天然补铁剂血红素铁的研究进展

童、妊娠 妇 女、 哺 乳 妇 女 和 慢 性 病 患 者。 因 此， 在食品中强化铁来防治铁缺乏很有必要。
传统的 补 铁 剂 如 硫 酸 亚 铁、 葡 萄 糖 酸 亚 铁、 富马酸亚铁等都是无机铁或植物铁，虽然补铁效 果较好，但由于它们在体内的利用率低（ 吸收率 一般为 5% ～ 8% ）、副作用大（ 容易出现恶心、 胃胀、消化 器 官 障 碍、 腹 泻、 便 秘 等 症 状 ）， 而 且，有特殊的金属铁锈味，难以长期食用。而血 红素铁是一种生物态铁，可以直接被肠粘膜细胞 吸收，不会产生任何消化道刺激症状，生物利用 率高（ 吸收率达 15% ～ 25% ），在日本、美国等 国家早已广泛地用作食品营养强化剂［2］。
LIU Ya，HAN Xin-nian
（ Food Engineering Institute of Shi Hezi University of Xinjiang，832000）
Abstract：Iron deficiency anemia（ IDA）is one of the nutritional diseases that exits universally in our country. Traditional iron supplement can cure it to a certain extent，but its side effects are also enormous and absorptivity is very low. As a kind of living iron，heme iron can be absorbed by the cells of the mucous membrane of the intestina directly and absorptivity is high. Heme iron has been widely used overseas in food，this article generalizes its properties and progress in relative research. Key words：heme iron，fortified food，progress
铁分是组成红血球的主要成分，在人体内起 着输送氧气的作用，是人体必需营养元素之一， 而铁缺乏又是全球特别是发展中国家最主要的营 养问题之一，机体缺铁能引起营养性小红血球性 贫血（ 缺铁性贫血），并影响机体的免疫力；对 儿童还能影响其智力发育，引起行为改变，如注 意力分散、易烦躁、表情淡漠等［1］。据统计，我 国营养性贫血患者中有 95. 65% 为缺铁性贫血；7 岁以下小儿缺铁性贫血患病率约 20% ～ 70% 。虽 然铁在食品中广泛存在，但由于它在食品中存在 的形态不利于机体对它的吸收利用，所以人们易 患缺铁症，特别是轻度铁缺乏较常见，多见于儿
HIP 与血红蛋白的铁吸收量相比较，其吸收 性保持 在 80 ～ 90% ，甚 至 与 咖 啡、茶 等 一 起 饮 用，其吸收也不会受到阻碍。表 1 是日本旭化成 工业公司用超滤法制取的 HIP 组成，其血红素铁 换算成铁分，约为 1. 0% ～ 1. 5% ，蛋白质含量也 较高，能 保 持 血 红 素 铁 的 稳 定 及 促 进 肠 道 的 吸收［10］。
（2） 醋酸钠提取法 新鲜猪血离心，收集血球，加水溶血后用氯
仿洗涤过滤除纤维，滤液中加丙酮，pH2 ～ 3 条件 下搅拌抽提，然后过滤，将滤液调 pH 至 4 ～ 6， 再添加醋酸钠搅拌均匀，静置一段时间，血红素 即以无定形黑绿色沉淀析出，抽滤得血红素铁。
（3） 鞣酸提取法 新鲜猪血离心，收集血球，加水溶血后用氯 仿洗涤过滤除纤维，滤液中加 pH2 ～ 3 的酸性丙 酮溶液搅拌抽提，然后过滤，滤液中加 5% 的鞣 酸，搅拌静置过夜，血红素呈针状结晶析出，离 心分离得血红素铁。
3 与非血红素铁的差异
