血红蛋白亚基红色素及其制备方法技术

发明专利技术血红蛋白亚基红色素及其制备方法属于食品添加剂领域。本发明专利技术所要解决的技术问题是提供修饰的血红蛋白亚基红色素及其制备方法。本发明专利技术提供了糖、咪唑类、电负性原子修饰的血红蛋白亚基红色素。本发明专利技术的红色素具有良好的热稳定性和光照稳定性、水溶性或者着色稳定。可作为食品添加剂使用。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于食品添加剂
，涉及禽畜血副产品的加工利用，具体涉及利用血液中的血红蛋白制备可用于食品的具有天然鲜肉的红色的红色素及其制备方法。
技术介绍
动物血液是ー种宝贵的资源，但多年来一直未得到充分的开发利用。2000年以来，我国猪牛羊出栏总数达8亿头以上，畜血总量超过200万吨。我国有肉联厂1200余家，畜血利用的仅有数十家，年产血粉约三千吨，另外只有少数部分制成“血豆腐”供人食用，但卫生条件也难以控制。大量肉联厂的猪血几乎全部废弃，既浪费资源，又污染环境，直接影响エ厂的经济效益。主要原因是原料血液极难保存，鲜血极易被污染，血腥味浓，消化性和适ロ性及色泽感官极差等，这些因素严重制约了畜禽血液的综合利用，致使大量宝贵的畜禽血资源浪费，并造成环境污染。 食品的品质除了其本身的营养价值、质地之外，还包括食品的色泽和风味，色、香、味、形这些因素以不同的比例组成了ー种特定的食品的品质。而作为食品四要素之首的色泽是构成食品的感官质量中最重要属性之一，也是衡量食品的重要指标之一。天然食品一般都有美丽的色泽，但经过加工时，发生褪色或变色。为了保持或改善食品的色泽，在食品加工中往往需要对食品进行人工着色。色素则是以食品着色和改善食品色泽为目的的食品添加剂，也称着色剂。按照色素的来源和性质可将其分为合成和天然两大类。食用合成色素是指用人エ方法制得的有机色素，按它的结构不同又可分为偶氮类色素、氧蒽类和ニ苯甲烷类等。其中常用的偶氮类色素又有油溶性和水溶性之分，油溶性的进入人体不易被排出，且毒性较大；水溶性的进入人体易排出体外，且毒性较小。食用天然色素它主要是从植物组织中提取的色素，也包括来自于动物和微生物的色素以及少量无机色素。按其来源不同又可分为(I)微生物色素，如红曲红等。(2)植物色素，如甜菜红、姜黄、β胡萝卜素等。(3)动物色素，如紫胶红、血红素等。现有红色素的应用情况是近年来研究发现人工合成红色素多为焦油类物质，含有苯环或萘环，不仅本身无任何营养价值，而且对人体有着不同程度的毒副作用，甚至有致癌性。天然的红色素如番茄红、花青素、红曲红、辣椒红等被广泛应用于食品エ业，然而，它们又有着色率低、热稳定性和光照稳定性差、受PH影响大、易氧化褪色等诸多不足，大大降低了它们在食品添加剂方面的应用范围。血液主要由血浆和血细胞两个部分组成血浆约占全血总量的65%，含8%的蛋白质；剩余约35%全血组分是血细胞其主要成分是红细胞浓缩物，含有36%的蛋白质(约占总量的10% )也就是血红蛋白。近年来，我国十分重视血液的综合利用，将血液综合利用作为课题进行攻关，相继出现了许多重大科研成果，开发研究出ー些血液产品。在我国已开发的血液制品中大多还是对血浆的开发，对动物血细胞的应用基本可以分为三个层次一是将其简单加工成血豆腐供食用或者将其烘干作为饲料添加剤，但由于产品的适ロ性和特殊的气味使其规模化应用受到限制；ニ是由上世纪九十年代开始的利用血细胞生产超氧化物歧化酶和血红素，这两个产品在生产エ艺中要使用大量有机溶剂会产生二次污染，并且由于产品推广应用的障碍，使得项目的开发受到遏止；三是近年来出现的利用血红蛋白经生物酶解制备低分子肽及氨基酸，将血红蛋白降解为易于吸收的多肽并且为缺铁性贫血患者提供补铁的原料，为我国动物血液的高附加值综合利用开辟了一条新的产业化道路，但作为贫血患者的补铁原料受众面没有作为食品填加剂广泛。综上所述对动物血液的综合利用，必需加大对血红蛋白的利用力度。色素按其化学结构分，可分为(I).四吡咯衍生物，如叶绿素、血红素等。(2).异戊ニ烯衍生物，如辣椒红、胡萝卜素等。(3).多酚类衍生物，如越桔红、萝卜红素等。(4).酮类衍生物，如红曲红、姜黄素等。(5)醌类衍生物，如紫胶红、胭脂虫红等。此外还有甜菜红、焦糖色素等。吡咯色素由四个吡咯环的α-碳原子通过次甲基相连而形成的共轭体系，也就是卟啉环，中间通过共价键或配位键与金属元素形成配合物，而呈现各种颜色。(I)叶绿素吡咯环中间为镁原子。