随着人们对食用色素的安全性越来越关注,天然色素的开发和利用也逐渐成为研究的焦点。目前,红色、黄色、绿色等色素已经得到了比较充分的开发和利用,而黑色和蓝色则较为稀缺。当前在食品中所使用的黑色素主要为BN和黑色1984,均采用化学方法合成,而欧盟有些国家已经实施了禁止使用这些化学合成的黑色素的相关规定,因此开发天然的黑色素具有一定的现实意义。黑芝麻黑色素（Black sesame melanin,BSM）主要存在于黑芝麻种皮中,并且在经过榨油后的黑芝麻油渣（Black sesame dregs,BSD）中仍然存在且未得到有效的利用。采用超临界流体从BSC中提取黑色素,不仅可以增加天然黑色素的来源,使BSD中的活性物质得到更充分的利用,而且提取工艺绿色、环保,较好的减少了对黑芝麻油渣二次使用的影响。本课题首先研究了从黑芝麻油渣中提取黑色素的CO₂流体萃取工艺优化问题,之后进一步纯化、检测了提取黑色素的生物活性。萃取工艺的优化中,以萃取压力、萃取温度、CO₂流量三个重要参数,作为考察因素进行单因素试验,将黑色素提取率作为响应值Y,在单因素试验的基础上,确定适合的因素水平,采用Box-Benbnken中心组合设计进行提取工艺的优化。经过单因素试验,确定了各因素水平:萃取压力10-18MPa,萃取温度20-40℃,CO₂流量0.64-0.96L/min。优化后的萃取条件为:萃取压力14.31MPa,萃取温度29.92℃,CO₂流量0.75L/min,得到的BSM的粗品提取率为3.40%。回归方程模型拟合良好,能够反映出实际的萃取情况。分别采用碱溶酸沉（Alkali-solution and acid-isolation,ASAI）、硅胶、大孔树脂三种方法纯化超临界CO₂提取的黑色素,以纯化率（Purification rate,PR）和色价（Color value,CV）作为评价纯化方法的标准。经过ASAI、硅胶和大孔树脂AB-8三种方法纯化后,黑色素的PR和CV分别为1.06%和305,1.05%和278,0.88%和255,ASAI的纯化效果最佳。最后则是检测提取黑色素的生物活性。黑色素的活性检测主要包括两方面:理化性质和抗氧化活性。理化性质检测试验的结果表明,纯化后的黑色素易溶于碱性溶液。温度、盐、糖、光照、氧化剂和还原剂对黑色素的稳定性影响较小,pH对其稳定性影响较大。抗氧化活性主要为体内和体外两部分。体外部分则主要通过清除ABTS⁺、羟基、DPPH三种自由基来评价黑色素的抗氧化能力。试验结果表明黑色素具有清除三种自由基的能力,并且随着其浓度的升高清除率也在增加,其中,黑色素对DPPH的清除作用最好,清除羟基自由基的能力接近维生素C（Vc）。体内抗氧化试验是以野生型酵母BY4741（WT）及其基因缺陷型菌株（SOD1△、CTT1△,GTT1△,GTT2△）作为细胞模型进行的。首先采用菌落计数法,将细胞存活率作为评价指标,分别考察黑色素对处于Cd2+、CCl4、H2O₂三种氧化胁迫环境中酵母细胞存活率的影响;之后,采用硫代巴比妥酸法（Thiobarbituri acid,TBA）测定供试酵母细胞在Cd2+、CCl4、H2O₂三种氧化胁迫环境中膜脂质过氧化水平;最后,应用2′7′—二氯二乙酸酯荧光探针法（Fluorecence probe,FP）测定黑色素对供试酵母细胞在Cd2+、CCl4、H2O₂三种氧化胁迫环境下的荧光强度,通过荧光强度来判断酵母细胞内的氧化水平。上述三种体内抗氧化试验结果表明,黑色素可以提高五种酵母细胞的耐受性。体外和体内抗氧化的试验结果表明,黑色素具有良好的抗氧化作用,并且抗氧化作用随浓度的升高而增加。黑色素对不同氧化胁迫环境和不同酵母菌株的抗氧化作用存在差异性,对SOD1△和CTT1△的抗氧化作用提高较为明显。