张与格

（沈阳农业大学 食品学院，沈阳 110161）

紫薯是甘薯中的一类特殊品种，其果肉呈紫色至深紫色，也被称为黑薯或紫心甘薯。 紫薯的块根中富含淀粉、蛋白质、可溶性糖、维生素A、维生素B1、维生素B2、维生素C、维生素E、膳食纤维和一些无机盐，脂肪含量较少。另外，还富含花青素、粘蛋白、硒元素等，具有非常高的营养价值。 紫薯可以用来制作糕点、饮料、粉丝、罐头、蜜饯等食品，还可作为生产食用色素、淀粉、味精、酶制剂、果葡糖浆的原材料，其块根、茎叶及加工后副产品能够制成各种饲料。近年来，紫薯以其营养价值高且富含花色苷而成为良好的天然食用色素来源，花色苷提取和紫薯食品创新受到人们关注。通过综述紫薯花色苷稳定性及其在糕点中的应用，为紫薯花色苷研究及应用提供基础依据。

1 紫薯科学研究进展

1.1 近10 a 紫薯科学研究现况

统计近10 a 有关紫薯文献的发文量，见图1。

图1 有关紫薯研究的发文量Table 1 Publications on purple potato research

从图1 可以看出， 近10 a 有关紫薯的年发文量在180～265 篇之间波动，2015 年发文量最高为265篇，2021 年发文量最低为180 篇。

1.2 紫薯花色苷稳定性影响因素研究现况

统计近10 a 有关紫薯花色苷稳定性影响因素研究的文献发文量，如图2 所示。

图2 影响紫薯花色苷稳定性因素的研究现况Table 2 Research status of factors affecting the stability of anthocyanins from purple potato

由图2 可以看出，近10 a 有关文献中，加热温度对紫薯花色苷稳定性影响的文献数目最多为33 篇，其他依次是 pH 值、光照、金属离子、食品添加剂。 其中，食品添加剂对紫薯花色苷稳定性影响的文献数目最少为14 篇。 在影响紫薯花色苷稳定性的五大因素中，加热温度受到的关注较多，而食品添加剂的研究空间较大。

1.3 紫薯花色苷提取方法研究现况

近10 a 紫薯花色苷提取方法发文量见图3 和图4。

从图 3 可知， 近10 a 有关紫薯花色苷提取方法的文献发文量不多，2015 年最多为 7 篇，2012 年和2017 年为 1 篇。由图 4 可知，近 10 a 有关紫薯花色苷不同提取方法的文献中，传统的溶剂提取法受到较多关注，其他依次为超声波提取法、微波萃取法、高压脉冲电场辅助法、双水相法、酶法，发酵法和加压流体萃取法有着较大的研究空间。

图3 紫薯花色苷提取方法发文量Table 3 Publications on extraction method of anthocyanins from purple potato

图4 紫薯花色苷提取方法研究现况Table 4 Research status of extraction method of anthocyanins

2 不同因素对紫薯花色苷稳定性的影响研究

2.1 光照对紫薯花色苷稳定性的影响

赵国瑜等取样液分别置于光照和避光下5 d，每隔1 d 观察其颜色变化，并在 329 nm 处测吸光值。研究发现，不管在光照还是避光下，紫薯的花色苷均有降解现象，发生，但在光照条件下紫薯花色苷降解程度远远高于避光条件，因此得出紫薯花色苷需要避光保存的结论。

2.2 加热温度对紫薯花色苷稳定性的影响

赵国瑜等还发现50 ℃时吸光值最大；20～50 ℃时可使用一般热处理方式，花色苷较为稳定；大于50℃时，随着温度的升高，紫薯花色苷越来越不稳定，降解速度越来越快。 因此，加工紫薯不宜高温，以温度50 ℃左右为佳，这样利于保持花色苷的稳定性。

2.3 pH 值对紫薯花色苷稳定性的影响

曾繁森等研究了pH 值与紫薯花色苷稳定性之间的关系， 发现弱酸性条件下花色苷吸光值大且稳定，碱性条件下花色苷由蓝紫色变为绿色。因此，花色苷的加工环境以酸性条件为宜。

