[科普中国]-胭脂虫

在西班牙人到达新大陆之前，胭脂虫已被当地人种养，用于染料。西班牙人把这种颜料运到西班牙，并迅速成 功，从而产生了一种行业。到了1600年，胭脂红已成为墨西哥一种重要的出口产品，产值上仅次于金银。出口的需求带动了胭脂虫的生产，整个17和18世纪，生产规模也不断扩大。仅在瓦哈卡地区，1758～1780年期间每年胭脂红的平均产量达到100万磅。可以想像，西班牙人千方百计想保守饲养的秘密，从而保持在胭脂虫生产上的垄断地位。当局禁止活胭脂虫的出口，甚至企图掩盖胭脂红是昆虫的事实，甚至传播胭脂红是从植物中提取的这样的假信息，直到安东宁·列文虎克在他的显微镜下才揭开神秘的面纱。

最后法国人也设法在他们的领地建立了胭脂虫养殖场，并于18世纪中期，成功地在阿尔及尔生产了胭脂虫。胭脂虫也被引入加那利群岛，短期内成为这种染料的主要出口地。1831年，整个加那利群岛的胭脂虫生产量只有4公斤，到了1850年，年产量已提高到40万公斤。

目前胭脂虫的产量不及1000吨，远低于需求量，价格看好，国际市场每公斤干虫可达10多美元。中国已于2000年引入胭脂虫。中国西南地区分布着大面积的干热河谷，如金沙江、元江、澜沧江、怒江等流域，不适于发展农业,但却适于仙人掌的生长。如果在这些地方种植仙人掌并饲养胭脂虫，将对生态环境的改善、农民收入的增加产生积极的作用。大量的胭脂红也可以改变“谈红色变”的境况。2

胭蚧古称胭脂虫，英名Cochineal scales， 胭珠蚧是其中著名的一类。最早林奈(Linne, C. )于1758年记录有Coccus polonicus， 这就是著名的波斯珠， 现称波斯胭珠蚧Porphyrophorapolonica (L. )。

两百余年来研究学者与论文很多， 现知种类达34种， 分布欧亚大陆及非洲， 甚至侵入北印度和东北亚， 总之非洲已知2种， 北印度1种， 东北亚2种， 其余都在地中海沿岸和中亚。我国解放前迄无记录，解放后曾发表2个种。

过去由于描述虫期不同， 形态标准各异， 再加研究技术条件的差别， 往往将一些广布性和泛食性种描绘为多种， 所以像属模种polonica即有20个同物异名之多， 除此， 还可能有潜在的变种或亚种， 所以研究此属的分类确是一个艰巨复杂的任务。研究历史中在此值得一提的是一位已故的波兰动物学家A. W. Jakubski。他在参加第一次世界大战以后， 潜心研究此属分类计划编写四卷有关专著， 阐明此属在珠蚧科中的分类及其地位， 据知已完成两卷， 不幸手稿毁于第二次世界大战。但自1948年起他又在大英博物馆研究历时九年， 后染病早拆， 留存大批手稿， 经该馆作为资料打印成册， 于1965年非正式出版。此稿被认为是研究本类的重要著作， 但迄今尚无专文论证其确切价值， 仅被局部引用。3

1龄后期若虫：虫体椭圆形，长1.3mm，宽0.7mm。触角发达，6节，长约0.1mm，基部3节粗壮，端部3节明显变细，末节较长，呈圆棒状，上有多根长刚毛。眼半球形，位于触角下方。口器刺吸式，口针很长。足3对，发育良好，跗冠毛和爪冠毛各一对，均细长，爪无小齿。前后气门大，长勺状，硬化了的气门盖为不规则的形状，无明显的气门路。五格腺分布全身，以腹面和背面的腹节为多，在腹面的最后腹节五格腺成簇，多达30个或更多。管腺具宽的内管在腹面体缘区分布，数量不是很多，头部也有少量分布。腹面刺毛细长，零星散布。背面刺毛柱状或截锥状，呈带状分布，共5条，背中区1条，亚中区2条，缘区2条。体缘背刺在腹部最后几个腹节为两个一组，相当粗壮，且周围有一小簇五格腺，朝向头部刺毛逐渐变短变细。背刺长度与扩大了的基座直径比为1.3～1.6，虫体腹末无臀瓣,肛门形状为横向裂口。

