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红曲菌发酵生产食用色素被认为是微生物发酵法生产天然色素行业中最成功的范例之一。目前红曲属分为12个种，红曲菌至少可产生3种色调的色素，如红色素、橙色素和黄色素。本论文在菌种筛选和诱变、发酵生产技术以及红曲色素特性方面开展了深入研究，旨在为工业化生产不同色调的红曲色素(红色素、橙色素、黄色素)奠定基础。本论文研究了生产不同色调红曲色素的液态发酵生产技术，主要为：探索了Monascus sp. H1102原生质体制备的最佳条件：菌龄为40h，酶解时间为2.5h；最佳再生培养基为PDA中加入终浓度为0.6mol·L-1的蔗糖。对此菌株原生质体进行紫外诱变，获得了一株高产红色素且桔霉素含量仅为0.62mg·L-1的Monascus sp.H1102-5。为了进一步提高突变株的色素产量，通过单因素优化及正交实验，确定了最佳发酵培养基为：80g·L-1麦芽糖、135mL·L-1大豆水解液、3.5g·L-1MgSO4和0.04g·L-1ZnSO4，在此条件下发酵液红色素色价高达495U·mL-1，相较于出发菌株Monascus sp.H1102提高了112%。在发酵液中添加8%萃取剂时，相比对照组，菌体量提高了38.41%，红、黄色价分别提高了15.85%和29.02%。其作用机理在于：添加萃取剂可改变细胞絮凝性，使菌丝体形成量大、分散度高；萃取剂有萃取脂溶性黄色素和橙色素的作用，使大量黄色素和橙色素富集在萃取相中；萃取剂可提供少量的菌体生长和色素合成所需的脂肪酸。根据橙色素和黄色素可在萃取相中富集的启示，结合对红曲色素特性的分析研究，建立了一种双液相偶联萃取发酵生产红曲黄色素、橙色素的新方法。即采用富含无机氮源的培养基，在装液量为50mL的三角瓶中，在发酵初始时，添加20mL萃取剂形成双液相偶联萃取发酵体系，32℃，170r·min-1条件下发酵时间为5d。采用双液相萃取发酵新方法，对10株红曲菌生产单一色素的特性进行了研究，筛选出了高产黄色素和橙色素的红曲菌株Monascus sp.961和Monascus sp. W1，其发酵液色价分别达到200U·mL-1(黄色素)和436U·mL-1(橙色素)。利用全波长扫描法测定的最大吸收峰所对应的波长和板层析法测定的Rf两个特征值对红曲双液相偶联萃取发酵所产的红曲黄、橙色素进行了定量和定性分析，确定了所产的红曲黄、橙色素符合天然黄、橙色素的特性。