氧化一氮与血红蛋白合成含亚硝基亚铁血色原色素的研究

Food and Fermentation Industries 。 1gg5 No．4 张 坤 生 (天津商学院食品工程系 ．天津，300400) 摘 薹 本文研究了用氧化一氮与血红蛋白合成含亚硝基亚铁血色原色素。在还原剂——抗坏血 酸的作用下，氧化一氮与血红蛋白合成的含亚硝基亚铁血色原色素用 80％丙酮承溶液抽据后，用 紫外可见分光光度计铡定·其在 563．3nm．538．8rim和 477．9rim处有吸收峰，与有关文献报道的亚 硝基亚铁血色原的吸收图谱一致，本文还就该色素的结构、贮藏等特点做了一些讨论。 关键谰 氧化一氮．血红蛋白，亚硝基亚铁血色原 多年来，亚硝酸盐一直作为肉类制品腌 制剂，它有着多种功能，最明显的特点是赋予 腌肉制品特有的颜色。此外，亚硝酸盐还使腌 肉制品具有类似火腿的风味。作为防腐剂，亚 硝酸盐对肉毒梭状芽孢杆菌有很强的抑制和 杀菌作用。其抗氧化能力，有效的阻碍了熟肉 制品“过热 味”(wanned—over)的 发生 与 发 展[ 。 然而，亚硝酸盐与 肉中胺和氨基酸反应 可产生亚硝胺 ]。动物实验表明，其中一些具 有致癌、致畸和诱变性 ]。比如，N_亚硝基二 甲胺(N-nitrosodimethylamine)，N_亚硝基毗咯 烷(N-nitrosopyrrolidine)。腌肉中残 留的亚硝 酸盐还可在胃中形成亚硝胺 。为了减少这一 危害，肉类研究者在努力寻找减少或不使用 亚硝酸盐的方法。用一组分别起亚硝酸盐四 方面作用的物质来取代亚硝酸盐是这种努力 之一，其中腌肉的色泽是一个关键的问题。 生肉中的肌红蛋白是 ～种结台蛋 白质 由血红素和珠蛋白组成(图 1)。原卟啉的四 · 本文蓑国索教委优秀青年教师基金资助。 个氮原子将铁原子束缚在中间，在分子的轴 向铁原子还有两个键位。 M H ’ 图 1 肌红蛋白的结构 M ：a 一} V：a t CIq-‘ P：0 0 D H 经过硝酸盐或亚硝酸盐腌制的肉，生成 氧化一氮肌红蛋白。血红蛋白与肌红蛋白在 分子结构上是相似的，与氧化一氮反应可生 成氧化一氮血红蛋白。本文的目的是用血红 蛋白合成出含亚硝基亚铁血色原色素。 维普资讯 http://www.cqvip.com 《食品与发酵工业》 Food and Fermentation Industries 材 料 与 方 法 一 、主要试剂和仪器 抗 坏血酸(分析纯)，}玎、n (分析纯)，柠 檬酸钠(分析纯)，氧化一氮(自制)。 YQ-3型高速匀浆机(江苏江阴实验仪器 厂 )。 721型分光光度计(四JI1分析仪器厂)。 fY-3A-750型搅 肉机 (石 家庄食 品机械 厂 )。 LD5—2型离心机(天津实验仪器厂)。 5o型超级电热恒温水浴器(上海市实验 仪器厂)。 电热真空干燥箱(上海市实验设备厂)。 DU 8B型紫外一可见光光度计 (Beckman 公司，美国)。 二、方法 1．血红蛋 白的提取及合成含亚硝基亚铁 血色原色素 采取新鲜活鸡血，向其中加入 0．85 氯 化钠的 40 柠檬酸钠溶液，混匀。将全血置 于离心试管中，以 3000r／min离心 l 5min，弃 去上清液．用 0．8 生理盐水洗涤红血球 ，而 后在同样 的条件下再离心 15rnln，重复洗涤 两次，将离心管中红血球转移至与匀浆机配 套的玻璃容器中，在 7000r／min下破碎，直至 血样颜色由暗红色转为鲜红色为止 用纱布 滤去血样中大块粘稠胶体后，转入一具塞广 口瓶，加入抗坏血酸后，迅速通人氧化一氮气 体，避免光线．保持通气状态 45rain。反应完 毕后．加热至沸腾，则得红色色素 2．作亚硝基亚铁血色原的吸收光谱 将制得的红色色素转移至离心试管中， 加入氯化钠 ，在 3000r／min离心 l0min，弃去 上清液，得红色沉淀。加入 80 丙酮水溶液， 搅拌 lmin，过滤，取红色滤液，用紫外及可见 分光光度计在 45o~65onm作吸收光谱。 30 结 果 与 讨 论 一 、亚硝基亚铁血色原的吸收光谱 亚硝基亚铁血色原能溶于丙酮水溶液， 将合成反应得到的红色色素(含亚硝基亚铁 血色原)与 80 丙酮水溶液混合后，过滤得 粉红色滤液，取此粉红色滤液在紫外及可见 分光光度计上作吸收光谱，得到如图 2所示 的吸收曲线。 ‘ 差 垂 蓬 450 0 )(nm) 6jn．0 图 2 亚硝基亚铁血色原吸收光谱 从这个吸收光谱 图可以看 出，在563．3 nm，538．8nm和在477．9nm处有吸收峰。这 与 Shahidi等人 用纯氯化血红紊(heroin)在 还原剂作用下与氧化一氮气体反应得到的亚 硝基亚铁血色原的吸收光谱是一致的(见图 世 善 群 图 3 存放不同的时间后亚硝基亚铁 血色原暇收光谱 1．刚合成的亚硝基亚铁血色原 2．部分分解的亚硝基亚铁血色愿 3．空部分解的亚硝基亚铙血色愿 维普资讯 http://www.cqvip.com 《食品与发酵工业》 Food and Ferrr~ntation 1rldus 二、亚硝基亚铁血色原与合成的红色色 素稳定性比较 将丙酮水溶液的色素(含亚硝基亚铁血 色原)，放^一烧杯中，避光保存，每隔 lh，测 定其吸收光谱，观察该色素的稳定性(图 4)。 