[科普中国]-耐酸胭脂虫红

胭脂虫红(也称洋红酸、胭脂虫红铝)色素是一种蒽醌类天然色素，与其他天然色素不同，其理化性质非常稳定，是食品、化妆品、医药及纺织品的优良着色剂，也是惟一的一种FDA允许既可用于食品又可用于药品和化妆品的天然色素。虽然胭脂虫红色素很稳定，但颜色随pH值的变化而变化，在酸性条件下胭脂虫红铝会沉淀。为获得在不同酸碱度下色调稳定，可在酸性条件下使用不含铝的胭脂虫红色素，获得耐酸胭脂虫红。

胭脂虫红色素原料来源胭脂虫红(也称洋红酸、胭脂虫红铝)色素是一种蒽醌类天然色素，与其他天然色素不同，其理化性质非常稳定，是食品、化妆品、医药及纺织品的优良着色剂，也是惟一的一种FDA允许既可用于食品又可用于药品和化妆品的天然色素。胭脂虫红色素因来源非常有限，国际市场上一直供不应求，且价格高昂。最近的研究表明胭脂虫红色素除了着色功能外，对防止因致癌物导致的损伤有明显的作用，并可用于病毒性疾病(如水疱性口炎、疱疹性口炎等)、癌症和艾滋病防治。

胭脂虫是泛指雌虫能生产胭脂虫红色素的蚧虫，主要种类有明胭粉蚧(Dactylopius cacti Costa)及苔粉蚧(D．coccys Costa)。原产于墨西哥和中美洲，寄主为仙人掌类植物。胭脂虫为卵胎生，世代重叠，生活史不整齐，根据气温不同，生长期从40d到160d不等，人工培育宜采取室外栽培寄主、室内繁养胭脂虫的方式。

饲养胭脂虫的寄主植物主要为茎节扁平的仙人掌，如印榕仙人掌(Opuntia ficus—indica)和甜仙人掌(Opuntia coccinellifern)，饲养的虫种主要为苔粉蚧。

至今胭脂虫及胭脂虫红酸90%以上出自秘鲁，据秘鲁农业研究机构统计显示，1999年秘鲁向国际市场出口了800t胭脂虫(包括胭脂虫红色素)，占世界胭脂虫及其加工产品总出口量的90%以上，其中，美国、法国、西班牙和德国是主要进口国1。

加工方法(1)胭脂虫红铝的制备

用含5g/L酒石酸和5g/L明胶的水溶液萃取胭脂虫，萃取液过滤后浓缩至含20g/L胭脂虫红酸，加80g/L聚磷酸盐，加热至90℃后，加入1.9%钾明矾和0.125%硫酸钙，搅拌加热30min，用NaOH调pH值至6.0，迅速冷却后，加2.5%硫酸铵或食盐过夜，滤取沉淀、干燥得色素粉末。

(2)耐酸胭脂虫红色素的制备

虽然胭脂虫红色素很稳定，但颜色随pH值的变化而变化，在酸性条件下胭脂虫红铝会沉淀。为获得在不同酸碱度下色调稳定，可在酸性条件下使用不含铝的胭脂虫红色素，Schul Jose将胭脂虫红酸与有机酸(如富马酸、柠檬酸、酒石酸、苹果酸、醋酸、丙酸、山梨酸、乳酸、琥珀酸等)和含氮化合物(如氢氧化铵、胺、氨基化合物等)按胭脂虫红色素/有机酸/含氮化合物[1/(0.4～1.8)/(0.5～3.0)]的比例混合，在80～120℃反应10～60min，反应产物喷雾干燥。耐酸胭脂虫红色素在pH=9.5和pH=1.74下的光吸收峰都在529～567nm范围，呈现红紫色，而胭脂虫红酸在pH=1.74时，吸收峰为493nm，表现为橙黄色。

(3)胭脂虫红色素的精制

胭脂虫红色素中的非色素成分不仅影响色素品质(如使终产品产生沉淀、出现异味)，而且还有可能影响人体健康。胭脂虫红色素的精制纯化主要有以下方法。

①酶解法

胭脂虫红色素的主要非色素成分为虫体蛋白质。色素提取液经离心或过滤去除固体物后，调整色素液的pH值，加入蛋白酶，在该蛋白酶的最适催化条件下，使虫体蛋白最大限度地降解，用SDS—PAGE检测蛋白质降解情况。

②吸附色谱法

经酶解处理的色素液可进一步用吸附色谱法精制。吸附剂可选用美国Diamond Shamrock公司的Duolite S-861，S-862，S-863，S一866，日本Mitsubishi Chemical公司的Sepabeads SSP-700，SP-825等。

上述酶解液用无机酸或有机酸调pH值至2～4，上吸附柱，待吸附饱和后，用约8倍柱体积的去离子水洗柱，然后用pH=7～8的50%乙醇解吸，收集解吸液浓缩或迸一步精制。

③离子交换色谱法

酶解处理后的色素或吸附色谱处理后的色素可用离子交换色谱进一步精制。离子交换树脂可选用阳离子交换树脂如Diaion SK102，SK116，或阴离子交换树脂如DiaionSA10A，SA12A WA10，WA20等。

④膜分离法

膜分离法包括超滤、纳滤、反渗透和电渗析。可用超滤法去除分子质量10～1000kDa的大分子。可用纳滤和反渗透去除2～8kDa的低分子量非色素成分。

经过上述方法精制的色素无致敏虫体蛋白，去除了胭脂虫红色素提取物的特殊臭味，其水溶液在5℃下放置6个月无沉淀。

耐酸性胭脂虫红酸的制取胭脂虫红酸在酸性时虽然稳定，但色调受pH影响，当pH