雌成虫：虫体卵形，分节明显，长2.3～3.2mm，宽1.5～2.2mm。触角发达，7节，长143～173μm，具粗钝的刺毛，两触角间距143～270μm。眼突出，直径36～51μm，两眼间距306～714μm。足中等粗度，较短，爪无小齿，跗冠毛和爪冠毛细长。气门喇叭状。胸部腹面有3个腹疤。管腺具宽的内管，分布整个腹面。腹面的五格腺在前后气门的周围分布，不成列，在腹部末端则成簇。背面的五格腺单个或成群分布，常与一个管腺相连，3个一群排成品字形状者最为常见，而一群中五格腺数量为5～9个。背刺为截柱状，基部扩大，散布全身，且在腹部的多而大，头部的少而短。肛门开口于虫体背面末端，肛环及肛环刺毛均无。4

洋红蚧属的所有种具相似的生活周期， 雌虫有4个发育阶段：卵，1龄若虫(爬虫)， 2龄若虫， 成虫。雄虫有6个发育阶段：卵， 1龄若虫， 2龄若虫，前蛹， 蛹， 成虫。

（1）产卵。雌虫在交配后， 体形变大， 不久即开始产卵，卵主要产于晚上， 产卵开始时， 仅有少数卵产下并持续一段时间， 之后达到一产卵高峰， 此时产下的卵呈链状， 一个接一个，到产卵后期， 雌虫开始微缩直至死亡。雌虫离开寄主后，能继续产卵， 体型大的雌虫有较长的产卵时期， 卵期能持续30～50d。每一雌虫的平均产卵量为430头， 多的可达600头。胭脂虫卵浅红色，卵形， 表面光滑。卵产下后30min内即孵化， 由于孵化很快， 有人误认为胎生， 事实上没有一个雌成虫是直接产若虫的。

（2）孵化。卵孵化不久可透过卵黄观察到若虫，卵从头部沿背腹纵线开始破裂， 一直到卵的中部，若虫从卵黄中出来需4～20min， 最初足、触角和口器粘在身体上， 1， 2min后开始展开。

（3）扩散。刚孵化的若虫即1龄若虫也叫“爬虫”，卵形， 长约1mm， 宽0.5mm，亮红色， 足发达， 触角分节明显。孵化后“爬虫”先在母虫的保护蜡下呆几分钟， 然后开始转移到其他地方， 通常是爬到寄主的顶端， 找寻新的茎片。

（4）固定。初孵若虫1～2d内寻求地方固定， 该虫具有趋触习性， 喜欢固定在刺基部或不平整的地方，同时该虫具有负趋光性， 对光线较为敏感， 它们通常选择茎的背阴面固定， 一旦固定就不再移动。雄虫常固定在母虫附近，而雌虫则要远一些.

（5）泌蜡。若虫孵化1h后即开始泌蜡， 泌蜡时，先在腹部背面出现一些白色小点， 然后是胸部， 几小时后， 若虫即布满了白色的蜡粉及一些短的蜡丝， 这些蜡丝是从大的背部刚毛基部的腺体产生的， 蜡丝直立生长， 长度不断加长， 这些蜡丝易碎，并有助于1龄若虫的扩散。

（6）发育。胭脂虫在不同的环境条件下发育速率差异很大， 下面就D.coccus在两种环境下的发育作一概述。雌虫：1龄若虫在24 ℃，65%的相对湿度下， 35～38d后蜕皮， 在26 ℃， 60%的相对湿度下， 25～27d后蜕皮。蜕皮后， 需重新固定， 常常是固定在原来的地方，但有时会移动， 并且不能成功固定。在24 ℃。 65%的相对湿度下。 第2次蜕皮出现于第1次蜕皮后的20～23d， 在26 ℃， 60%的相对湿度下， 出现于11～15d。第2次蜕皮后， 雌虫即成为成虫。在24 ℃， 65%的相对湿度下， 成虫35～37d后开始产卵， 而在26 ℃， 60%的相对湿度下，仅需要32～35d。雄虫：1龄雄虫与1龄雌虫相似，不同的是雄虫离母体不远， 并且其分泌的蜡丝要比雌虫短而少。第1次蜕皮后， 雄虫即进入2龄， 比2龄雌虫要稍微大一些， 蜕皮后4d， 雄虫就开始用蜡丝形成一白色柱形茧， 这个茧开口于后端， 长约2.5mm， 宽1.4mm， 1d后， 茧即完成， 雄虫在前蛹及蛹阶段一直呆在茧内， 不取食， 直到成虫出现。在24℃， 65%的相对湿度下， 从卵的孵化到成虫出现需67d， 而在26℃， 60%的相对湿度下， 需43d。

