紫薯花色苷的提取及抗氧化性研究【文献综述】

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应用化学

紫薯花色苷的提取及抗氧化性研究

一、紫甘薯

紫甘薯（英文名：Purple sweet potato，日本名：紫のサツマイモ），指紫色薯肉的甘薯。紫甘薯属旋花科一年生草本植物，是近年来经过改良得到优良的红薯品种。继承了甘薯适应性广的特性，具有营养丰富、色泽鲜艳特征，并且显示出它独特的一些生理活性以及一定的保健功能，深受广大消费者欢迎。富含花青素等一类对人体具有很高营养价值的保健物质在近年被认定为特用品种。紫甘薯紫皮、紫肉皆可拿来食用，味道略甜。紫甘薯具有很高的食用和药用价值,是一种纯天然的保健食品。

二、花色苷

花色苷是花色素与糖以糖苷键结合而成的一类化合物，广泛存在于植物的花、果实、茎、叶和根器官的细胞液当中，使其呈现由红、紫红到兰等各种颜色。花色苷是类黄酮——以黄酮核为基础的一类物质中能呈现红色的一族化合物。它由于食品加工业中常用的人工合成的红色染料的都含有毒性和致癌的可能性而受到越来越多的关注（例如苏丹红）。花色苷有很多生物活性，例如高抗氧化性、低毒性，很多种保健功能，而且安全是一种极具开发潜力的天然色素。

三、食用色素

食用色素是以食品着色为目的，用来完善食品的色泽，又被叫做“食用染色料”或“着色剂”。人们经常在食品中添加了各种色素，目的就是为了增加食品的外观，色泽，勾起人们的食欲，进而刺激人体消化液分泌，方便人们更好的吸收消化。因为食用色素都是可以溶解在食物当中。按其溶解性质的不同，可分为水溶性色素和脂溶性色素；按照来源的不用，又可分为天然食用色素和人工合成色素。

四、天然色素

天然食用色素就是来源于广泛的天然植物的根部、茎部、叶、花、果实和动物、微生物等的可以供人们食用的色素。食物色素在食品中的比例很小，一般都是几千分之一甚至十万分之一。

天然食用色素一般来源于天然植物，比如甜菜红、葡萄和辣椒，这些食品已经得到了广大消费者的认可与接受，所以，从这些植物当中提取天然食用色素更能得到消费者的青睐，方便让消费者接受，敢放心大胆的食用。

天然食用色素按其功效成分可几大类：类胡萝卜素类色素、黄酮类色素、花青苷类色素、叶绿素类色素、其他类色素如甜菜红、姜黄、红曲等。

五、紫薯花色苷的研究现状

天然食用色素作为食品添加剂已经有了一段悠久的历史，但是，长久以来，由于人工合成色素的提取成本低，且性质稳定、着色能力强，所以人工合成色素在过去的时间得到了广泛的食用，这也使得天然食用色素的发展相对比较缓慢。近年来，随着医学毒理学和生物学不断的深入研究和人们对绿色食物和绿色保健的观念的不断加强，使得人工合成色素因为其对人体有害性，逐渐被天然食用色素所取代。

天然食用色素按它们色调的不同，可分为红紫色系列、黄橙色系列和蓝绿色系列。红紫色系列因其应用广泛，而且种类繁多而倍受关注。主要包括：红曲色素、辣椒红素、醌类、焦糖色素、花青素类等。

花青素是人们最为熟知的水性色素之一，因它安全性高，很多国家都允许它添加到食品当中作为着色剂。目前国内外都开发出了很多以天然植物作为原料从中提取花青素类色素，如葡萄皮红色素、萝卜红色素等。但是因为原料的数量和稳定性还有杂质的影星，天然食用色素的进一度推广受到了很大的限制。所以人们应该大力开发新的保健植物来作为提取色素的来源，并降低成本，提高色素的稳定性和色素的纯度。

紫甘薯富含天然花青素，其色彩鲜艳，营养价值高，又适合大范围的普及和推广，这样就可以使紫甘薯作为天然食用色素的提取源和绿色保健食物。

六、天然花色素的提取

（一）浸提法

这是目前最常用的天然食用色素的提取方法，以类胡萝卜类色素为例。大部分的类胡萝卜类色素都具有很强的亲脂性，易溶于氯仿、丙酮等溶剂，几乎不溶于水、乙醇和甲醇。其中烃类胡萝卜类色素具有较强亲脂性，能溶于石油醚或烷中。在类胡萝卜类色素的结构中如果有含氧基团，那么随着含氧基团数目的增多，亲脂性则减弱，亲水性增强，在石油醚中的溶解度也减少，在乙醇和甲醇的溶解度增加。浸提法就是以它的这种性质作为基础来提取色素的。

（二）微波萃取法

由于浸提法的耗时长、低效、低品质、操作复杂等各种缺点，迫使人们去寻求新的提取方法。1986年美国科学家首先使用微波炉进行了微波萃取，从此微波萃取受到了人们的广泛关注。微波萃取提大大的提升了提取速度和质量。

（三）超临界液体萃取

超临界液体萃取是一种新型的萃取分离技术。超临界流体萃取是利用处于临界低压和临界温度以上的流体具有特异增加的溶解能力而发展出来的化工分离新技术。我国从80年代开始超临界液体萃取，在过去的20年代里，我们的超临界液体萃取技术得到很快的发展，也在各个领域中得到了很广泛的应用。

（四）超声波提取法

超声波提取法是利用超声特殊的物理性质，对植物细胞进行破坏，使溶媒（水、乙醇或其他有机溶剂等）渗透到植物的细胞中，这样就可以让植物中的各种化学成分有效的溶于溶媒中，通过萃取分离、提纯，来获得人们所需要的化学成分，与常规的提取法相比，超声波提取法具有很多的优点：提取效率高、提取时间短、提取温度低、适应性广、提取杂质少、提取工艺运行成本低。

七、天然花色素的精制

采取一般的提取工艺浓缩得到的液体产品或由此经干燥得到的固体产品都是粗制天然色素。因为没有精制过产品色着色能力差，杂质含量高，而且有的原料本身带有特殊的气味等各种原因使的未精制过的产品不能够实用这样直接影响了产品的着色能力还有稳定性等，也不利于推广天然食用色素。所以我们需要通过一些精制的方法来精制粗制天然实用色素，这样才能使天然食用色素得到广泛的推广。精制的方法可分为：酶精制法、超滤精制法、吸附树脂精制法、凝胶层析法。

八、紫薯花色苷的研究前景

天然色素在食品、化妆品及医药的加工生产中有着广阔的应用前景，我们应当大力发展。而作为一种珍稀的新型色素资源，在花色苷的应用和研究仍然还处于初级阶段。由于植物次生代谢产物的含量很低，所以实现花色苷在大规模工业化生产可采用植物组织培养技术。

对于花色苷，我们可以用过悬浮细胞培养、积累次生代谢产物量的方法增加它在紫甘薯细胞中的含量。这也就是必须要了解细胞悬浮培养的条件与细胞生物量和花青素产率的关系以及植物次生代谢途径，两者密切相关。

总之，通过近年来对花色苷的研究分析，人们已逐渐了解了它的一些功能，但是花