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1.1 天然色素的研究概况 2
1.1.1 天然色素的来源及分类 3
食用天然色素主要是指从动物、植物组织中提取的色素，另外，还包含微生物色素。食用天然色素种类繁多， 当前有如下几种方法进行分类[1]：1）按原料的来源可分为：植物、动物和微生物色素；1）根据颜色可分为：红紫色、黄橙及蓝绿系列色素； 3）按化学结构可分为：类胡萝卜素类、黄酮类及其他酮类、花青素类、醌类、红曲色素、叶绿素类、焦糖类以及其他色素等；4）按其溶解性可分为：水溶性色素和脂溶性色素。天然色素有很多优点，不仅色泽自然、来源丰富，还有广泛的药理作用。所以天然色素受到了广泛的重视，很多人都对它进行研究并应用。天然色素必定会取代合成色素。
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1.1.2 天然色素的应用 5
天然色素的应用有着悠久的历史。
古代的时候就有用食用天然色素做纺织品染料、酒、化妆品、米饭的记录。从 1856 年英国的 Perkins 第一个合成苯胺紫以来，许多色素相继被合成，由于其具有色泽鲜艳、着色力强、稳定性好、易于溶解调色、成本较低等优点，很快取代了天然色素在食品中的应用。近二十年来，随着食用色素安全性试验技术的发展，人们陆续发现合成色素与人类膀胱癌、淋巴癌、肝癌、脾肉癌的发生相关联，某些合成色素可损害人体亚细胞结构，干扰多种活动性酶的正常功能，引起腹泻、腹痛、消化不良等状况。
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1.2 紫薯色素的研究概况 7
1.2.1 紫薯的概述 8
紫薯又叫黑薯，是一类甘薯新品种。紫薯形掌状，棒或锥形，紫甘薯的表面是紫色或紫黑色，紫薯肉是紫色到深紫色，紫薯断面呈白色、黄色或紫色。
、紫薯喜欢在气候暖和的环境，茎叶适合生长的温度是 18～25℃，温度在少于 15℃的环境下就不会再生长。
块根最适合生长地温为22～24℃，地温低于 20℃时停止膨大。
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1.2.2 紫薯的营养价值 10
紫薯在营养成分上跟普通地瓜相比高很多倍。
紫薯含有大量的营养物质， 其中有大量淀粉、可溶性糖、膳食纤维、蛋白质、脂肪、各种氨基酸、维生素 A、维生素 B、维生素 C、维生素 E 等等 8 种维生素和磷、铁、硒、碘、钙、锌等 10 种天然矿物质元素。
此种紫薯的淀粉含量就比普通红薯多 1 倍，为 18%；水溶性膳食纤维为 0.9%； 粗蛋白达到 2.6%；维生素 C 达到17.5mg/100g[7]； 拥有抗癌作用的碘和硒元素也高于一般的红薯。
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紫薯在营养成分方面不但具备普通红薯的营养，还富含硒元素和花青素。花青素的营养价值很高，科学家发现，是预防和治疗疾病，保障人体健康的自由基清除剂，它的自由基能力是 20 倍的维生素 C。可以防备或医治 100 多种的疾病，是重要的营养元素。
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1.2.3 紫薯的保健功效 13
首先紫薯有防癌抗癌的作用，紫薯富含的硒和铁是人体抗疲劳、抗衰老、补血的必要元素，特别是硒被称为"抗癌大王”，紫薯还有促进胃肠蠕动的作用，由于紫薯富含纤维素，可增加粪便体积，促进肠胃蠕动，清理肠腔内滞留的粘液、积气和腐败物，排出粪便中的有毒物质和致癌物质，保持大便畅通，改善消化道环境，防止胃肠道疾病的发生。
