本文以光合细菌为生产类胡萝卜素的菌种，对高产类胡萝卜素的菌种及其发酵培养基组成、培养条件进行了研究，采用响应面法对光合细菌类胡萝卜素的提取条件进行了优化，同时研究了提取得到的类胡萝卜素粗制品的理化性质。主要研究结果如下：1、采用全排列设计筛选得到一株高产类胡萝卜素光合细菌（Rhodobacter sphaeroides）。通过响应面法、Plackett-burman设计和均匀设计等筛选和优化了光合细菌培养基的组成，光合细菌最适培养基的成分为：柠檬酸8.1 g／L，NH₄Cl 3.5 g／L，玉米浆1.8 g╱L，MgSO₄ 0.12 g／L，Na₂HPO₄ 2.05 g／L，FeSO₄ 0.03 g／L和Na₂CO₃ 2.22 g／L。此时最大类胡萝卜素产量达17.126 mg╱L，是优化前产量的2.66倍。2、高产类胡萝卜素菌种及其发酵培养基组成、培养条件研究结果表明：影响类胡萝卜素产量的主次顺序依次为培养基pH＞接种量＞光照强度。光合细菌最适培养条件为接种量20％、pH 7.0，光照强度3000 lx，得到的菌体产量和类胡萝卜素产量分别达到4.00 g／L和23.35 mg／L，比优化前分别提高了11.73％和42.15％。3、采用响应面法对影响类胡萝卜素提取率的工艺参数进行优化得到的类胡萝卜素最佳提取工艺条件为：提取温度30℃、液料比40、提取时间40 min和提取次数2次。二次提取的类胡萝卜素总提取率达到6225μg╱g菌体干重，约占光合细菌产类胡萝卜素总量的94.89％。4、光合细菌类胡萝卜素理化特性研究表明，该色素不溶于水，易溶于丙酮和乙醚，微溶于乙醇，溶于乙醇后的色素溶液呈橙红色。向色素制品的乙醇溶液中加入浓硫酸后，下层呈青蓝色，加入浓盐酸后，下层呈浅蓝色。金属离子、碱、光照、氧化剂等对光合细菌类胡萝卜素稳定性影响结果表明，K⁺，Na⁺，Mg²⁺，Al³⁺，Ca²⁺以及低浓度NaOH（≤0.01 mol／L）等对光合细菌类胡萝卜素的稳定性几乎没有影响，而Fe³⁺、Cu²⁺、高浓度NaOH（≥0.5 mol／L）以及光照等会使类胡萝卜素的稳定性显著降低（p＜0.05）。不同来源的光对类胡萝卜素的破坏程度依次为：自然光＞白炽灯＞日光灯＞紫外灯。此外，光合细菌类胡萝卜素具有一定的耐氧化性，当过氧化氢存在时，色素发生轻微降解。