食品色素血紅素及其應用

關于食品色素血紅素及其應用提綱食品中的天然色素概述血紅素結構、化學變化血紅素提取測定血紅素的應用第2頁,共32頁，星期六，2024年，5月食品中的天然色素天然色素的概念

即食品中固有的色素，一般是指新鮮原料中眼睛能看到的有色物質(zhì)，或者本來無色而能經(jīng)過化學反應呈現(xiàn)顏色的物質(zhì)。第3頁,共32頁，星期六，2024年，5月食品天然色素-概述食品的基本品質(zhì)特性：色澤、風味、質(zhì)地、營養(yǎng)色澤作用：影響到對食品品質(zhì)、新鮮度、成熟度的判斷食品色澤主要由其所含的色素決定，控制方式：護色和染色。第4頁,共32頁，星期六，2024年，5月食品天然色素-感官印象奶油色鮮艷的顏色第5頁,共32頁，星期六，2024年，5月食品天然色素-原理及定義

原理：不同物質(zhì)能吸收不同波長的光。物質(zhì)吸收了可見光區(qū)（400-800nm）的某些波長的光后，呈現(xiàn)顏色為被吸收光的互補色。食品色素：食品中能夠吸收和反射可見光進而使食品呈現(xiàn)各種顏色的物質(zhì)。顏色變化的原因：發(fā)色基團和助色基團構成不同。第6頁,共32頁，星期六，2024年，5月食品天然色素-原理及定義第7頁,共32頁，星期六，2024年，5月食品天然色素-原理及定義發(fā)色團在紫外或可見光區(qū)（200-800nm）具有吸收峰的基團被稱為發(fā)色團。發(fā)色團均具有雙鍵。如：-N=O,C=S,C=C,C=O等助色團吸收波段在紫外區(qū)，不能發(fā)色，與發(fā)色團相連時，可使整個分子對光的吸收向長波方向移動。如：-OH,-OR,-NHR,-SR,-Cl,-Br等第8頁,共32頁，星期六，2024年，5月食品天然色素-分類來源：植物色素：葉綠素、花青素、類胡蘿卜素動物色素：血紅素、類胡蘿卜素(卵黃、蝦殼)微生物色素：紅曲色素化學結構（1）四吡咯衍生物（卟啉衍生物）：如葉綠素、血紅素等（2）異戊二烯衍生物：如類胡蘿卜素。（3）多酚類衍生物：如花青素、兒茶素、單寧等。（4）酮類衍生物：紅曲紅色素、姜黃素等。（5）醌類衍生物：蟲膠色素、胭脂紅蟲等。第9頁,共32頁，星期六，2024年，5月食品天然色素-分類按結構分類按溶解性分類按來源分類偶氮類，非偶氮類脂溶性，水溶性合成色素，天然色素食品色素的分類第10頁,共32頁，星期六，2024年，5月血紅素hemes-卟啉類血紅蛋白（血液）：4分子亞鐵血紅素+1分子四肽鏈組成的珠蛋白肌紅蛋白（肌肉）：

一條多肽鏈+1分子血紅素

蛋白質(zhì)部分稱為球蛋白(153個氨基酸組成)第11頁,共32頁，星期六，2024年，5月血紅素hemes-卟啉類新鮮肌肉顏色：紫紅色肉品加工貯藏中，肌肉蛋白會轉化為多種衍生物。原因：鐵的價態(tài)、配體類型、球蛋白狀態(tài)第12頁,共32頁，星期六，2024年，5月血紅素hemes-化學變化1、動物屠宰后，鮮肉顏色：肌紅蛋白的顏色2、肌肉與空氣接觸，向兩個反應方向轉變第13頁,共32頁，星期六，2024年，5月血紅素hemes-氧分壓的影響隨著肉存放時間增長，高鐵肌紅蛋白生成量增加原因：1、好氧微生物在肉表面生長2、肉內(nèi)固有還原性物質(zhì)逐漸被消耗第14頁,共32頁，星期六，2024年，5月血紅素hemes-變綠、變褐變綠：

污染細菌的增長繁殖產(chǎn)生過氧化氫和硫化氫，與肌紅蛋白分別反應產(chǎn)生膽綠蛋白、硫代肌紅蛋白變褐：

鮮肉加熱過程中，肌紅蛋白和高鐵肌紅蛋白變性，變?yōu)榧∩透哞F肌色原，肉品變?yōu)楹稚?。?5頁,共32頁，星期六，2024年，5月血紅素hemes-腌肉中肌紅蛋白的變化發(fā)色劑和防腐劑:硝酸鹽和亞硝酸鹽肉中原來的色素轉變?yōu)閬喯跛峒〖t蛋白、亞硝基高鐵肌紅蛋白、亞硝基肌色原，使腌肉制品顏色更加鮮艷。此三種色素中心鐵離子第6配位體都是NO第16頁,共32頁，星期六，2024年，5月血紅素hemes-腌肉中肌紅蛋白的變化硝酸鹽和亞硝酸鹽可以與某些氨類物質(zhì)生成致癌物質(zhì)亞硝胺。RNHNO措施：1、替代品，如：紅曲色素2、發(fā)色助劑的使用，可以提高發(fā)色效果，降低硝酸鹽用量。如：乳酸、L-抗壞血酸、煙酰胺第17頁,共32頁，星期六，2024年，5月血紅素hemes-腌肉中肌紅蛋白的變化第18頁,共32頁，星期六，2024年，5月血紅素hemes-提取和測定現(xiàn)行的主要提取方法：冰醋酸提取法酸性丙酮提取法羧甲基纖維素提取法CMC酶解提取法血粉提取法有機酸和有機堿混合提取法第19頁,共32頁，星期六，2024年，5月血紅素hemes-提取和測定冰醋酸提取法：