除此之外，紫薯还有利于减肥瘦身，吃紫薯不仅不会发胖，相反能够减肥、健美、防止亚健康、通便排毒。不仅如此紫薯还有增强免疫力的作用，紫薯中所含有矿物质对于维持和调节人体功能，起着十分重要的作用。所含的钙和镁，可以预防骨质疏松症。预防心血管疾病，紫薯含有一种多糖和蛋白质混合物，称为黏蛋白，属胶原和黏多糖类物质，这种物质可减轻疲劳，提高人体免疫力，还可保持人体心血管壁的弹性，预防心血管系统的脂肪沉淀促进胆固醇排泄，防止动脉硬化的形成，对高血压病人有很好的保健功能。
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1.2.4 紫薯色素的理化性质 15
从外观上，固态成黑色，其稀酸液为深红色，从溶解性能上来说，紫薯色素纯品为紫红色固体粉末，是一种水溶性色素，因其结构中含多个酚羟基，故易溶于水、无水乙醇、甲醇、丙酮,不溶于石油醚和菜油等[3] 。又因紫薯色素所含花青素分子中的吡喃环上有一 4 价氧原子，具有碱性的性质，而同时又有酚羟基，具有酸的性质，故亦能溶于稀酸和稀碱。从光谱特性来说，紫薯色素在不同介质中呈现不同的光谱特性。从稳定性来说，紫薯色素因其所具有的酰化基团使它跟一般花色苷对光、热、空气等的感应要小，性质也更为稳定。从抗氧化还原性来说，紫薯色素抗氧化性较弱，抗还原性较强。
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1.2.5 色素提取和分离 17
色素提取纯化方法[11]主要有 1）溶剂萃取法：用酸性溶剂浸提后，在经过滤、浓缩等工艺得到最终产品；2）膜分离精制：利用各类行的超滤膜和反渗透膜将色素以过滤的形式精制；3）重结晶法；4）树脂法精制：将酸性溶液提取、过滤后的色素用大孔吸附树脂等精制，除去糖类、有机酸、单宁和矿物质等；再浓缩或喷雾干燥得到最终产品 段落修改 18
1.3 紫薯色素的国内外研究概况 19
随着人们生活水平的提高，寻找并研究开发相应的具有特定保健功能的新型食物资源及其活性成分，成为食品与营养学研究开发领域的热点之一。对于紫薯来说，国外主要是日本的研究始于近十年，主要集中在紫薯的营养品质，常、微量元素含量、特殊功效成分等领域。在日本紫薯除了可提取色素和作菜肴摆上餐桌外，还被用作饮料和食物原料制作紫黑色粉条、粉皮、休闲小食品、速溶紫粉紫薯冰淇淋、紫薯羊羹等。在我国由于引种较晚，所以除了少数几篇有关川山紫红薯的种植方法介绍性文章外，目前尚未见有关紫薯及其功效成分和加工应用方面的报道。
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1.4 本课题研究的目的意义 21
随着病理学、毒理学等技术的发展、人们认识到许多合成食用色素对动物、植物和人类有治病、致畸、致癌危险。各国对允许使用的人工合成色素的种类及用量的要求越来越严格。天然食用色素对人体健康一般无毒无害，许多还具有一定的营养价值和药理作用。
营养附加值高的特点正
日益受到人们的青睐。从天然产物中提取和分离各种可食用的天然色素替代人工合成色素已成为食品科学领域研究的热点之一。
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紫甘薯品质独特，抗病、抗旱涝性强，种植广泛；产量高，易储存，价格低廉、提取成本低，可以满足工业化提取色素的要求；而且紫薯花青素是一类对光、热都十分稳定的水溶性天然食用色素，对金属离子的耐性明显强于其他天然色素，同时它具有较强的抗还原性，在饮品中较稳定可以广泛用作食品着色剂来源，所以在加工和储藏过程中存在很大的优势。
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本课题的研究旨在更有效的提取紫薯色素，更深入的了解紫薯色素的应用价值，为紫薯色素于保健食品、化妆品及医药行业的进一步开发利用提供试验数据。