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番茄红素是一种不含氧的类胡萝卜素,它是具有11个共轭双键和2个非共轭双键的异戊二烯类化合物,存在于天然植物中,且有很强的抗氧化作用。本文以营养要求简单、生长粗犷及安全性较高的粗糙脉孢菌（Neurospora crassa）为出发菌株,优化并确定其固体发酵工艺及参数,并研究了发酵助剂的添加对其产番茄红素的影响及抗氧化活性,最后对粗糙脉孢菌固体发酵法与液体发酵法产番茄红素的量进行比较。1.对固体发酵产番茄红素发酵条件的探究,以N.crassa 3.1607为出发酵菌株,通过收集孢子进行研究。通过单因素实验和响应面实验设计,优化了影响较明显的三个因素对发酵产物产率的影响。以乙酸乙酯-丙酮（1:1,V/V）混合有机溶剂浸提色素,高效液相色谱（high performance liquid chromatography,HPLC）对产物进行分析,紫外检测波长为472 nm;流动相乙腈-二氯甲烷的混合比例（V/V）为60:40,在该条件下番茄红素能很好地被分离。最佳固体发酵工艺条件为:培养基初始PH5.5,发酵温度30℃,接种量0.95%,发酵时间95h,全程光照,此条件下番茄红素产率为2.48mg/g。固体培养与液体培养粗糙脉孢菌产番茄红素相比,在操作上更加简单、方便、周期短、孢子易收集;在产量上孢子和番茄红素均较多。2.采用固体培养粗糙脉孢菌,并向其中添加不同助剂达到大量积累番茄红素的目的。以各种助剂的添加量为自变量,孢子产量及番茄红素产率为因变量进行单因素实验,从柠檬酸、香叶醇、BHT、盐酸特比萘芬、酮康唑及2-异丙基咪唑中筛选出四种物质,然后得到四者的最佳添加量分别为BHT0.3g/L、香叶醇25mg/L、盐酸特比萘芬0.95mg/L和2-异丙基咪唑570mg/L。再通过Box-Behnken原理进行试验设计及响应面分析,对以上四种影响显著的助剂的添加量进行优化,最后得出其最优复合助剂的添加量分别为:BHT 0.29g/L、香叶醇24.78mg/L、盐酸特比萘芬0.95mg/L、2-异丙基咪唑571.21mg/L,在该条件下番茄红素产率达到5.10mg/g,比空白组2.87mg/g提高了77.7%。证明,复合助剂的添加对孢子的番茄红素产率具有明显的促进作用。3.对番茄红素的体外抗氧化活性进行研究,主要通过对DPPH自由基清除率、羟基自由基清除率以及对超氧阴离子自由基清除率的测定,并与一些常见的抗氧化剂β-carotene、BHA、VE、BHT和VC进行比较。结果显示:由粗糙脉孢菌固体发酵得到的番茄红素对DPPH?、?OH及O2-?均有一定的清除作用且具有明显的剂量一效应关系。在一定实验浓度范围内,对DPPH?清除能力大小顺序为:BHA>番茄红素>VE>β-carotene;对?OH清除能力大小顺序为:番茄红素>VC>BHT;对O2-?清除能力大小顺序为:番茄红素>VC>VE。番茄红素对DPPH·、?OH及O2-?的EC50分别为0.039mg/m L、0.008mg/mL和0.054mg/m L。由此可知,由粗糙脉孢菌固体发酵得到的番茄红素具有较强的自由基清除能力和抗氧化能力。同时,番茄红素和VE对抑制Cu2+诱导的LDL氧化修饰作用均有较明显的效果,且番茄红素强于VE。因已有研究显示VE可减慢LDL被氧化进程,并为临床早期治疗As提供新的研究线索,所以番茄红素也可能具有抑制As的作用。这为研究番茄红素的生物活性提供了更加广阔的空间。4.从培养基、发酵温度、接种量、发酵时间四个方面分别对固体发酵与液体发酵的产孢量与产番茄红素量进行了比较。得出以下结论:在培养基有效成分及用量相同的条件下,固体发酵产孢量比液体发酵法高出1.58倍,所以固体发酵产孢量较高;固体发酵与液体发酵的温度相差不大,基本保持一致,可能是因为都采用的同一菌种?粗糙脉孢菌;在培养基有效成分及用量相同的条件下,固体发酵比液体发酵番茄红素产量高出1.56倍;在培养基有效成分相同的条件下,固体发酵比液体发酵用时较短。由于液体发酵时菌丝生长需要较长的时间,产孢较慢,而固体发酵直接长出孢子,耗时较少。另外,通过体外抗氧化活性及对Cu2+诱导的LDL氧化修饰抑制的研究,固体发酵得到的番茄红素与液体发酵得到的番茄红素具有同等的效果。所以,采用固体发酵得到番茄红素具有成本低、周期短、产孢量高、番茄红素产量高等优点。