8.1.2 血红素

8.1.2血红素Haemachrome血红素是高等动物血液、肌肉中的红色色素，动物肉的颜色是由于存在着两种色素即肌肉中的肌红蛋白和血液中的血红蛋白。它们都是球蛋白，由蛋白质和血红素构成。肌红蛋白的蛋白质部分称为珠蛋白，非肽部分称为血红素。血红蛋白可粗略地看成是由四个肌红蛋白分子连接在一起构成的4聚体。(1)结构血红素由两个部分即一个铁原子和一个平面卟啉环所组成，卟啉是由4个吡咯通过亚甲桥连接构成的平面环，在色素中起发色基团的作用。中心铁原子以配位键与4个吡咯环的氮原子连接，第5个连接位点是与珠蛋白的组氨酸残基键合，剩下的第6个连接位点可与各种配位体中带负荷的原子相结合。血红素基团的结构肌红蛋白结构简图肌红蛋白可看成是在血红素基团的铁原子周围有八股折叠的α螺旋肽段的复杂分子，图7-7表示肌红蛋白分子肽链的三级结构。图上部中心位置的圆圈表示血红素铁。(2)性质①氧合作用：血红素中的亚铁与一分子氧以配位键结合，而亚铁原子不被氧化，这种作用被称为氧合作用。②氧化作用：血红素中的亚铁与氧发生氧化还原反应，生成高铁血红素的作用被称为氧化作用。肌红蛋白和氧合肌红蛋白都能发生氧化，使Fe2+自动氧化成Fe3+，产生不需宜的高铁肌红蛋白（MMb）的红褐色。这些复合物可分为离子型和共价键型，共价键复合物产生肉类需宜的鲜红色。氧合肌红蛋白、亚硝基肌红蛋白（nitrosomyoglobin）和碳氧肌红蛋白（carboxymyoglobin），它们分别是肌红蛋白的亚铁和分子氧、一氧化氮以及一氧化碳形成的共价复合物。新鲜肉的红色就是由于氧合肌红蛋存在而呈红色，它可以通过两个阶段变色。其机理为:(a).动物屠宰放血后，肌肉组织供养停止，此时肌肉中的色素为Mb而呈紫红色。(b).当鲜肉放置于空气中时表面的Mb与氧气结合而形成MbO2呈红色，而其内部仍处于还原状因而仍呈紫红色。(c).在有氧或氧化剂存在时亚铁血红素可被氧化为MetMb，形成了褐色，所以只要肉中还有还原性物质存在肌红蛋白就会保持红色，当还原性物质耗尽时高铁肌红蛋白的褐色就会成为主要色泽。珠蛋白珠蛋白新鲜肉呈现的色泽，是氧合肌红蛋白、肌红蛋白和高铁肌红蛋白三种色素不断地互相转换产生的，这是一种动态和可逆的循环过程。氧分压对三种肌红蛋白的影响(引自W.H.Freeman,SanFrancisco.)低氧压时（1~20mm汞柱),主要为氧化作用；高氧压时主要为氧合作用。（3）影响肉色泽的因素a.还原剂的影响:例如当有还原性巯基(-SH)存在时肌红蛋白会形成绿色的硫肌红蛋白(SMb)；当有其它还原剂如Vc时可以生成胆肌红蛋(ChMb)，并很快地被氧化生成球蛋白、铁和四吡咯环，这个反应在PH=5～7的范围内发生。b.加热的影响:在加热时球蛋白变性，Fe2+暴露出被氧化变为Fe3+，所以熟肉的色泽为褐色，称为高铁血色原(hemichrome)。c.护色剂的影响:在对肉进行腌制时肌红蛋白等会同亚硝酸盐的分解产物NO等发生反应，生成不太稳定的亚硝酰基肌红蛋白(NO－Mb)，它在加热后可以形成稳定的亚硝酰基血色原(Nitrosylhemochrome)，这是腌肉中的主要色素。未烹调腌肉中的最终产物是亚硝酰肌红蛋白，而烹调的腌肉中为变性珠蛋白亚硝酰血色原。（4）腌肉色素硝酸盐或亚硝酸盐发色原理如下：NO3-细菌还原作用NO2-pH5.4~6,H+2HNO2肉内固有还原剂2NO+2H2O或3HNO2歧化HNO3+2NO+H2OMbNONOMb（亚硝酰肌红蛋白）加热亚硝酰血色原(紫红色)(鲜桃红)(鲜桃红)还原剂MMbNONOMMb（亚硝酰高铁肌红蛋白）(褐色)(深红)NOMb,NOMMb,亚硝酰血色原统称为腌肉色素，其颜色更加鲜艳，性质更加稳定（对热、氧)。MNO2的作用：（1）发色（2）抑菌（3）产生腌肉制品特有的风味。但过量使用安全性不好，在食品中导致亚硝胺生成；肉色变绿。（5）肉及肉制品的护色（1）采用低透气性材料、抽真空和加除氧剂。（2）高氧压护色（3）采用100%CO2条件，若配合使用除氧剂，效果更好。(1)由于一些细菌活动产生的H2O2可直接氧化-亚甲基。(2)由于细菌活动产生的H2S等硫化物，在氧或H2O2存在下，可直接加在-亚甲基上。(3)由于MNO2过量引起。（6）肉色变绿血红素在强烈氧化后会变成绿色，反应发生在-亚甲基上，绿色的形成有三种情况: