红曲霉（Monascus spp.）作为一种药食两用的丝状真菌,在中国、日本和其他东南亚国家用于食品发酵和药物已有近2000年的历史。中国食品自古讲究色、香、味俱全,着色剂如红曲色素更是自古以来就被用于食品中,以改善食品的外观、风味、口感和营养品质。本研究进行了以米糠和糙米为基质发酵紫色红曲霉产色素特性分析,对比分析了不同大米品种产色素的颜色特性,并通过响应面等方法优化了以米糠为基质发酵紫色红曲霉的培养基组分,最后对优化后的培养基进行了形态学和孢子繁殖等研究。具体实验结果如下:1.米糠和糙米液态发酵紫色红曲霉产色素的特性分析经测定,米糠中所有微量元素和粗脂肪的含量都远远高于糙米中微量元素的含量,蛋白质含量也高于糙米,淀粉含量（12.74%）则远远低于糙米,基于米糠的这种特点,米糠发酵紫色红曲霉可产少量色素。经过菌株筛选以色素产量稳定的紫色红曲菌M9为试验菌株,糙米的胞内色价最高是米糠的9.74倍,但两者最高胞外色价接近。视觉上米糠和糙米发酵也呈现不同的色调,米糠胞外色素液呈现紫红色,胞内色素液为粉红色,糙米则均呈现深红色。两者色素组分不同,米糠可产五种色素,其中两种红色素（R1、R2）占比较多;糙米发酵则可产六种色素,黄色素（Y1、Y2）占比较多。以米糠为基质发酵所产色素和桔霉素相较于糙米均较为微量,米糠发酵具有较高的安全性。2.不同品种大米发酵紫色红曲霉产色素的特性分析粳米发酵的胞外色价最高,于505 nm处最高可达19.07 U/mL,是籼米的2.28倍,糯米的2.53倍;发酵3-4d籼米的红曲菌胞内色价可达947.46U/g（505nm）,分别是糯米的1.24倍和粳米的1.33倍;发酵6-7 d粳米的胞内色价较高,于505 nm处可达1762.80U/g,分别是籼米的1.41倍和糯米的1.86倍,粳米的后期发酵更利于M9的色素累积。HPLC分析六种主要红曲色素产量表明,籼米和糯米发酵显著促进了两种橙色素O1、O2在胞内积累,发酵第7 d的产量分别是粳米的5.00倍和6.31倍,粳米发酵更有利于红色素（R1、R2）及黄色素（Y1、Y2）产生;三种大米相比,粳米发酵所产桔霉素最低,安全性更高。3.米糠液态发酵紫色红曲霉产色素的营养因子优化以米糠为基质液态发酵红曲色素,选取多种碳源、氮源和无机盐,考察不同营养因子对红曲色素产量的影响,发现甘露醇5.10%、硫酸锌0.40%、硝酸铵1.00%是米糠发酵产色素的最优培养基组分,优化后所得色价为1258.33 U/g（505 nm）,与预测值十分接近,是优化前纯米糠发酵色价的12.29倍。优化后培养基发酵所得色价可达大米培养基的70.97%,普通大米发酵所得桔霉素可达143.02 μg/g,是优化后培养基（37.37μg/g）发酵的3.82倍。并通过TLC和HPLC分析色素特性,发现甘露醇有利于米糠发酵产橙色素,硫酸锌和硝酸铵更有利于红色素生成,优化后得到了六种主要红曲色素,其中两种红色素含量最高,其次是两种橙色素和少量黄色素。4.红曲霉以米糠为基质的生长繁殖观察分别以硝酸铵培养基、甘露醇培养基、大米培养基、纯米糠培养基、硫酸锌培养基对M9进行固体平板培养,发现添加无机盐硫酸锌或氮源硝酸铵的米糠培养基产生的色素圈为紫红色,优化后的米糠培养基为红色,大米培养基为橙红色,整体色素圈色泽、菌落正反面颜色与上一章节中的液态分析结果基本一致,相互印证。添加碳源甘露醇的米糠培养基和优化后的培养基菌丝稠密,适合红曲霉菌丝的生长发育。优化后的复合培养基最适合红曲霉菌落的生长,菌落直径最大,其对红曲菌丝的促进作用也最为明显,菌落直径于第9天最高可达6.60cm,是未添加任何外源因子的纯米糠培养基的2.06倍。添加硫酸锌、甘露醇和复合营养因子后对紫色红曲霉在米糠培养基上的生长有较强的促进作用,有利于生物量的积累,硫酸锌培养基、甘露醇培养基、优化后复合培养基更适合紫色红曲霉M9菌丝体的生长发育。硝酸铵培养基和纯米糠培养基更有利于M9的无性繁殖,在米糠培养基上添加甘露醇和复合营养因子（硝酸铵、硫酸锌和甘露醇）后,显著促进了紫色红曲霉M9在米糠培养基上的有性生殖。综上所述,本研究系统地研究了在不同基质上产色素的特性,优化了以米糠为基质产色素的培养基组分,同时研究了以米糠为基质的生长繁殖,通过以上研究为生产多色调红曲色素,综合利用粮食副产物提高红曲色素产量提供了技术参考。