紫薯花青素研究進(jìn)展

◎ 伍子涵，王 瑩，李泉岑

（1.塔里木大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院，新疆 阿拉爾 843300；2.南疆特色農(nóng)產(chǎn)品深加工兵團(tuán)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)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(chǎn)量高、適應(yīng)能力強(qiáng)，可以作為糧食作物和經(jīng)濟(jì)作物，另外還具有碘、硒、鋅等微量元素和花青素類的營(yíng)養(yǎng)成分，可以作為藥用作物[2]。因其獲取簡(jiǎn)單，營(yíng)養(yǎng)價(jià)值高，所以近年來紫薯不論是作為原料生產(chǎn)產(chǎn)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(guān)注。本文主要對(duì)紫薯薯肉中花青素的生理功能以其應(yīng)用進(jìn)行綜述，并對(duì)其未來前景做出展望，旨在為紫薯中花青素的進(jìn)一步研究以及工業(yè)化發(fā)展提供理論基礎(chǔ)。

1 紫薯花青素生理功能

1.1 降血脂功能

目前，已經(jīng)有大量的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)證明了紫薯花青素具有降血脂的功能。石慧在關(guān)于紫薯色素對(duì)油酸誘導(dǎo)的HepG2 細(xì)胞血脂代謝的影響研究中發(fā)現(xiàn)150 μg·mL-1紫薯花青素能夠抑制油酸誘導(dǎo)的HepG2 細(xì)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(dǎo)的無胸腺小鼠光老化的模型發(fā)現(xiàn)紫薯花青素可以減輕UVB 對(duì)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(dǎo)的皮膚光老化活性，推測(cè)可能是由于紫薯花青素抑制了MAPK 信號(hào)通路的激活和NF-κB的核轉(zhuǎn)位抑制機(jī)體的氧化應(yīng)激反應(yīng)和炎癥反應(yīng),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(qiáng)的抗氧化功能[5-7]。黃彪等人研究發(fā)現(xiàn)，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(xiàn)出極強(qiáng)的抗氧化活性[8]。宋瑩等人研究發(fā)現(xiàn)，低糖發(fā)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(cè)量缺血性腦卒中Wistar 大鼠凋亡誘導(dǎo)因子濃度，發(fā)現(xiàn)紫薯花青素可以提高凋亡誘導(dǎo)因子水平，降低細(xì)胞凋亡率，提高腦源性神經(jīng)營(yíng)養(yǎng)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(wěn)定性

趙國(guó)瑜等人研究發(fā)現(xiàn)，紫薯花青素對(duì)光照很敏感，且在酸性條件下較穩(wěn)定，溫度小于50 ℃時(shí)對(duì)紫薯花青素穩(wěn)定性影響較??；在紫薯花青素溶液中添加D-異抗壞血酸鈉，穩(wěn)定性最好，添加檸檬酸、氯化鈉、山梨酸鉀時(shí)，穩(wěn)定性略微變化，而在溶液中添加碳酸氫鈉時(shí)穩(wěn)定性最差；Mg2+、Ca2+、Al3+等金屬離子對(duì)花青素穩(wěn)定性的影響較小，但Fe3+、Zn2+對(duì)花青素穩(wěn)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(duì)紫薯花色苷熱穩(wěn)定性的研究中也發(fā)現(xiàn)隨著加熱時(shí)間的延長(zhǎng)，紫薯花色苷含量呈下降趨勢(shì)，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(yīng)用

3.1 紫薯花青素在飲品中的應(yīng)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(yíng)養(yǎng)功能和生理作用也遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于人工合成色素[13]。何娜等人通過正交試驗(yàn)研究了紫薯花青素復(fù)配飲品的配方，得出了復(fù)配飲品兩個(gè)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?jī)刹诫p酶法制備紫薯飲料時(shí)對(duì)于其淀粉轉(zhuǎn)化率以及花青素的保留程度時(shí)發(fā)現(xiàn)，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(fā)中發(fā)現(xiàn)在利用紫薯自身的酶系統(tǒng)，在溫度為80 ℃，時(shí)間60 min，噴霧干燥溫度105 ℃，β-環(huán)狀糊精添加量為10%時(shí)，生產(chǎn)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(yīng)用

紫薯花青素在餅干方面的應(yīng)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(yíng)養(yǎng)價(jià)值，賦予其獨(dú)特的紫薯味道，引起人們的購(gòu)買欲望。修偉業(yè)等人研究了紫薯餅干的配方，發(fā)現(xiàn)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(shí)間為12 min 時(shí)制作的紫薯餅干口感風(fēng)味良好[17]。張濤等人通過對(duì)紫薯薏米無糖曲奇餅干的工藝研究發(fā)現(xiàn)，制作曲奇餅干時(shí)，影響餅干品質(zhì)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?yàn)槭菬o糖餅干，還可以預(yù)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(yīng)用

紫薯花青素在其他很多食品中也得到了應(yīng)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(fēng)味以及營(yíng)養(yǎng)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(yōu)生產(chǎn)工藝[20]；崔少寧等人對(duì)紫薯豆渣丸子的工藝進(jìn)行了優(yōu)化[21]。方策等人對(duì)紫薯花生酸奶的制作工藝進(jìn)行了研究，并且發(fā)現(xiàn)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(jié)語

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展和人們生活水平的不斷提高，人們?cè)絹碓疥P(guān)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(guān)注。紫薯因?yàn)楂@取簡(jiǎn)單，提取的花青素安全無毒，所以可以在很多方面進(jìn)行應(yīng)用。但我國(guó)天然色素發(fā)展時(shí)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(wěn)定性較差，如何提高其穩(wěn)定性，如何提高紫薯花青素的產(chǎn)量，使其可以更好地應(yīng)用于食品工業(yè)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(yè)化提供理論基礎(chǔ)。