天然色素——胭脂虫红色素及其制取和应用
摘 要 胭脂虫红色素是一种天然色素，在国外已广泛应用于食品、化妆品、药品及纺织品等领域，在我国有着很好的发展前景。文章综述了胭脂虫红色素的种类、制备及应用方面的研究，为食品业中添加剂的应用提供了重要的参考，同时为更好地使用天然、安全的色素添加剂提供了发展方向。
风衣打结
关键词 胭脂虫红色素；种类；制取；应用
胭脂虫红色素是蒽醌类的天然红色素，广泛应用于食品、化妆品、药品及纺织品等领域，且被视为最安全的天然色素之一，用于眼部化妆品中。然而，供以提取胭脂虫红色素的原料便是胭脂虫了。
胭脂虫(Cochineal)是一类寄生在仙人掌类植物的资源昆虫，属同翅目(Homoptera)，粉蚧总科，洋红蚧科(Dactylopiidae)，洋红蚧属(Dactylopius)[1]；洋红蚧属共有9个种，国外饲养用于生产胭脂虫红色素的胭脂虫虫种主要为Dactylopius coccu ccosta[2-4]。胭脂虫原产于拉丁美洲，我国本无胭脂虫的天然分布，本世纪初先后由中国林业科学研究院资源昆虫研究所引
入我国，并在我国西南地区成功繁育[5-12]。胭脂虫雌性成虫体内能产生一种蒽醌类色素——胭脂红酸，是常用的优质天然染色剂一胭脂虫红色素的主要组成成分，胭脂红酸的含量约占胭脂虫干虫体重的14％～26％[13-16]。
最早认知和应用胭脂虫红色素是南美的印第安人，而为世人所知迄今已有600年了。由于胭脂虫红色素来自于有生命的昆虫体，其原有的化学结构未被改变，根据目前的研究尚未发现对人体有毒副作用，因此，FAO／WHO认为胭脂红酸在食品添加剂领域的合理应用具有良好的安全性，FDA允许胭脂红酸用于食品同时也可用于医药品和化妆品[17]。
l商品胭脂虫红色素的种类
胭脂虫红色素又名天然红4号(Naturalred4)和太阳红1号[sunRed(No．1)]，是指一类利用胭脂虫生产的天然红色素，主要包括以下几种商品形式：
1.1 胭脂虫提取液(Cochinealextract，Caminic acidextract)
又名胭脂红酸提取液，是用稀乙醇萃取胭脂虫或胭脂虫粉，然后除去乙醇得到的浓缩液，
主要成分为胭脂红酸。胭脂虫提取液呈酸性(pH5～5．5)，其颜色随pH升高由橙色变成红色，对热、光非常稳定。胭脂虫提取液的染色强较低，应用范围较小，主要添加在酸奶、软饮料和酒精饮料中。工艺美术
1．2 胭脂红酸(Camlinicacid)
编号：CAS．1260-17-9；EINECS．215一023—3；C.I.75470；E120。
胭脂红酸是一种蒽醌衍生物，带有一个葡萄糖和一个羧酸基团，分子式为C22H20O13，相对分子质量为492．39[18]。
胭脂红酸易溶于水、稀酸、稀碱、乙醇、丙二醇，不溶于乙醚和食用油。颜色受pH的影响，低pH值下呈橙红色，随pH升高，颜色趋向红色，碱性时呈紫色。此外，遇铁离子变黑紫色(多聚磷酸盐可抑制变黑)，遇蛋白质呈紫色。胭脂红酸耐热(熔点135℃)、耐光、耐发酵，色泽较牢固，但易被SQ漂白。
胭脂红酸是以粉末或1％～10％的水溶液形式出售的，市场价格相对较高。高纯度的胭脂红酸主要用作实验室的pH指示剂、生物组织染色剂和荧光指示剂；低纯度的在饮料、果酱
、医药、化妆品和织物染色中有一定应用。如日本使用的胭脂虫红色素主要是胭脂红酸。
