Mioglobin merupakan bagian dari protein sarkoplasma dan bersifat larut
dalam air. Sebuah molekul mioglobin terdiri
dari sebuah molekul protein yang
disebut globin dan bagian non protein yang disebut gugus heme. Struktur dasar
heme terdiri atas empat satuan pirol yang disambung-sambungkan menjadi cincin
porfirin dengan atom N-nya terikat dengan atom besi (Fe) pusat. Karena terdiri
dari sebuah porfirin yang mengandung satu atom besi (Fe), maka heme didalam
mioglobin disebut juga Fe+2-protoporfirin.
Mioglobin yang berwarna merah keunguan ini dapat mengalami perubahan warna
karena reaksi kimia. Atom besi
yang terletak dibagian tengah gugus heme merupakan logam transisi yang bisa
berada dalam bentuk feri (Fe+3, bentuk teroksidasi) dan fero (Fe+2,
bentuk tereduksi). Besi ini juga mempunyai kemampuan berikatan dengan oksigen
dan teroksigenasi tanpa menjadi teroksidasi.
Besi didalam heme memiliki enam
ikatan koordinasi. Setiap ikatan merupakan pasangan elektron yang diterima besi
dari lima atom
nitrogen, empat dari cincin porfirin dan satu dari residu asam amino
globin. Ikatan ke enam tersedia untuk berikatan
dengan atom yang dapat memberikan pasangan elektron. Derajat kemudahan pemberian pasangan elektron
tersebut menentukan sifat ikatan yang terbentuk dan warna senyawa
kompleks. Faktor lain yang berperan
dalam pembentukan warna adalah kondisi oksidasi atom besi dan kondisi fisik
globin.
Jika daging segar dipotong, warnanya adalah merah keunguan dari
mioglobin. Ketika berada didalam
lingkungan beroksigen, maka permukaan daging segar akan berwarna merah terang
karena terjadinya oksigenasi mioglobin menjadi oksimioglobin. Oksigen yang
masuk kedalam otot kemudian dipakai untuk reaksi biokimiawi didalam
otot. Kondisi ini menghasilkan
gradien oksigen dari jenuh di permukaan sampai nol pada beberapa cm didalam
otot. Pada konsentrasi oksigen rendah (1-2%), atom fero (Fe+2) akan
teroksidasi menjadi feri (Fe+3) dan sisi ikatan keenam akan berikatan dengan air membentuk
metmioglobin berwarna coklat. Reaksi oksidasi fero menjadi feri bersifat
reversible dan juga terjadi pada bentuk mioglobin.
Bentuk warna kimia daging segar yang diinginkan oleh kebanyakan konsumen
adalah merah terang oksimioglobin. Proporsi relatif dan distribusi ketiga
pigmen daging yaitu mioglobin yang merah keunguan, oksimioglobin yang merah
terang dan metmioglobin yang berwarna coklat akan menentukan intensitas warna
daging.