食物中的铁有两种存在形式：一类是非血红 素铁（ 离子铁），以 Fe（ OH）3 络合物形式存在 于植物 性 食 物 中， 与 其 络 合 的 有 机 分 子 有 蛋 白 质、氨基酸、有机酸等。这种形式的铁必须事先 与有机部分分开，并还原成为亚铁离子才能被人 体吸收；此外，还包括目前常用于强化食品的各 种无机 和 有 机 铁 剂， 如 硫 酸 亚 铁、 柠 檬 酸 亚 铁、 富马酸亚铁、乳酸亚铁、三氯化铁、硫酸铁、焦 磷酸铁、柠檬酸铁铵、正磷酸铁、氧化铁、氢氧 化铁、NaFeEDTA（ 铁络合物）、淀粉铁、蔗糖铁 等；另一 类 为 血 红 素 铁， 主 要 存 在 于 血 红 蛋 白、 肌红蛋白、细胞色素和含铁的氧化还原酶系，是 与血红蛋白和肌红蛋白中的卟啉结合的铁，此种 类型的铁不易受酸的影响，以卟啉铁的形式直接 被肠 粘 膜 上 皮 细 胞 吸 收， 吸 收 率 比 离 子 铁 高 三倍［9］。
好的抗贫血作用。血红素铁的吸收率较高，明显 优于 FeSO4 等无机铁，动物蛋白质降解产物能促 进它的吸收［7］。 2. 2 生理功能
血红素铁保持铁的多种生理功能：（1） 在体 内参与氧的运送、交换和组织呼吸过程；（2） 与 红细胞形成和成熟有关，在骨髓造血组织中进入 幼红细胞内，与卟啉结合形成正铁血红素，后者 再与珠蛋白合成血红蛋白；（3） 铁作为含铁酶类 的成分，起着重要作用，如铁为过氧化氢酶的组 成成分，对清除体内的过氧化氢，增进健康起着 重要作用；（4） 铁还参与体内其他重要功能，如 催化促进 β—胡萝卜素转化为维生素 A、促进体 内抗体的产生、药物在肝中的解毒及脂类在血液 中的转运等［8］。
6 血红素铁在食品中的应用
缺铁性贫血是当代世界上最严重的四大营养 性疾病之一，发达国家铁缺乏发病率为 1 ～ 20% ， 而发展中国家铁缺乏高达 30% 到 40% ，一般都可 通过血红素铁的补充来预防和改善其症状。血红 素铁在食品中主要用作营养强化剂，与非血红素 铁相比，用血红素铁制成的铁强化食品是缺铁人 群的良好保健食品，在日本被称为“ 明星食品”。
图 1 血红素铁的结构式
血红蛋白是由卟啉环中的铁经组氨酸连接后 与珠蛋白分子相连，当血红素铁与珠蛋白分离后 即自动氧化成三价铁，因此纯亚铁血红素极难分 离得到， 一 般 都 是 羟 高 铁 血 红 素 或 氯 高 铁 血 红 素。通常制备的血红素铁仍含有 80% ～ 90% 的蛋 白质，等电点 4. 6 ～ 6. 5，含血红素 9. 0% ～ 27%
日本市场上最常见的血红素铁强化食品有低 热量糖果和低热量饼干两种。前者每粒糖果中含 0. 7mg 铁分，后者每块饼干中含 0. 5mg 铁分。有 月经的妇女每天食用 2 ～ 3 粒（ 块），就可满足所 缺的铁质。在 100g 面条中添加 100 ～ 200mg 血红 素铁，以及在 100g 汉堡包中添加 400mg 血红素 铁，均不会影响产品的口味。此外，血红素铁还
成分 铁
血红素 蛋白质
水分
表 1 HIP 的组成
含量（% ） 1. 0 - 1. 5
10 - 16 80 - 90 1 -5
分析方法 原子吸光法
吡啶法 全氮法 干燥重量法
4. 2 等电点法［3］ 血红蛋白具两性电解质性质，可通过调节 pH
值达到其等电点来提取血红素铁。 （1） 羧甲基纤维素提取法
印韵芝等将新鲜血液离心分离出的红细胞加 水溶血后再加酸（ 可用硫酸），调溶液 pH 值为 1. 4，然后在酸性溶液中加入羧甲基纤维素，静 置一 段 时 间，离 心 分 离 即 得 到 深 褐 色 的 血 红 素铁。
5 血红素铁的测定
目前国家标准中尚无食品中血红素铁的测定 方法，崔世勇 等［11］以 氯 化 高 铁 血 红 素 为 标 准 物， 在盐酸 酸 性 条 件 下，用 甲 基 异 丁 基 酮（ MIBK） 提取血红素铁，然后将 MIBK 提 取 液 作 为 样 液， 在 640 nm 波长下，测定吸光度绘制出标准曲线， 根据标准曲线即可求出血红素铁的含量。
