紫薯花青素研究进展

◎ 伍子涵，王 莹，李泉岑

（1.塔里木大学生命科学学院，新疆 阿拉尔 843300；2.南疆特色农产品深加工兵团重点实验室，新疆 阿拉尔 843300）

紫薯，是甘薯的一种特殊品种，因其果肉呈深紫色至深紫色，所以又称黑薯、紫心甘薯或紫肉甘薯[1]。紫薯比普通甘薯的产量高、适应能力强，可以作为粮食作物和经济作物，另外还具有碘、硒、锌等微量元素和花青素类的营养成分，可以作为药用作物[2]。因其获取简单，营养价值高，所以近年来紫薯不论是作为原料生产产品还是从紫薯中提取花青素作为食品添加剂，都受到了人们的广泛关注。本文主要对紫薯薯肉中花青素的生理功能以其应用进行综述，并对其未来前景做出展望，旨在为紫薯中花青素的进一步研究以及工业化发展提供理论基础。

1 紫薯花青素生理功能

1.1 降血脂功能

目前，已经有大量的实验数据证明了紫薯花青素具有降血脂的功能。石慧在关于紫薯色素对油酸诱导的HepG2 细胞血脂代谢的影响研究中发现150 μg·mL-1紫薯花青素能够抑制油酸诱导的HepG2 细胞脂肪堆积作用，表明紫薯花青素具有良好的降血脂功能[3]。

1.2 抗皮肤光老化作用

郅琦通过建立UVB 诱导的无胸腺小鼠光老化的模型发现紫薯花青素可以减轻UVB 对小鼠的皮肤损伤，提高小鼠皮肤含水量，表明紫薯花青素具有较好的抗UVB 诱导的皮肤光老化活性，推测可能是由于紫薯花青素抑制了MAPK 信号通路的激活和NF-κB的核转位抑制机体的氧化应激反应和炎症反应,从而抑制了光老化作用[4]。

1.3 抗氧化功能

研究表明，紫薯花青素具有很强的抗氧化功能[5-7]。黄彪等人研究发现，0.5 mg·L-1紫薯提取液的DPPH 自由基清除率为88.4%、·OH 自由基的清除率为49.1%及ABTS 清除率为90.1%，表现出极强的抗氧化活性[8]。宋莹等人研究发现，低糖发酵的紫薯粉可以明显提高紫薯粉的抗氧化活性[9]。Oka 等人通过测量缺血性脑卒中Wistar 大鼠凋亡诱导因子浓度，发现紫薯花青素可以提高凋亡诱导因子水平，降低细胞凋亡率，提高脑源性神经营养因子水平，证明紫甘薯花青素具有抗氧化活性[10]。

2 紫薯花青素稳定性

赵国瑜等人研究发现，紫薯花青素对光照很敏感，且在酸性条件下较稳定，温度小于50 ℃时对紫薯花青素稳定性影响较小；在紫薯花青素溶液中添加D-异抗坏血酸钠，稳定性最好，添加柠檬酸、氯化钠、山梨酸钾时，稳定性略微变化，而在溶液中添加碳酸氢钠时稳定性最差；Mg2+、Ca2+、Al3+等金属离子对花青素稳定性的影响较小，但Fe3+、Zn2+对花青素稳定性影响较大，说明在大部分食品中可以加入紫薯花青素来作为染色剂[11]。石双妮等人对紫薯花色苷热稳定性的研究中也发现随着加热时间的延长，紫薯花色苷含量呈下降趋势，并且温度越高下降速度越快[12]。

3 紫薯花青素在食品中的应用

3.1 紫薯花青素在饮品中的应用

紫薯花青素由于色彩自然、颜色浓郁，可以作为染色剂添加到饮品中，改善饮品的感官特性，且天然色素的营养功能和生理作用也远远高于人工合成色素[13]。何娜等人通过正交试验研究了紫薯花青素复配饮品的配方，得出了复配饮品两个的最佳配比：①日本胶原蛋白6%、菊粉2%、木糖醇1%、抗性糊精6%和阿拉伯胶0.8%。②日本胶原蛋白6%、菊粉1%、木糖醇2%、抗性糊精4%和阿拉伯胶1.0%[14]。胡廷等人通过研究两步双酶法制备紫薯饮料时对于其淀粉转化率以及花青素的保留程度时发现，花青素保留率较高，为78.40%[15]。徐飞等人在紫薯花青素固体饮料的研发中发现在利用紫薯自身的酶系统，在温度为80 ℃，时间60 min，喷雾干燥温度105 ℃，β-环状糊精添加量为10%时，生产的固体饮料感官最佳，并且具有保健功效[16]。

3.2 紫薯花青素在饼干中的应用

紫薯花青素在饼干方面的应用也很广泛，在饼干中混入紫薯粉，可以给饼干着色，提高其营养价值，赋予其独特的紫薯味道，引起人们的购买欲望。修伟业等人研究了紫薯饼干的配方，发现在紫薯全粉、绵白糖、水、植物油、蛋黄液、黄油和奶粉添加量的比例为10 ∶25 ∶25 ∶10 ∶20 ∶4 ∶5、面坯厚度为3 mm、上火温度220 ℃、下火温度为200 ℃及烘焙时间为12 min 时制作的紫薯饼干口感风味良好[17]。张涛等人通过对紫薯薏米无糖曲奇饼干的工艺研究发现，制作曲奇饼干时，影响饼干品质的因素大小为麦芽糖醇添加量＞紫薯添加量＞薏米粉添加量＞黄油添加量，并且因为是无糖饼干，还可以预防龋齿，也适用于糖尿病患者和肥胖症患者[18]。

3.3 紫薯花青素在其他食品中的的应用

紫薯花青素在其他很多食品中也得到了应用，例如，束俊霞等人研究了紫薯凝固性酸奶，紫薯的添加使酸奶的风味以及营养性得到了很大的提升[19]；张莹丽等人研究得到了紫薯茯苓蛋糕的最优生产工艺[20]；崔少宁等人对紫薯豆渣丸子的工艺进行了优化[21]。方策等人对紫薯花生酸奶的制作工艺进行了研究，并且发现与其他酸奶相比，紫薯花生酸奶的抗氧化活性大大提高[22]。

4 结语

随着我国经济的快速发展和人们生活水平的不断提高，人们越来越关注食品的健康安全，而食用色素的安全问题也受到了广泛关注。紫薯因为获取简单，提取的花青素安全无毒，所以可以在很多方面进行应用。但我国天然色素发展时间较短，研究不够深入，面临着很多问题。紫薯色素在光照条件下以及一些金属离子加入的情况下稳定性较差，如何提高其稳定性，如何提高紫薯花青素的产量，使其可以更好地应用于食品工业中，这些都等待着人们的解决，希望在不久的将来，这些问题能够被研究人员解决，为天然色素工业化提供理论基础。