褐殼蛋蛋殼中的色素主要是原仆啉一IX（protoporphyrin IX）。來源于血紅蛋白的分解物，即與衰老、受損及形態異常的紅細胞葉啉的破壞有關。當紅細胞在肝、脾和其它部分的網狀內皮系統被吞噬破壞后，釋放出血紅蛋白，并很快被分解為珠蛋白、膽綠素和鐵。其中珠蛋白和鐵可重新參加體內代謝，只有膽綠素被還原為膽紅素，經血液轉運至肝臟后結合生成葡萄糖醛酸膽紅素，隨膽汁排入十二指腸，大部分作為廢物隨糞便排出體外。還有小部分又在腸道重新吸收，經血液入肝或轉送至輸卵管等部分，作為合成蛋殼色素的原料。而后，再經子宮腺體細胞內多種酶的作用，形成褐色蛋殼色素。蛋殼色素的生物合成途徑和機理很復雜。有報道說，乙二醛酶是卟琳合成的前體物（Van Brummelen和Bissbort， 1993）。
被有蛋殼膜的卵進入子宮，并在此停留大約20h。在此期間，鈣沉積在蛋殼膜的外表面形成蛋殼。對于褐殼蛋雞來說，在蛋殼形成的過程中，分布在蛋殼腺表面的上皮細胞開始合成和蓄積色素。這些色素包括膽綠素一IX，膽綠素一IX的鎢螫合物，原卟啉一IX。褐殼蛋蛋殼中含量最多的是原卟啉一IX（Baird等，1975）。在蛋殼形成的最后3－4h期間，蛋殼腺中蓄積的大量色素轉移到殼上膜—一種富含蛋白的黏性流體結構（Nys，1991）。蛋殼褐色的深淺取決于色素（主要是殼上膜色素）的含量。大約在蛋產出前90min，也就是蛋殼基本形成時，殼上膜開始沉積到蛋殼表面。因此，色素在蛋殼上的分布是不均勻的。盡管蛋殼中也含有少量色素，但與殼上膜相比，其著色作用可忽略不計。