俄國學者最早在實驗室內(nèi)用冰醋酸、氯化鈉與牛血共熱,提取分離得到血紅素結晶。改進：鐘耀廣等對冰醋酸提取血紅素的工藝進行了改進,對冰醋酸加入量,反應條件,氯化鈉加入量進行了系統(tǒng)研究。②酸性丙酮提取法：原理：血紅素與珠蛋白的結合在pH<3時最為疏松,極易被有機溶劑提取出來的原理。丙酮使蛋白凝固沉淀,同時血紅素呈溶液第20頁,共32頁，星期六，2024年，5月血紅素hemes-提取和測定③羧甲基纖維素提取法：

原理：羧甲基纖維素有極大的表面積和多孔結構,故易于吸附血紅素而與血紅蛋白分離。

方法：調(diào)節(jié)pH使血紅蛋白溶液達到pH3.0,再加入適量濃度的CMC溶液,進行充分攪拌,使其較大容量吸附血紅素。用離心機分離,使血紅素分離出來。④酶解提取法原理：用蛋白酶水解血紅蛋白制取血紅素,蛋白酶先將血紅蛋白水解成水溶性的氨基酸和多肽,再將不溶于水的血紅素離心分離。優(yōu)點：目前最環(huán)保的一種提取方法第21頁,共32頁，星期六，2024年，5月血紅素hemes-提取和測定③羧甲基纖維素提取法：

原理：羧甲基纖維素有極大的表面積和多孔結構,故易于吸附血紅素而與血紅蛋白分離。

方法：調(diào)節(jié)pH使血紅蛋白溶液達到pH3.0,再加入適量濃度的CMC溶液,進行充分攪拌,使其較大容量吸附血紅素。用離心機分離,使血紅素分離出來。④酶解提取法原理：用蛋白酶水解血紅蛋白制取血紅素,蛋白酶先將血紅蛋白水解成水溶性的氨基酸和多肽,再將不溶于水的血紅素離心分離。優(yōu)點：目前最環(huán)保的一種提取方法第22頁,共32頁，星期六，2024年，5月血紅素hemes-提取和測定熒光法：

血紅素中卟啉的熒光特征,應用熒光光度計可測出其熒光強度,從而推算出相當?shù)难t素量可見光分光光度法：血紅素溶解于0.25%碳酸鈉水溶液中,在λ=610nm處有最大吸收值血紅素的吡啶血色原光吸收測定法：堿性條件下,血紅素轉變成吡啶血色原后立即于λ=557nm處測定其吸光度另：紫外光譜法、極譜法、電極法等第23頁,共32頁，星期六，2024年，5月血紅素hemes-應用1、食品中色素添加劑：

亞鐵血紅素和一氧化氮結合后生成鮮桃紅色的亞硝基亞鐵血紅素,在加熱后色澤仍保持鮮紅。食品級血紅素第24頁,共32頁，星期六，2024年，5月血紅素hemes-應用2、鐵強化劑及抗貧血藥：非血紅素鐵：主要是以Fe(OH)3絡合物的形式存在于植物性食物之中,這種鐵一般是和有機物(脂肪酸、氨基酸等)相結合。

血紅素鐵：可直接吸收進入腸黏膜細胞,在腸黏膜細胞內(nèi)卟啉環(huán)和鐵離子分開,鐵離子直接吸收入體內(nèi)。這種血紅素鐵的吸收率一般在10%~20%左右。第25頁,共32頁，星期六，2024年，5月血紅素hemes-應用第26頁,共32頁，星期六，2024年，5月血紅素hemes-應用3、肝炎和腫瘤的治療：用于肝炎：可作為原卟啉類藥的原料，如原卟啉二鈉在我國及日本已作為治療肝炎藥物被使用，而該藥是以血紅素制備而成的。

用于腫瘤治療：

血卟啉在腫瘤中停留時間較長、對光敏感，可產(chǎn)生自由基殺死腫瘤細胞。血卟啉是以血紅素為原料。第27頁,共32頁，星期六，2024年，5月血紅素hemes-應用4、血紅素治療卟啉癥、溶解瘧原蟲

先天性出血性卟啉癥是一種遺傳性疾病。它是由于體內(nèi)缺乏血紅素生物合成途徑中的尿卟啉原Ⅲ合酶，尿卟啉原I大量合成所致。因而病人出現(xiàn)溶血性貧血，現(xiàn)在這種疾病可用注射血紅素來進行治療。第28頁,共32頁，星期六，2024年，5月血紅素hemes-應用4、血紅素治療卟啉癥、溶解瘧原蟲

研究發(fā)現(xiàn)從鼠紅細胞中分離出的瘧原蟲能定量地被氯化高鐵血紅素或氯喹一血紅素復合物溶解。A圖所得結果為標準介質(zhì)中不含氯哇B圖為標準介質(zhì)中含氯喹瘧原蟲渾濁液的濁度降低第29頁,共32頁，星期六，2024年，5月血紅素hemes-應用5、血紅素應用趨勢

以上介紹了血紅素應用研究的幾個主要方面，血紅素的應用范圍還很廣，如日本專利1982年介紹了制備高分子鐵卟啉化合物作為多用途化學試劑的方法，也有將血紅素轉變?yōu)槟懠t素的研究。

但從應用總體水平看，基本上是將血紅素中的卟啉和Fe作為藥物的原料。第30頁,共32頁，星期六，2024年，5月參考文獻[1]王丹俠,崔世勇.血紅素的應用分析研究進展.上海醫(yī)學預防雜志,2002,14(5):219-221.[2]張愛華.血紅素的應用研究及生化機理探討.藥學進展,1992,16(1):44-48.[3]