摘要：紫薯淀粉加工产生的薯渣仍含有大量的营养功能性物质如花青素，为了节约资源，达到废弃物被最大化重新利用的目的，本文以紫薯淀粉加工后的副产物紫薯渣为原料，采用超声辅助提取紫薯渣中的有效成分如花青素色素。以紫薯渣中色素的提取量为考察指标，进行单因素和正交试验，优化获得紫薯渣中色素的超声辅助提取最佳工艺条件。结果表明，影响紫薯渣色素提取的因素大小次序为：料液比>超声提取时间>超声提取功率>超声提取温度，超声提取料液比为1:7 g/mL，时间为60 min，功率为105W，温度为60 ℃。在此条件下，从紫薯渣的色素提取量为10.688±0.163 mg/100g。
关键词：紫薯渣；超声波；色素；提取量；正交试验
1 引言
紫薯（Ipomoea batatas Poir），又名黑薯，其薯肉呈紫色至深紫色，因其富含蛋白质、淀粉、果胶、纤维素、氨基酸、维生素及多种矿物质，同时还富含硒元素和花青素，所以常作为保健食品的原料。紫薯的营养价值高不仅是因为其具有普通甘薯的营养成分，而且富含硒元素和花青素[1]。
紫薯块根和茎叶均含有花青素，块根中花青素含量非常高，茎叶中含量很少。块根中花青素的分布不均匀，一般表现为块根外层花青素含量高于内层，日本对紫色甘薯品种Ayamurasaki(农林47)的研究发现块根外层(厚约0.5 cm)包括皮层和表皮的色价为15.8，内层为10.9，外层花青素含量几乎是内层的1.5倍[2]。在Ayamurasaki×Shiroyutaka杂交组合后代中选育出花青素含量较高品种Murasakimasari(农林54)，是川山紫薯中花青素含量的2倍。国内对紫薯也进行了培育和杂交研究工作，但目前国内紫薯品种中花青素的含量与日本等国家相比存在一定差距[3]。
花青素基本结构是2-苯基苯并吡喃阳离子。以自然游离状态存在的花青素很少见，大多是通过糖苷键形成单酰基或双酰基花色苷而存在，主要是两大类矢车菊素和芍药素[4]。1997年Yukihro[5]就从紫薯块茎中分离出两种主要酰化花色苷3-O-(6-O-反-咖啡酰-2-O-β-D-吡喃葡糖基）-β-D-吡喃葡糖基-（5-O-(β-D-吡喃葡糖基）矢车菊素和芍药素。Terahara[6]从紫薯中分离出8种酰基化花色苷，通过核磁共振(NMR)分析已确定其中6种。紫薯色素极易溶于水、盐酸化甲醇和乙醇、冰醋酸、丙酮和氢氧化钠等中，难溶于乙醚[7]。紫薯色素在330 nm处紫外光区有强吸收峰，在530 nm可见光区处也有一吸收峰。紫薯色素对热相对稳定，但受酸碱变化大，随着pH值增大，颜色由鲜紫红到紫色到紫褐色[8]。Fe3+和Fe2+对紫薯色素有明显影响，A13+、Cu2+、K+、Mg2+、Na+和Zn2+对紫薯色素影响不大。紫薯色素对光不稳定，对氧化剂稳定，但易被亚硫酸钠等还原剂还原[9]。现在研究表明，花青素是天然的自由基清除剂，可以有效的预防肿瘤、治疗心血管疾病，还有清除自由基、抗氧化、抑菌等药用价值。
作者：廖丽婷