（7）性比。据实验室观察， D.coccus的性比约为雌∶雄=2∶1。5

1．在15～38℃范围内的7个不同温度条件下饲养观察各虫态的存活情况，胭脂虫在15℃以下和38℃以上，死亡率很高，均不能完成其生活史。由于在15℃和38℃下，胭脂虫死亡率极高，所以我们只在18～35℃范围内研究温度对其发育的影响。结果表明在18～35℃范围内，各虫态的发育历期随温度升高而缩短，发育速率随温度升高而增加，35℃下的历期（36.6d）较18℃下的相应值（97.8d）缩短近2/3。胭脂虫的单雌重及抱卵量并不与温度成正比，18℃到25℃下，虫体大小和抱卵量差别不大，25℃下虫体最大，抱卵量也最大，而30℃、35℃下，胭脂虫发育较快，但雌虫个体相对偏小，抱卵量降低。这说明适当高温虽然可缩短胭脂虫的发育周期，但过高温度并不是其生长发育的最适条件。

2．胭脂虫的各龄期随密度的降低而缩短，密度过高（4.5～5头/cm2），生长发育生较慢，但是在胭脂虫生长发育初期（一龄～二龄），密度对其发育历期的影响不是很大。二龄以后，随密度降低，龄期显著缩短，2.5头/cm2时的历期较5头/cm2时发育历期（56.4d）缩短近1/3。所以我们可将饲养密度控制在2.5～3.5头/cm2。胭脂虫的体重及抱卵量与密度成正比，在低密度下（1.5～3.5头/cm2），胭脂虫单雌体重及单雌抱卵量差异不大，这说明胭脂虫饲养密度不宜过高。

3．6～24小时梯度光照条件下，胭脂虫各龄发育历期随光照时间延长而延长，24小时光照下的发育历期较6小时光照条件下的历期延长10天左右。但完全黑暗条件（0小时光照）下饲养胭脂虫要比6小时光照时的发育历期长。随光照时间延长胭脂虫单雌重和单雌产卵量降低，6小时光照条件下单雌重和产卵量都达到最高，分别是0.012g和478粒，而24小时光照仅为0.008g和341粒。但完全黑暗条件并不利于其生长。可以看出，6小时光照对其生长发育及其作为产品的生产最为有利。

4．寄主生长时间过短和过长均不利于胭脂虫生长。生长时间为12～24个月的寄主对胭脂虫生长较为有利，其发育历期为45.94～48.9天。而采用生长期为6个月的寄主，发育历期达到60.6天，在生长期为36个月的寄主上饲养的胭脂虫，发育历期为53.82天，因此这两种生长期的寄主均不适合用于饲养胭脂虫。胭脂虫的体重及抱卵量几乎与寄主生长期成正比，在生长期为6～24个月的寄主的饲喂下，虫体大小和抱卵量随寄主生长期延长而增大，而在生长了36个月的仙人掌茎片上生活的胭脂虫单雌重和抱卵量较之24个月的寄主条件下稍有降低。这说明生长期稍长的仙人掌茎片比较适合用来饲养胭脂虫，但茎片不可过老。以一到两年生的仙人掌茎片为6．胭脂虫雌成虫的营养成分分析表明其主要组分是：水分含量为69.94%、干物质含量为30.06%、在干物质中粗蛋白占43.98%、粗脂肪占6.4%/、粗灰分占5.38%、总糖占7.045%。人体所需要的微量元素也很丰富，含有：K、Na、Ca、Fe、Zn、Mn、Cu、P、Mg、Co等十几种元素。胭脂虫雌成虫蛋白质含量占总干物质的43.98%。含有19种氨基酸。其中含有成人所需8种必需氨基酸（THR、VAL、MET、ILE、LEU、PHE、LYS、TYR）和儿童所必需的另外两种必需氨基酸（HIS、ARG）。人体必需氨基酸量占总氨基酸量的51.34%。胭脂虫体内含有10种微量元素，仅占体重的0.01%，其中以K、P、Mg含量较为丰富，分别为8130.01μg/g、6333.33μg/g、2589.00μg/g。