1．3 胭脂红(Caine、Cochineal、Alumlake of caminicacid)
编号：CAS．1390-65-4；EINECS．215-724-4；CL75470；E120。
用氢氧化铝、明矾等铝盐处理上述的胭脂红提取液即可得到胭脂红，其主要成分是胭脂红酸与铝离子形成的含水鳌合物一胭脂红铝(aluminum caine)，分子式为C实际收益44H40Al24-2，其中铝和胭脂红酸的分子比1：2。胭脂红铝带负电荷，常与钙离子形成铝、钙色淀，也可结合铵、钾或钠中的一种或多种阳离子，或者结合蛋白质[19]。胭脂红对热、光线、氧及二氧化硫都很稳定，分解温度为250℃。其染色强度为胭脂红酸的两倍。
胭脂红易溶于碱性溶液，微溶于热水，但不溶于低pH值酸性溶液(pH≤3．5)和冷水。产品的颜色受多种因素的影响，如随pH值升高，颜色从橙红色(pH<4)变成紫红色(pH≈10)；此外，随钙离子增加，颜色从粉红变成深红色。
不同厂家生产的胭脂红中胭脂红酸的含量不同，即使同一厂家，不同批次的胭脂红酸含量
也不同(40％～60％)。商品胭脂红因胭脂红酸含量不同呈现不同颜色，胭脂红酸含量低时呈亮红，随胭脂红酸含量的增高，逐渐变成暗红。
一学期的收获
因其染色强度高，胭脂红在使用中占绝对优势，是主要的胭脂虫红色素。目前主要应用于乳品(酸奶酪、冰淇淋、含乳饮料)、肉制品(香肠)、糖果(蜜饯、水果保藏和面包等)、饮料、化妆品和制药领域中。
1．4耐酸胭脂红(Acid-stablecamline)
胭脂红在酸性溶液中不稳定，容易沉淀出来，极大地限制了其在酸性条件下的使用。研究发现，将胭脂红酸和氨水混合，加热处理能使胭脂红酸胺化，得到耐酸胭脂红。如schulJo等[20]将胭脂红酸、有机酸和含氮化合物混合，在80～120℃反应10～60min，即得到耐酸胭脂红。耐酸胭脂红呈红色，可在酸性条件下使用，而且具有颜色不随pH变化特点[21]梅菜扣肉的家常做法正宗。进一步的研究发现其结构为4一氨基胭脂红酸[22]。耐酸胭脂红在美国、加拿大已被广泛使用。
FA0／WH0和H)A均已制订了胭脂虫提取液和胭脂红的质量标准，但两个机构所制定的标
准略有不同[19,23]。
在欧盟，天然胭脂虫红色素共用一个编号E120，而与之易混淆的是编号为E124的合成胭脂红(Ponceau4R)(一种含氮染料)，即中国食品添加剂标准中的胭脂红(胭脂红铝色淀)，有时也称食品红7(FoodRed7)。其在日本的编号为102，分子式为C20H-tNzNa30。。S3．1．5H20。该色素尚未发现有致癌作用，但高剂量喂雌鼠已呈现明显不良效果，美国已禁止其在各行业使用。
2 胭脂虫红色素的制备
2．1胭脂虫的收集和处理
雌虫快产卵时，虫体变成亮红色，此时胭脂红酸含量最高，适宜收集。胭脂虫的收集一直采用手工方式，一般用刷子将虫体刷下。胭脂虫活体不能直接出售，需进一步的杀死和干燥处理。先用热水或蒸汽处理胭脂虫，有效去除腊质和脂肪，然后在太阳下爆晒或烘烤，可得到质量较好的“紫黑色胭脂虫”。这是最常用的制备干胭脂虫的方法。干燥处理使胭脂虫失重达70％左右，7～10万只胭脂虫能获得约1kg干胭脂虫。
除采集时间和干燥过程之外，虫的类型和大小也决定了干胭脂虫的质量和商业价值。一般养殖的胭脂虫个头大且胭脂红酸含量高达干重的21％～22％，而野生的胭脂红酸含量较低，仅占干重的16％。大小对胭脂虫等级的影响也很大，有些地方胭脂虫的等级就是根据胭脂虫的大小划分的，如一等胭脂虫能被lo～14目筛截留。
