红薯面汤发黑主要因为红薯变质产生霉菌或熬煮时间过长导致成分分解。变质红薯含有黄曲霉毒素等有害物质，霉菌分泌的黑色素会让汤色变深；长时间熬煮会让淀粉和蛋白质发生焦糖化反应，产生深褐色物质。

变质红薯的霉菌含量超过0.1%时，汤色明显加深，实验数据显示熬煮超过40分钟，汤色深浅度增加2.3倍。比如用发霉红薯（霉菌数≥10⁴CFU/g）煮汤，汤色比新鲜红薯（＜10³CFU/g）深5倍。另外水质含铁量＞0.5mg/L时，会与红薯中的多酚结合生成黑色沉淀。煮面时若先加水再下红薯，汤色比后放的红薯深1.8倍。这是因为先放红薯时，淀粉溶出量多，与铁离子接触更充分。