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红曲霉在我国的利用已经有一千多年的历史。红曲霉代谢过程中不仅会产生多种酶类、有机酸等初级代谢产物,还会产生多种具有生物活性的次级代谢产物。聚酮类次级代谢产物主要有红曲色素、洛伐他汀（lovastatin）和桔霉素。红曲色素主要被用于食品着色和防腐,洛伐他汀具有降血脂等多种生理活性,而桔霉素对脊椎动物包括人体有肾毒性。因此如何在提高红曲色素和洛伐他汀产量的同时,降低桔霉素的含量成为红曲霉发酵研究的重要内容。本文的目的就是研究红曲霉AS3.531在不同发酵方式和培养条件下,红曲色素、洛伐他汀和桔霉素的产出规律,以及三者的代谢关系,以实现提高红曲色素和洛伐他汀的产出,降低桔霉素的含量,提高该菌株的使用价值。实验主要由五部分组成。第一部分,建立了以双波长紫外分光光度法测定红曲霉发酵产物中洛伐他汀的方法。结果表明,采用稀释提取液后测定吸光值的方法,稀释倍数对加标回收率有显著影响,但稀释倍数大于一定值后,红曲色素对洛伐他汀测定结果的影响减小。使用100-200目中性氧化铝先对提取液进行脱色,提取液的上样量为1mL,以75%的乙醇溶液进行洗脱,收集第3-8mL洗脱液,测246nm和254nm波长下的吸光值,进而得出洛伐他汀的含量。该方法的平均加标回收率为98.8%,变异系数为1.62%。第二部分,建立了高效液相色谱测定桔霉素含量的方法。采用SHIMADZU Shim-pack VP-ODS C18色谱柱,在荧光检测波长为λex=331nm和λem=500nm,柱温28℃,流动相为乙腈:甲醇:水（pH2.5）=70:10:20,流速为1mL/min,自动进样20μL条件下,桔霉素得以有效分离。桔霉素在0.05-5mg/L范围内线性关系良好（R2 =0.9996）,平均保留时间为18.482min,最低检测限为5μg/L,平均加标回收率为98.17%,RSD=1.8%。第三部分,对红曲霉AS3.531固态发酵产洛伐他汀的培养条件进行了优化。通过正交实验得到的最佳培养条件是:温度28℃,PH5.0,含水量60%,此时洛伐他汀的最大含量为9.033×10-6g/g。第四部分,对红曲霉AS3.531液态发酵红曲色素与桔霉素的培养条件及培养基成分进行了优化。单因素实验的结果表明红曲色素的合成与桔霉素的合成有相同的趋势,即在色素色价高时,桔霉素的含量也较高。而响应面实验的结果却与单因素实验的结果有差异。通过响应面优化,得到的最佳培养条件为培养温度32℃、初始pH为自然pH（5.7）、摇床转速150rpm,在此条件下,红曲色素的色价为65.59U/mL,桔霉素为14.54μg/mL。培养基的成分和比例对红曲色素和桔霉素合成的影响很大,其中一定量的甘油和蛋白胨利于红曲色素的产出,而蔗糖和硫酸铵则更利于桔霉素的合成。通过对碳源和氮源的正交实验,得到的最佳碳源与氮源的配比为甘油3%、蛋白胨1%、硝酸钠1%,此时色素色价为95.94U/mL,没有检出桔霉素。第五部分,对红曲霉AS3.531固态发酵产红曲色素和桔霉素的条件进行了优化。正交实验结果表明:固态发酵时影响色素色价的培养条件中,培养基初始含水量>培养温度>pH>装料量,而对于桔霉素的合成却是pH>培养基初始含水量>装料量>培养温度。其中培养基含水量大于50%后,黄色素色价会超过红色素色价。在装料量为60g,培养温度为37℃、pH为5.5、培养基初始含水量为60%的条件下,色素色价最高,为297.0U/g,此时的桔霉素含量为0.1465ug/g。而在装料量40g、培养温度32℃、pH5.0、培养基初始含水量60%的条件下,桔霉素的含量最少,为0.0377μg/g,此时色素的色价为135.8U/g。