5．从胭脂虫雌成虫消化道内分离出4种细菌，均为革兰氏阳性、兼性厌氧的球形细菌，在不同温度、PH值、NaCl浓度条件下培养菌，4个菌株均在25℃，中性偏碱，低NaCl浓度下生长较好。经对4个菌株的培养性状及其生理生化反应特性分析鉴定，可知4个菌株分别隶属于明串球菌属、链球菌属、孪生球菌属，及微球菌属。

作为一种重要的经济昆虫，为获得较高的经济效益，繁养技术十分重要。

1、繁养方式：

⑴室外放养。即大田种植仙人掌，直接接种胭脂虫进行繁养，待虫体成熟后进行采收。这种方法受外界影响较大，胭脂虫产量不高，采收不便，效益较低。

⑵室内繁养。即将仙人掌茎片取回，接种上胭脂虫，在室内进行培育。这种方法的优点是可以避开雨水冲刷，温、湿度和光照可以控制，放虫、收虫较为方便，是胭脂虫培育较理想的繁养方式。

2、接种方式：

⑴靠接。用已寄生有胭脂虫的仙人掌茎节与被转接的茎节相靠，产出的1龄若虫自然爬行到被转接的茎节上实现转接。此法费工多，转接的若虫分布不均衡，不适于规模化繁养。

⑵直接转接。用柔软的毛刷收集1龄若虫后，将其直接转接到寄主上。此法具有虫体发育整齐，便于成虫采收的优点。

⑶三角纸袋转接。每纸袋收集已掉糖（雌成虫尾部分泌出的糖液）近临产的雌成虫10头，用大头针固定在被转接的茎节上，产出的1龄若虫即可自然爬行后寄生。此法适于规模繁养。

广泛应用于制衣、食品、化妆品、医药、饮料等行业，是唯一一种品质优良的纯天然、无任何毒副作用的动物色素，在世界上具有重要的地位，在现代有机颜料具有致癌性的情况下，无疑又具有重要的现实意义。

胭脂虫红色素的性质及加工利用

胭脂红酸色素（也称胭脂红、洋红酸）为一种含蛋白质的糖，易溶于水，对光、热、氧具有良好的稳定性，是食品、化妆品、医药及纺织品的优良着色剂，也是唯一一种经美国食品和药物监督管理局允许既可用于食品，又可用于药品和化妆品的天然色素。它能在毛线和丝绸上产生很漂亮的深红色、粉红色及浅红色，但不适用于棉布。在化妆品中主要用于制作口红，食品工业中一般用于饲料、酒、面包制品、乳制品、糖果、泡菜，但其主要限制是在低pH值下不能溶解。另外，胭脂红少量用于绘画着色及生物标本制作。此外，胭脂虫红色素对防止因致癌物所致的DNA损伤有明显的抑制作用，并可用于病毒性疾病、癌症和艾滋病的防治。现在胭脂红酸及胭脂红在北美和西欧已得到广泛认可及应用，但个别欧洲国家对其在食品和饮料中的应用范围及剂量进行了限制。

人工合成的色素尽管在种类和色泽上都很好，但因其对人体毒性的问题未能很好解决，所以开发天然无毒的食品和化妆品色素资源十分重要，而胭脂红色素作为一种天然色素，因其稳定、安全和颜色的可调性等特点，在食品着色、染料、化妆品等行业的作用越来越大，并发展成为一种颇具规模的产业。

当前，胭脂红的国际市场价格已达到530美元/千克。据估计，其市场需求量将会以每年3-5%的速度增加，欧洲各国正对食品工业中的色素和其他添加剂制订规范条例，合成色素有可能在大范围内被禁止使用，因此，胭脂红色素将有很广阔的发展前景。

中国亚热带半干旱的许多地区，生态环境十分脆弱，不适于发展农业，但却适于仙人掌生长，在这些地方推广种植仙人掌并饲养胭脂虫，一方面可以绿化荒山，改善生态环境，另一方面能增加农民收入，还可解决农村大量闲散劳动力问题。