肉及肉製品中色素成分的轉化
鮮肉及肉製品的色澤變化主要是肉中自然色素其中主要是大量的肌紅蛋白，另外還有少量的血紅蛋白在加工和貯藏過程中發生各種變化所致。這是一個緩慢而複雜的生物化學變化過程。該過程受許多因素，如肉的pH、色素含量、氧化還原潛力、醃製劑的擴散、溫度、水分等的影響。
肌色質
鮮肉的主要色素成分肌紅蛋白，在不同的環境條件下，會以不同的氧化還原形式存在，即紫紅色的脫氧肌紅蛋白、鮮紅色的氧合肌紅蛋白和褐紅色的高鐵肌紅蛋白，且它們之間會相互轉化。在加工中，鮮肉未經醃製直接加熱時，肌紅蛋白中的球蛋白部分發生變性，結果失去了防止血紅素氧化的作用，因此，血紅素中的Fe2+被氧化為Fe3+，則生成黃褐色至灰色的變性高鐵肌紅蛋白，稱為肌色質或高鐵血色原 。
Osborn等報導蒸煮牛肉中這種熱誘導形成的高鐵肌紅蛋白可以在NADH-高鐵肌紅蛋白還原系統（即有存在的肌肉）體系中被還原，形成相似於氧合肌紅蛋白的粉紅色。Zhu等報導儘管變性色素還原是可能的，但是豬肉熱誘導形成的高鐵肌紅蛋白可能是不可逆的。
血色質
鮮肉加入亞硝酸鹽進行醃製時，由於血液循環停止，供氧不足，肌肉中的糖原通過酵解作用分解產生乳酸，以及微生物繁殖產酸等導致肌肉組織中的pH逐漸降低到5.5~6.4左右，在這樣的條件下促進亞硝酸鹽生成亞硝酸，亞硝酸在還原性物質作用下形成NO。反應生成的NO與肌肉中的肌紅蛋白反應，首先生成亞硝基高鐵肌紅蛋白，亞硝基高鐵肌紅蛋白在有還原性物質存在時，再還原成亞硝基肌紅蛋白，呈鮮艷的亮紅色。亞硝基肌紅蛋白經過加熱，球蛋白變性，與血紅素髮生解離，由於一氧化氮與血紅素很難解離，生成一氧化氮血色質，此時稱為亞硝基血色原，呈相對比較穩定的粉紅色。
肉食品加工中，利用這一原理來賦予肉製品以新鮮的顏色。不過粉紅色的一氧化氮血色原只是相對穩定，在貯存過程中，由於光照、氧以及肉品內外環境因素的作用，亞硝基血色原可以被氧化成灰褐色的高鐵血色原，以及使卟啉環分解，產品變黃、變綠，乃至褪成無色。加工醃製過程中，未和亞硝酸鹽反應的那部分色素物質，加熱後形成高鐵血色原。貯存中與殘留亞硝作用，也可向亞硝酞血色原轉化。高鐵血色原若被自由基等強氧化劑作用，也會進一步氧化，使卟啉環分解。
原料肉中肌紅蛋白的結構
食品色素按化學結構可分為四吡咯衍生物或卟啉類衍生物、多酚類衍生物、異戊二烯衍生物、酮類衍生物、醌類衍生物、甜菜紅類色素、有機酸類及有機酸性色素和其它色素共八大類。鮮肉的色素成分血紅素色素屬於四吡咯衍生物。吡咯色素的結構由4個吡咯環的α-碳原子以次甲基連成閉合的共軛體系——卟啉環，在色素中起發色基團的作用。環成平面型，其中央以2個共價鍵和2個配位鍵將1個金屬元素連到卟啉環上各小環的原子上。不同吡咯色素上的金屬元素不同，血紅素上是Fe 。
血紅素色素是動物血液和肌肉中紅色的主要來源。動物肌肉中血紅素色素以肌紅蛋白形式存在，血液中則以血紅蛋白形式存在。在屠宰放血後的肌肉中，90%以上是肌紅蛋白，肌紅蛋白的數量直接決定了肉的顏色。肌紅蛋白是一種金屬蛋白，分子量約16700，含153個胺基酸殘基，由一條珠蛋白多肽鏈和一個血紅素輔基結合而成。分子多肽主鏈由長短不等的8段α-螺旋組成，分子中幾乎80%的胺基酸殘基都處於一螺旋區內。未形成α-螺旋的鬆散肽鏈則形成拐彎，將這8段連線起來，形成外圓中空的球狀結構。由於親水位基團的胺基酸殘基幾乎全部被包埋在分子內部，使內部呈一個疏水空穴，在這空穴中有一個血紅素輔基。血紅素輔基由一個鐵離子和一個卟啉環組成。鐵離子為二價，位於卟啉環中央，它有6個配位鍵，4個與卟啉環平面的氮原子結合，其中兩個氮原子有三個價鍵，這兩個氮原子的第三個價鍵與亞鐵原子結合，生成共價鍵，而取得穩定構型。另外兩個氮原子只有兩個價鍵，與鐵原子以配位鍵結合。鐵的另外兩個配位鍵與卟啉環平面垂直，當血紅素輔基垂直插入肽鏈疏水空穴時，第五個配位鍵連在肽鏈的組氨酸殘基上，另一個鍵可以和O2、H2O和NO等結合，這類化合物分子中存在有共軛雙鍵，並形成閉合的共軛體系，因此有特殊的吸光性，能呈現各種顏色。末梢組氨酸通過影響疏水層的空間也會影響到肉色的變化。總的來說，血紅素鐵的價位和配體以及配體的空間位阻均是肉色變化的關鍵所在。