2.4 食品添加剂对紫薯花色苷稳定性的影响

赵国瑜等研究发现添加D-异抗坏血酸钠时花色苷稳定性最好，添加氯化钠、柠檬酸、山梨酸钾时花色苷稳定性较好，而添加碳酸氢钠时稳定性最差。

2.5 金属离子对紫薯花色苷稳定性的影响

郭思杙等研究发现 Na+，K+，Mg2+，Ca2+，Zn2+不会对花色苷颜色稳定性造成明显影响。 Fe3+会使花色苷严重变色，使其由紫红色转变为黄色。Al3+对花色苷具有比较明显的增色作用，且Al3+的浓度与增色作用成正比。 当Cu2+的浓度超过0.007 5 mol/L 时，花色苷发生褪色现象，Fe2+也有一定褪色作用， 但没有Cu2+显著。

3 紫薯花色苷在食品创制中的应用

3.1 紫薯花色苷在饼干食品中的应用

紫薯花色苷是良好的天然着色剂且富有营养价值，经常添加在饼干生产中，用以提高其商品价值。田文静等对紫薯曲奇饼干的抗氧化性与质量特性进行了研究， 发现紫薯粉的添加会使饼干呈现紫红色且含有更多花色苷和多酚物质， 使 DPPH 自由基清除效果更好，贮藏过程中氧化稳定性也得到提高。 紫薯曲奇饼干中的面筋蛋白含量较少，结构更酥松，其胶黏性、硬度和咀嚼性较低。 研究还发现，人们比较喜欢添加紫薯的饼干， 故紫薯花色苷具有良好的市场应用前景。

白建等在紫薯饼干基础上进行了食品创新，得到紫薯黑米饼干的最优配比，即低筋面粉、黑米粉、紫薯粉、白砂糖、黄油、鸡蛋、牛奶、泡打粉、食盐、小苏打的添加比例为 100∶20∶35∶45∶80∶20∶20∶1∶1∶1，通过单因素试验和影响面试验，得出这一配比制作的紫薯黑米饼干口感最佳。

3.2 紫薯花色苷在蛋糕食品中的应用

张雅娜等制作出紫薯皮豆渣膳食纤维蛋糕并确定最优配比，即紫薯皮和豆渣与绵白糖、大豆油、泡打粉的添加比例为 10∶70∶11∶1，紫薯皮和豆渣的质量比为 1∶1 ，因含有花色苷，故蛋糕呈红褐色。

张莹丽等将紫薯与茯苓相结合， 制成紫薯茯苓蛋糕。 通过单因素试验、正交试验、物性检测、验证试验及感官评分，获得最佳配方为紫薯泥60 g、鸡蛋60 g、糖粉26 g、植物油12 g、茯苓粉10 g、牛奶10 g、泡打粉1.7 g。 紫薯茯苓蛋糕营养价值较高，市场前景良好。

3.3 紫薯花色苷在面包食品中的应用

贾彦杰等通过试验确定了紫薯面包的最优配比，以高筋粉和紫薯粉总质量为基重，获得紫薯粉、酵母、黄油、蔗糖的适配比例为 16：5：20：20，制作出的面包呈淡紫色。

王芮东等确定了紫薯杂粮面包的最优配比， 即面包粉、紫薯泥、黑豆粉、绵白糖、黄油、鸡蛋、干酵母、乳粉、食盐、水的适配比例为 22.5 ∶100∶22∶15∶17.5∶15∶2∶6 ∶1∶45 。 面火 180 ℃、底火 160 ℃的条件下烘烤 10 min。

4 结语

紫薯含有丰富的营养物质，其所含的大量花色苷作为天然色素而得到广泛应用。 目前，在花色苷稳定性影响因素、花色苷提取方法、花色苷定性定量分析等方面已开展诸多研究，但在食品生产中如何保持花色苷稳定性使其不被降解，进而提高产品中的营养物质含量并延长贮存时间， 还需要进一步深入研究，为紫薯在食品领域得到充分利用提供基础数据。