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设计 戚小佳 孟燕娜 沈洁 任元妲 血红素 1 血红素的结构组成 血红素是高等动物血液 肌肉中的红色色素 它是血红蛋白 肌红蛋白等的辅基 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 2 肌红蛋白 肌红蛋白由血红素和球状蛋白结合而成 它的蛋白质为珠蛋白 非肽部分为血红素 它由一分子多肽链和一分子血红素结合而成 3 化学反应与颜色变化 在鲜肉中存在三种状态的血红素 Fe2 的第6个配位键结合水的肌红蛋白 第6个配位键与氧结合的氧合肌红蛋白和中心铁被氧化为Fe3 的高铁肌红蛋白 它们能互相转化 使肉呈现不同的色泽 4 活体动物肌肉由于血红素以氧合肌红蛋白形式存在而呈鲜红色 死亡后 肌肉组织供氧停止 此时肌肉中的色素为肌红蛋白而呈紫红色 在有氧或氧化剂存在时 肌红蛋白可被氧化成高铁肌红蛋白而呈棕褐色 5 6 腌肉色素 火腿 香肠等肉类腌制品的加工中经常使用硝酸盐或亚硝酸盐作为发色剂 血红素的中心铁离子可与氧化氮以配价键结合而转变为氧化氮肌红蛋白 加热则生成鲜红的氧化氮肌色原 因此 腌肉制品的颜色更加诱人 并对加热和氧化表现出更大的稳定性 但可见光可促使氧化氮肌红蛋白和氧化氮肌色原重新分解为肌红蛋白和肌色原 并被继续氧化为高铁肌红蛋白和高铁肌色原 这就是腌肉制品见光褐变的原因 7 不利色素的产生 鲜肉不合理存放会导致微生物大量生长 产生过氧化氢 硫化氢等化合物 过氧化氢可强烈氧化血红素卟啉环的 亚甲基而生成胆绿蛋白 在氧气或过氧化氢存在下 硫化氢等硫化物可将硫直接加在卟啉环的 亚甲基上 成为硫肌红蛋白 另外 腌肉制品过量使用发色剂时 卟啉环的 亚甲基被硝基化 生成亚硝酰高铁血红素 这是肉类偶尔发生变绿现象的原因 8 血红素的应用 在制药行业中 血红素是半合成法制备胆红素的前体 而胆红素既是配制人工牛黄的重要原料 又是制备抗癌药的重要原料之一 在临床上血红素常作为补铁剂治疗因缺铁引起的贫血病 无毒无害 吸收率高 在食品工业中 血红素主要应用于肉制品加工 9 血红素用于食品着色 血红素代替亚硝酸钠的发色作用及人工合成色素 作为肉制品的着色剂具有很好的效果 例如 在火腿和红肠制品中添加血红素 其制品切面色泽均匀 鲜艳美观 能保持肌肉固有的天然色彩 且口感韧性强 味道纯正 10 利用血红蛋白与一氧化碳有较强的亲合力 且反应不易逆转的原理 使原来暗红色的红细胞变成鲜红色 制成碳氧血红蛋白 其反应机理可用下式表示 CO Hb COHb O2 即用CO代替血红蛋白中的氧的位置 使铁免受氧化而保持它的鲜红色 也有用新鲜猪血 加适量柠檬酸钠溶液作抗凝处理后 置于高速离心机中沉析红细胞 在一定条件下加入烟酸 烟酰胺 TEA 抗坏血酸及萄萄糖等 制取红色烟酰胺血红蛋白 11 血红素作为食品营养强化剂 血红素同时还可以作为肉制品营养强化剂 血红素铁是血液除蛋白质外的另一种重要营养素 血红素由卟啉环和二价铁构成 每100g血液中铁的含量高达4Omg以上 而瘦牛肉 瘦羊肉和瘦猪肉则只有2 6mg 2 0mg和1 6mg 人体对这种铁的吸收率是无机铁的3倍 无毒无副作用 是目前我国市场上的主要补铁剂 因此 血液中的卟啉铁对于改善由于食物中缺铁或吸收障碍性缺铁所造成的缺铁性贫血效果明显 12 有报道称研究人员用血红素铁强化饼干 对患缺铁性贫血的儿童 孕妇及女大学生进行观察试验 结果证明 血红素铁强化食品是作为食品而不是药物 容易被患者接受 从而可达到较好地纠正缺铁性贫血的作用 研究人员也曾对血红素铁对贫血儿童的铁营养状况的影响进行过研究 在芝麻薄片中加入从新鲜猪血中提取的血红素粉 以血红蛋白 Hb 浓度和红细胞数 RBC 来评价铁营养状况的变化 实验结果发现 治疗前后患儿的Hb和RBC有较大变化 说明血红素铁对改善贫血儿童的铁营养状况有明显疗效 13 血红蛋白 血红蛋白也是球蛋白 是由4分子多肽链和4分子血红素结合而成 在人体中 血红蛋白对氧气运输具有重要的作用 14 血红素与氧的结合 血红素与氧的结合具有协同效应 血红素分子结构由于协同效应 血红素与氧气的结合曲线呈S形 在特定范围内随着环境中氧含量的变化 血红素与氧分子的结合率有一个剧烈变化的过程 可是当环境中的氧气含量很高或者很低的时候 血红素的氧结合曲线非常平缓 氧气浓度巨大的波动也很难使血红素与氧气的结合率发生显著变化 15 谢谢观赏 16 发色剂发色剂 在烹饪中添加适量的化学物质与食品中某些成分作用使制品呈现良好的色泽 这种化学成分就称为发色剂 通常用于火腿 腊肠制作中 在疏菜腌制时也可使用发色剂 发色剂有单独使用的 也有与发色助剂抗坏血酸钠 异抗坏血酸钠等并用的 在肉类腌制中最常用的发色剂是硝酸盐和亚硝酸盐 发色助剂为L 抗坏血酸 即VC L 抗坏血酸钠及烟酰胺 即VPP 等 为了使肉制品呈鲜艳的红色 在加工过程中多添加硝酸盐与亚硝酸盐的混合盐 硝酸盐在细菌作用下还原成亚硝酸盐 亚硝酸盐在一定的酸性条件下会生成亚硝酸 一般屠宰后的肉因含乳酸 pH约在5 6 5 8的范围 所以不需外加酸即可生成亚硝酸 亚硝酸很不稳定 即使在常温下也可分解产生NO 17 血红素与氧结合的过程是一个非常神奇的过程 首先一个氧分子与血红素四个亚基中的一个结合 与氧结合之后的珠蛋白结构发生变化 造成整个血红素结构的变化 这种变化使得第二个氧分子相比于第一个氧分子更容易寻找血红素的另一个亚基结合 而它的结合会进一步促进第三个氧分子的结合 以此类推直