花青素具有很强的抗氧化剂活性，是一种较好的氧剂。花色苷抗氧化作用的主要活性基团是分子中的酚羟基。紫甘薯色素的结构中有多个酚羟基，是羟基供体，同时也是一种剂。它不仅能和蛋白质结合防止过氧化，而且还能提供质子，有效清除脂类自由基，切断脂类氧化的链式反应，起到防止脂质过氧化的作用。姜平平等对紫甘薯花色苷进行了体外抗氧化活性的研究，发现紫甘薯花色苷在体外活性氧模型中表现出相当的还原力和清除羟自由基的能力，且与浓度呈正比关系 。另外，紫甘薯色素还具有抗Fe引发的卵磷脂脂质体过氧化、抑制由H2O2引发的红细胞溶血作用的能力  。

凌关庭等人曾比较过橙色番薯（富含β-胡萝卜素）和紫番薯两者的榨汁成份发现紫番薯具有很强的超氧化歧化酶（SOD）活性。比较两者的清除游离氧·O2的能力，结果证明紫番薯汁具有比富含β-胡萝卜素的橙色番薯汁更强的·O2清除能力。