本研究以1株农杆菌介导转化的圆红冬孢酵母(Rhodosporidium toruloides)突变菌株np11-15为对象,研究发酵条件对类胡萝卜素产量的影响。首先对碳氮比、装液量和温度3个因素进行单因素试验考察。结果表明,类胡萝卜素产量随着碳氮比的增高而降低,随着装液量或温度的升高,呈现先上升后下降的趋势。随后,我们采用响应面优化的方法,通过Box-Behnken设计,以类胡萝卜素产量为响应值,对发酵条件进行优化。结果表明,当碳氮比为22,装液量为100 mL和温度为28.75℃时,类胡萝卜素总产量最高,预测值为68.26 mg/L,实测值为75.29 mg/L,是野生型菌株的7.82倍。在该条件下,红酵母红素、红酵母烯、γ-胡萝卜素、β-胡萝卜素的产量分别为47.30,4.01,1.72,22.26 mg/L,分别是野生型菌株的36.95,9.78,1.32,3.35倍,红酵母红素含量显著提高,且比例可达到类胡萝卜素总产量的63.19%,是野生型菌株的5.12倍。本研究通过单因素及响应面优化试验,实现了圆红冬孢酵母类胡萝卜素产量,特别是红酵母红素产量大量提高。该菌株及其发酵条件有助于类胡萝卜素,特别是红酵母红素的高效生产。