紫薯花青素研究進展

◎ 伍子涵，王 瑩，李泉岑

（1.塔里木大學生命科學學院，新疆 阿拉爾 843300；2.南疆特色農產品深加工兵團重點實驗室，新疆 阿拉爾 843300）

紫薯，是甘薯的一種特殊品種，因其果肉呈深紫色至深紫色，所以又稱黑薯、紫心甘薯或紫肉甘薯[1]。紫薯比普通甘薯的產量高、適應能力強，可以作為糧食作物和經濟作物，另外還具有碘、硒、鋅等微量元素和花青素類的營養成分，可以作為藥用作物[2]。因其獲取簡單，營養價值高，所以近年來紫薯不論是作為原料生產產品還是從紫薯中提取花青素作為食品添加劑，都受到了人們的廣泛關注。本文主要對紫薯薯肉中花青素的生理功能以其應用進行綜述，并對其未來前景做出展望，旨在為紫薯中花青素的進一步研究以及工業化發展提供理論基礎。

1 紫薯花青素生理功能

1.1 降血脂功能

目前，已經有大量的實驗數據證明了紫薯花青素具有降血脂的功能。石慧在關于紫薯色素對油酸誘導的HepG2 細胞血脂代謝的影響研究中發現150 μg·mL-1紫薯花青素能夠抑制油酸誘導的HepG2 細胞脂肪堆積作用，表明紫薯花青素具有良好的降血脂功能[3]。

1.2 抗皮膚光老化作用

郅琦通過建立UVB 誘導的無胸腺小鼠光老化的模型發現紫薯花青素可以減輕UVB 對小鼠的皮膚損傷，提高小鼠皮膚含水量，表明紫薯花青素具有較好的抗UVB 誘導的皮膚光老化活性，推測可能是由于紫薯花青素抑制了MAPK 信號通路的激活和NF-κB的核轉位抑制機體的氧化應激反應和炎癥反應,從而抑制了光老化作用[4]。

1.3 抗氧化功能

研究表明，紫薯花青素具有很強的抗氧化功能[5-7]。黃彪等人研究發現，0.5 mg·L-1紫薯提取液的DPPH 自由基清除率為88.4%、·OH 自由基的清除率為49.1%及ABTS 清除率為90.1%，表現出極強的抗氧化活性[8]。宋瑩等人研究發現，低糖發酵的紫薯粉可以明顯提高紫薯粉的抗氧化活性[9]。Oka 等人通過測量缺血性腦卒中Wistar 大鼠凋亡誘導因子濃度，發現紫薯花青素可以提高凋亡誘導因子水平，降低細胞凋亡率，提高腦源性神經營養因子水平，證明紫甘薯花青素具有抗氧化活性[10]。

2 紫薯花青素穩定性

趙國瑜等人研究發現，紫薯花青素對光照很敏感，且在酸性條件下較穩定，溫度小于50 ℃時對紫薯花青素穩定性影響較小；在紫薯花青素溶液中添加D-異抗壞血酸鈉，穩定性最好，添加檸檬酸、氯化鈉、山梨酸鉀時，穩定性略微變化，而在溶液中添加碳酸氫鈉時穩定性最差；Mg2+、Ca2+、Al3+等金屬離子對花青素穩定性的影響較小，但Fe3+、Zn2+對花青素穩定性影響較大，說明在大部分食品中可以加入紫薯花青素來作為染色劑[11]。石雙妮等人對紫薯花色苷熱穩定性的研究中也發現隨著加熱時間的延長，紫薯花色苷含量呈下降趨勢，并且溫度越高下降速度越快[12]。

3 紫薯花青素在食品中的應用

3.1 紫薯花青素在飲品中的應用

紫薯花青素由于色彩自然、顏色濃郁，可以作為染色劑添加到飲品中，改善飲品的感官特性，且天然色素的營養功能和生理作用也遠遠高于人工合成色素[13]。何娜等人通過正交試驗研究了紫薯花青素復配飲品的配方，得出了復配飲品兩個的最佳配比：①日本膠原蛋白6%、菊粉2%、木糖醇1%、抗性糊精6%和阿拉伯膠0.8%。②日本膠原蛋白6%、菊粉1%、木糖醇2%、抗性糊精4%和阿拉伯膠1.0%[14]。胡廷等人通過研究兩步雙酶法制備紫薯飲料時對于其淀粉轉化率以及花青素的保留程度時發現，花青素保留率較高，為78.40%[15]。徐飛等人在紫薯花青素固體飲料的研發中發現在利用紫薯自身的酶系統，在溫度為80 ℃，時間60 min，噴霧干燥溫度105 ℃，β-環狀糊精添加量為10%時，生產的固體飲料感官最佳，并且具有保健功效[16]。

3.2 紫薯花青素在餅干中的應用

紫薯花青素在餅干方面的應用也很廣泛，在餅干中混入紫薯粉，可以給餅干著色，提高其營養價值，賦予其獨特的紫薯味道，引起人們的購買欲望。修偉業等人研究了紫薯餅干的配方，發現在紫薯全粉、綿白糖、水、植物油、蛋黃液、黃油和奶粉添加量的比例為10 ∶25 ∶25 ∶10 ∶20 ∶4 ∶5、面坯厚度為3 mm、上火溫度220 ℃、下火溫度為200 ℃及烘焙時間為12 min 時制作的紫薯餅干口感風味良好[17]。張濤等人通過對紫薯薏米無糖曲奇餅干的工藝研究發現，制作曲奇餅干時，影響餅干品質的因素大小為麥芽糖醇添加量＞紫薯添加量＞薏米粉添加量＞黃油添加量，并且因為是無糖餅干，還可以預防齲齒，也適用于糖尿病患者和肥胖癥患者[18]。

3.3 紫薯花青素在其他食品中的的應用

紫薯花青素在其他很多食品中也得到了應用，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風味以及營養性得到了很大的提升[19]；張瑩麗等人研究得到了紫薯茯苓蛋糕的最優生產工藝[20]；崔少寧等人對紫薯豆渣丸子的工藝進行了優化[21]。方策等人對紫薯花生酸奶的制作工藝進行了研究，并且發現與其他酸奶相比，紫薯花生酸奶的抗氧化活性大大提高[22]。

4 結語

隨著我國經濟的快速發展和人們生活水平的不斷提高，人們越來越關注食品的健康安全，而食用色素的安全問題也受到了廣泛關注。紫薯因為獲取簡單，提取的花青素安全無毒，所以可以在很多方面進行應用。但我國天然色素發展時間較短，研究不夠深入，面臨著很多問題。紫薯色素在光照條件下以及一些金屬離子加入的情況下穩定性較差，如何提高其穩定性，如何提高紫薯花青素的產量，使其可以更好地應用于食品工業中，這些都等待著人們的解決，希望在不久的將來，這些問題能夠被研究人員解決，為天然色素工業化提供理論基礎。