2．2胭脂虫红色素的生产
干胭脂虫中除了主要成分胭脂红酸外，还含有蛋白质、蜡质和脂类，这些非呈色成分的存在会降低产品的呈色能力，影响产品品质；而且虫体蛋白质还会引起某些敏感个体的过敏反应。将胭脂红酸提取出来，制成一定纯度和一定形式的制剂是非常重要的。
cooky传统的制备方法是利用胭脂红酸易溶于水和乙醇的性质，用水或稀乙醇在90～100℃提取，红色即溶解在溶液中，然后将虫体的不溶组分滤出。除去萃取液中的乙醇即可得其浓缩溶液，即胭脂红提取液。萃取液中添加氢氧化铝或明矾，收集沉淀，即可得到胭脂红[24]。
目前工业化生产是在传统方法的基础上进行的，作为商业秘密被各自的生产商严加保密。
根据加拿大国际发展研究中心(IDRC)的标准，胭脂红的工业化生产包括以下多个环节：(1)有机溶剂处理，除去蜡和脂质；(2)粉碎；(3)碱提；(4)固液分离；(5)与铝和钙盐形成不溶性沉淀；(6)沉淀的回收；(7)沉淀的溶解；(8)浓缩；(9)加工制剂[25]。实际工业化生产的生产率非常低，产品质量较差，最终产品经常结合有毒性重金属离子和过敏性蛋白；而且生产的重现性差，不同批次的产品质量不同。
乌龟种类目前，胭脂红生产方法的研究主要集中在探索胭脂红高效低耗的生产工艺，特别是不含毒性重金属离子和过敏原蛋白的胭脂红生产工艺，这为制备脱过敏原胭脂红制品、消除过敏反应打下了基础。在美国，有很多胭脂虫红色素精制纯化的方法(如酶解法、吸附层析法、离子交换层析法、膜分离法等)申请了专利，但还未见脱过敏胭脂虫红色素的上市[26]。
3 胭脂虫色素的利用
Walker(1982)报道了在酒中加入胭脂红调色。Russo 与Mazzeo(1996)对胭脂红作为染色剂在食品、化妆品、制药业中的应用进行了报道。日本Hadegawa等报道(2000),用于化妆品的色素及稀释色素外包有14 种N- 酰基是从蛋白质水解而获得, 化妆品包括液体、乳状、粉
企业标准模板状易于皮肤接触而无不良反应,包括胭脂红等(公告号JP2000212041;分类号A61K7/60);日本Hagawa (1987) 报道除臭胭脂红—剂染料可用于食用黄油、饮料、化妆品,无臭味,对氧、热和光稳定,呈红色和香味(加少量香料)(公告号JP8283600 );美国( 1996 ) 报道在急诊时为区分注射时的药剂, 加上胭脂红等色剂以免错用药剂(公告号US5468224A) 。
有关胭脂虫色素的提取,高蓝、李浩明(2004) ,TINTEC(IDRC Reports ,1991)、Oswal do Salaverry Garcia(1998)等有报道。IDRC 加工的产品胭脂虫红色素(Carmine ) 是一种胭脂红酸与Al/Ca 的盐, 溶于水,含胭脂红酸50% ～65% 。一般是由含胭脂红酸20% 的干胭脂虫生产的, 2.5kg 干胭脂虫能生产1kg 含50%的胭脂红酸的胭脂虫红; 或3.25kg 胭脂虫生产1kg含65% 的胭脂红酸的胭脂虫红。
随着社会经济的发展, 天然色素的利用越来越多, 胭脂虫色素在食品着色、染料、化妆品等行业的用量越来越大。特别是近几年来, 随着“回归自然热”的兴起,西方食品商不断推出含有天然色素的加工食品,天然色素市场大幅度上升, 价格上涨。欧洲、日本和美国是胭脂虫色素的主要消费国。
