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1. 研究目的与意义、国内外研究现状（文献综述）
花青素是紫薯中一种具有抗氧化作用的天然色素，受热逐渐发生降解，导致紫薯色泽变化。番薯块根生长初期花青素集中在薯皮和薯芯，随着薯龄的递增，花青素逐渐布满整个薯块，12周达到花青素的最佳提取时间[1]。成熟番薯热加工后会降低花青素和维生素等物质含量，但有利于提高多酚类物质的释放，提升抗氧化活性[2]。本课题采用的紫薯应选取大小统一，无明显外伤的成熟个体。
紫薯制备成干制品可提高其附加值及资源的利用率。烘干后营养部分流失，影响干制品对人体的营养效果。研究经济、有效的方法延缓花青素损耗具有实际价值，所以干燥过程中产品营养物质的动态变化及工艺优化是近期研究热点。热风干燥是传统干燥方法之一，常用热空气为介质，以对流循环的方式进行湿热交换，表面水分向气流主体扩散、汽化，物料内外产生水分梯度差，物料内部水分向表面扩散。梅新等发现干燥紫薯过程中发现总色差呈下降后上升的变化趋势[3]；提升温度可以加快干燥速率，减少预热阶段时间[4]。长时间在一定温度下烘干紫薯样品，花青素随时间变化逐渐损失。花青素损失的速度和干燥方法和温度有关，现阶段已经有研究表明使用有机酸浸泡和烫漂技术可以一定程度上延缓花青素的降解。研究使用新鲜紫薯加工紫薯粉替代传统面粉，通过有机酸浸泡和蒸汽灭酶可以生产出花青素含量更高的紫薯粉[5]。
传统方法测定花青素含量实验步骤繁琐、耗时耗材，采用快速检测方法可以在短时间内测得多项指标，具有广阔的研究价值。现阶段番薯干制品品质的快速检测也是现代食品行业及学术领域的研究热点之一。紫薯干制品加工过程中，伴随着糖、花青素和水分等变化，呈现颜色和硬度的变化。在可见光和近红外光波段，番薯的吸收光谱主要存在花青素吸收峰(525nm附近)和水的吸收峰(970nm附近)[6]。目前已使用可见-近红外光谱技术建立了新鲜番薯花青素、淀粉蔗糖、葡萄糖、果糖、蛋白质和黄酮的预测模型[7~10]。高光谱成像技术已应用于紫薯干燥样品的检测中，可以检测紫薯干制品中的花青素含量[11]和黄酮含量[12]。使用计算机视觉和背散色成像技术结合可以检测出含水率与番薯的体积、表面积、周长和发光面积成线性关系[13]。本课题计划采用积分球快速检测新鲜紫薯和紫薯干制品中的花青素含量。积分球快速检测主要应用于蔬果保鲜的快速检测，在苹果等水果方面有大量研究结果[14]，并未应用于干制品的检测。
2. 研究的基本内容和问题
研究目标：
1、实现紫薯薄层干燥的优化，其中可能包括花青素、能源消耗等指标。
2、使用积分球技术快速检测紫薯干制品中的花青素含量及干燥程度。
3. 研究的方法与方案
研究方法：
1、热风烘干法：使用烘干法制备干燥样品，计算干燥速率，绘制干燥曲线。烘干法简单易行，可以快速改进成为工业生产方法。烘干温度经过文献查找的选取60℃，保证在快速烘干的同时延缓花青素降解速度。
2、烫漂灭酶法：使用较高温度的热水煮样品，不同时间下酶活性，检测样品中的酶活性降低90%的煮样时间定为灭酶标准。酶失活有利于样品干燥过程中花青素的保留。
4. 研究创新点
1、紫薯干制品的加工过程中，花青素损耗明显。现有研究主要方向多为花青素衰减过程和能量损耗，关于如何在干燥过程中减少花青素损失缺乏研究。实验中包含花青素保留的研究目标，主要分为灭酶和有机酸保护。灭酶和有机酸保护在紫薯薄层干燥过程中没有研究过。
2、现有紫薯干制品快速检测方法主要是应用近红外-高光谱检测。积分球快速检测主要应用于新鲜蔬果的检测，并未应用于干制品的检测。使用积分球检测紫薯干制品中花青素含量是开创性的实验。
5. 研究计划与进展
2018年11月~2019年1月
进入实验室熟悉环境和注意事项。进行预实验，确定完整实验流程并解决部分实验困难。
2019年2月~2019年3月