溶血性和失血性贫血的作用，是人类迄今所知的 最为理想的抗贫血药物。钟才文等［4］利用血红素 铁强化 饼 干 对 贫 血 女 大 学 生 进 行 铁 营 养 强 化 研 究，发现适量增加贫血女大学生的血红素铁摄入 量（6. 0 mg / 日），可明显地改善机体的铁营养状 况，有效地防治缺铁性贫血。试验组补铁后血液 红细胞数上升，表明机体造血功能正在恢复。从 试验组贫血恢复程度来看，其 Hb 水平一个月后 即明显提高，试验至二个月时 Hb 水平进一步增 至11. 56 g / dl，同时 PCV 也显著增加。试验结束 时对照组 Hb 虽 略 有 上 升，但 明 显 低 于 试 验 组。 试验结果表明了人对血红素铁的良好生物利用效 率，这与动 物 试 验 相 互 印 证。 钟 才 文 等［5，6］用 大 鼠血红蛋白恢复试验研究了血红素铁的抗贫血作 用及生物利用效率。结果表明，血红素铁具有良 6
China Food Additives
2005 No. 4
在肠道粘膜细胞中直接吸收，不受胃酸影响，吸 收率达 15 ～ 25% 。
第三、非血红素铁摄入后有一定副作用，会 出现恶心、胃胀、消化器官障碍、腹泻、便秘等 症状；而血红素铁是一种生物态铁，不会产生任 何消化道刺激症状，没有这些副作用。实 验 证 明，经口 LD50 硫酸亚铁为 2. 52g / kg；血红素铁经 口 LD50 为 20. 0g / kg［6］。
用率高，在国外已作为食品营养强化剂广为使用，本文就血红素铁的特性及研究进展作以综述。
关键词：血红素铁；强化食品；进展
中图分类号：TS201. 2 + 6
文献标识码：A
文章编号：1006 - 2513（2005）04 - 0005 - 04
Nature iron suppIement—heme iron and its progress
《 中国食品添加剂》
源自文库
China Food Additives
2005 No. 4
天然补铁剂—血红素铁的研究进展
刘娅1 韩新年2
（1. 新疆石河子大学食品学院 2. 新疆农垦科学院作物所 邮编 832000）
摘 要：缺铁性贫血是我国人群普遍存在的营养性疾病之一，虽然传统的补铁剂在日常生活中起到一定
的治疗效果，但其副作用大、吸收率低，而血红素铁是一种生物态铁，可以直接被肠粘膜细胞吸收，生物利
血红素铁是暗紫色有光泽的细微针状结晶或 黑褐 色 颗 粒、 粉 末， 略 有 特 殊 气 味， 极 不 稳 定， 易氧化，不溶于水，含铁量为 1. 0% ～ 2. 5% 。用 作铁强化剂，其吸收率比一般铁剂高约 3 倍［3］。
2 血红素铁的功能
2. 1 抗贫血作用 血红素铁有良好的促进骨髓造血和治疗动物
收稿日期：2005 - 01 - 24 作者简介：刘娅（1974 - ），女，讲师，硕士，研究方向：食品化学与营养学。
5
《 中国食品添加剂》
China Food Additives
2005 No. 4
1 血红素铁的理化性质
血红素铁，又称卟啉铁，由卟啉和一分子亚 铁构成铁卟啉化合物，分子式 C34 H30 Fe N4 O4 ，相 对分子质量 614. 48，结构式如图 1。
血红素铁与非血红素铁相比。主要有三个方 面的差异：
第一、非血红素铁与碳酸、磷酸、单宁、草 酸等相接触后就不能在肠道中吸收；而血红素铁 则完全不会受这些物质的影响。
第二、非血红素铁必须在肠道粘膜细胞中与 铁转移蛋白相结合后才能吸收，因此受胃酸分泌 状态的影响、吸收率为 5 ～ 8% ；而血红素铁可以
《 中国食品添加剂》
4 血红素铁的制备方法
动物血液是提取血红素铁的原料，制备方法 有以下几种： 4. 1 酶法
血红蛋白 是 分 子 量 约65 000 的 球 状 蛋 白 质、 铁含量约 0. 3% 。血红蛋白经蛋白酶处理，除去 不需要的肽链，保留维持血红素铁稳定的肽链， 分离后得到血红素铁的复合体。夏恒连以屠畜血 液中的红血球为原料，加水后制得血红蛋白，在 血红蛋白中添加碱，以便加快酶反应速度。当血 红蛋白的立体结构发生变化后，再添加碱性蛋白 酶，分解珠蛋白。采用超滤法或等电点分离法分 离酶反应液，制得血红素铁，干燥后得 到 含 铁 1% 以上的产品（ HIP）。