在适当条件下叶绿素中的镁还可以被其他元素如铜、铁、锌等取代或置換，形成取代物的颜色仍为鲜绿色，且稳定性大为提高，尤其以叶绿素铜钠的颜色最为鲜売。(2)血红素血红素卩比略环中是铁原子。肉的颜色是由两种物质血红蛋白和肌红 蛋白形成的。血红蛋白是由四个亚基，每个亚基由一分子血红素和一分子珠蛋白组成，存在于血液中；而肌红蛋白是由一分子血红素与一分子一条肽链的蛋白质组成。当动物屠宰后，由于组织供氧停止，肉中原来处于还原态的紫红色的肌红蛋白和血红蛋白受到空气中氧气的作用，形成氧合肌红蛋白和氧合血红蛋白，肉色变鲜红，当氧合肌红蛋白或氧合血红蛋白继续被氧化形成高鉄血红素时，则肉的颜色变成棕黑色。用亚硝酸盐腌制肉类，能保持肉的鲜红色，是因为处于还原态的亚铁血红素能与NO形成亚硝基肌红蛋白和亚硝基血红蛋白，防止血红素继续被氧化成高铁血红素。中国专利技术专利公开说明书CN200610148003. 5公开了亚硝基血红蛋白亚基肉红色素及其制备方法。目前，本领域还需要提供利用血红蛋白结构改造，生产类似鲜肉色泽、理化性质稳定、着色效果理想的近天然的红色素。
技术实现思路
本专利技术的理论根据是这样的血红蛋白由4个亚基构成，分别为两个α亚基和两个β亚基，在与人体相似的电解质溶液中，4个亚基可以自动组装成α2β2的形态。血红蛋白的每ー个亚基由一个肽链和一个血红素分子构成，肽链在生理条件下会盘绕折叠成球形，把血红素分子抱在里面，这条肽链盘绕成的球形结构又被称为珠蛋白。血红素分子是ー个具有卟啉结构的小分子，在卟啉分子中心，由卟啉中四个吡咯环上的氮原子与一个亚铁离子配位结合，珠蛋白肽链中第8位的一个组氨酸残基中的吲哚侧链上的氮原子从卟啉分子平面的上方与亚铁离子配位结合(图I)，余下的一个配位键可以与很多基团连接，例如天然血红蛋白在此处与氧结合后呈现鲜红色，但不稳定。因此本专利技术的思路是这样的将血红蛋白改造成与肌红蛋白类似的结构，利用化学手段对色素进行修饰，阻止Fe2+继续氧化成Fe3+使其保持类似与氧结合的状态，以呈现天然的鲜红色。来自三部分(I)用含咪唑环的氨基酸、多肽或者咪唑环的衍生物对血红蛋白亚基进行修饰；(2)用糖类物质对血红蛋白亚基进行修饰；(3)用电负性原子和血卟啉环第6个配位键络合对血红蛋白亚基进行修饰。专利技术人经过广泛的研究完成了本专利技术。本专利技术所要解决的技术问题之ー是，提供血红蛋白亚基红色素，它具有一种或多种选自着色稳定、耐热、光照稳定和安全无毒的优良性能。本专利技术所要解决的技术问题之ニ是，提供血红蛋白亚基红色素的制备方法。本专利技术提供了一种修饰的血红蛋白亚基红色素，其特征在于，与血红蛋白亚基血红素卟啉环第6个配位键络合的配体选自(I)糖类，包括但不限于葡萄糖、蔗糖、糊精、壳聚糖、阿拉伯糖和黄原胶；(2)含有咪唑环的化合物，包括但不限于组氨酸或其衍生物；(3) O2; (4) CO;(5)含有亚硝基NO的化合物，条件是其不是亚硝酸钠；(6)含有SH的化合物，例如半胱氨酸； (7)含-NH的化合物，包括但不限于直链或支链烷基胺；(8)含CN基的化合物。优选地，一种修饰的血红蛋白亚基红色素，在波长412±2nm有特征吸收。优选的，一种修饰的血红蛋白亚基红色素，其特征在于，与本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
2011.01.06 CN 201110001989.41.一种修饰的血红蛋白亚基红色素，其特征在于，与血红蛋白亚基血红素卟啉环第6个配位键络合的配体选自 (1)糖类， (2)含有咪唑环的化合物， (3)O2 ； ⑷CO ； (5)含有亚硝基NO的化合物，条件是其不是亚硝酸钠； (6)含有SH的化合物， (7)含-NH的化合物， (8)含CN基的化合物。2.如权利要求I所述的红色素，其特征在于，所述的配体选自葡萄糖、蔗糖、糊精、壳聚糖、阿拉伯糖和黄原胶。3.如权利要求I所述的红色素，其特征在于，所述的配体是含有咪唑环的化合物。4.如权利要求3所述的红色素，其特征在于，所述的配体是组氨酸。5.如权利要求I所述的红色素，其特征在于，所述的配体是含SH的化合物。6.如权利要求5所述的红色素，其特征在于，所述的配体是含半胱氨酸。7.如权利要求I所...

【专利技术属性】
技术研发人员：谢志镭，常雅宁，张蕾蕾，王志友，杨琦，孙佳奇，周剑，
申请(专利权)人：上海市食品研究所，华东理工大学，
类型：发明
国别省市：