图 4 亚硝基亚铁血色原在贮存时结构的变化 A：贮存 20rr~n B：贮存 30rain c}贮存 140rain 裹 1 合成的红色色素与其丙酮抽提液 穗定性之比较 贮存时问 合成的红色 台成的红色色素的 (h) 色素 80 丙酮抽提液 0 + + + + + + + 1 上 + + + + + + 2 + + _-+ J一上 —— 3 + + 一 + 4 + + ++ ^ + + + 8 ——·-L-·-L- 无色 24 +++ 无色 36 J—J一 无色 注：1．贮存条件 ：室温下不避光 ，不隔氧； 2．“+”号表示红色程度。 在 波 长 480．8rim 处，贮 存 2o，3o， 140rain后，其吸光值分别为0．71 23，0．7245， 0．7580，呈渐进性变化。说 明亚硝基亚铁血色 原在氧的作用下，其分子结构有所变化。不稳 定，易氧化 进一步 目测观察，在有氧的光照 下，几小时就变得无色。合成的红色色素(含 亚硝基亚铁血色原)比其 80 丙酮水溶液的 抽提液对氧对光要稳定(见表一1)。这说明，在 合成的红色色素中可能含有某些保护亚硝基 亚铁血色原的物质。关于其结构、贮存和应用 条件还需进一步研究。 对于腌 肉加热后的色素的结构 ，目前，有 不同的观点。有人认为是二硝基亚铁血色原， 即血红素分子 中铁原子轴向的两个键位都被 氧化一氮所占据(图 5)。 图 5 亚硝基亚铁血色原的可能结构 加热时，肌红蛋白的珠蛋白变性，并可能 与血红素分开，接着第二个氧化～氮分子与 卟啉中的铁原子结台_53。有人用 N1 标记的 亚硝酸盐研究这种色素的结构【6]，发现腌肉 加热后的色素含 的量是未加热的两倍 近来，Killday等人口 提出，煮熟后的腌肉色素 是一亚硝基而不是二亚硝基。这个问艇仍在 讨论之中。本合成反应得到含亚硝基亚铁血 色原色素中除了亚硝基亚铁血色原外，还有 其他物质，可能是珠蛋 白，因为，在用 80 丙 酮水溶液提取亚硝基亚铁血色原后，得到蛋 白样沉淀物，这个问题有待进一步研究。 亚硝酸盐的有害性得到世界各国肉类工 作者的普遍关注，甚至于某些国家的政府嘲 明确表示 ，一旦研究出亚硝酸盐的替代物，将 在所有肉制品中禁用亚硝酸盐 这是一项关 系到人体健康的大问艇，我们将从多方面对 这一问题进一步研究。 31 维普资讯 http://www.cqvip.com 《食品与发酵工业》 F(xxt and Fermentation Industries 1995 No．4 结 论 用氧化一氨与血红蛋白，在还原剂—— 抗坏血酸的作用下，台成出了含亚硝基亚铁 血色原色素，它比其 80 丙酮水溶液的抽提 液(亚硝基亚铁血色原)对氧对光要稳定。台 成的红色色素的结构、成分、贮存及应用条件 等需进一步研究 致谢 r本研究工作得到任云霞、王风玲、张树海 老师及 90级部分学生的帮助 ，在此表示感谢。 参 考 文 献 [1]Rubin L J．：Canadian Institute of Food Sci．and Techn~．J．，1977，10：¨ A [Z]Gray J．I．：J．[V'／lk Food Techao1．，1976，39： 686 F33M~ P K andl~armes J．M Cancer Re＆． 1967，10：163 [4]shahidi F et a1．：J．Food Sci．，1985，5O：272 278 [ ]蹦 dl J．E szakaly ：J．Food Sci．，1967．32： 189～ 194 [6：Lee }L andCassensR G．：J Food Sci．， 1976，411 969 [7]Killday K 13．etai．：J．Agric．Food Chem．， 1988t36：909 8]Shahid~ ，Rubin L J．，Dictady L L and Chert：Can Inst．Food Sci．， lmoi．J．，1984，(1) 033 — 037 Preparation of the Pil~ment Included Nitrosyl Ferrohemoehmme from Nitric Oxide and Hemoglobin ● ZhangKunsheng (Department of Food Engineering．Tianjin University of Comn~rce， anjifl，300400) Al I C l m1e pigment included nitrosyl [er~hemoct"come was synthesized from nitric oxide and hemoglobin，ascmbic acid was used as reductant．n1e pig~ nt was extracted by 80l aqueous acetone and analyzed by spectrophotometric method，the result indicated that the absorhance peak of the pig- meot at 563．3rim ．538．8rim．and 477．9nm，which is the same as nit~syl fefrohenmchrome reported from literature．A1so，there are s0 diScu ons about the sh-uc~ure and storage of the pigment． Key wolds Nitric oxide，Hemoglobin，Nitrosyl ferrohemochrome 32 维普资讯 http://www.cqvip.com