微生物发酵色素是通过真菌、藻类、细菌等微生物发酵得到的一类天然色素。

色素分为天然色素和合成色素。与动植物来源的天然色素相比，微生物发酵色素不受季节、区域的限制，且易于规模化生产、产品稳定性更高、成本效益更强；与合成色素相比，微生物发酵色素安全、环保、可持续。近年来，微生物发酵法生产天然色素备受市场关注，得益于合成生物学技术发展，微生物发酵色素产业规模随之扩大。

微生物发酵色素制造流程大致分为四步，首先利用基因编辑、酶工程、人工智能等技术构建和筛选合适的菌种，其次在最适的培养条件下，优化和培养工程菌，第三步通过合成生物学方法，放大生产，并监控发酵生产过程，最后利用分离技术、提纯技术对产物进行精制，以得到合格的色素。微生物发酵色素生产水平主要取决于菌种的遗传特性和培养条件。

近年来，随着研究深入、技术突破，越来越多的微生物发酵色素进入市场，包括红曲红色素、靛蓝色素、栀子蓝色素、甜菜碱色素、虾青素、番茄红素等。红曲红色素是红曲霉次级代谢产物之一，通过红曲霉菌液体深层发酵、生物分离技术得到。红曲红色素无毒、安全，在食品、医疗、美容、农业等领域应用价值较高。食品是红曲红色素主要应用领域，如肉制品、红曲腐乳、红曲酒等。

全球从事微生物发酵色素研发及生产的企业有NovoNutrients、Octarine Bio、Huue、Phytolon、道生生物（深圳）、金城医药、威海利达生物等。Octarine Bio目前专注于紫罗兰素及其衍生物（包括绿色、蓝色和、红色等）的研发，2023年5月，Octarine Bio与Ginkgo合作设计一种生产紫罗兰素及其衍生物的菌株；2023年12月，Octarine Bio宣布完成460万美元融资，目前其筹集金额累计超过1300万美元。

微生物发酵色素可作为合成色素、天然色素的替代品，应用前景广阔。微生物发酵色素可用于纺织、食品、建筑、印刷、染料、造纸、塑料、医药等多个领域。目前微生物发酵色素研究、生产主要集中在类胡萝卜素方面，如虾青素、β-胡萝卜素等，其他色素生产规模较小。但随着技术突破，微生物来源的靛蓝色素、紫罗兰素、黑色素、灵菌红素市场化速度正在不断加快。