原創(chuàng)：環(huán)球科學

撰文｜clefable

審校｜王怡博

逼仄的空間中，一個頗有氣勢的黑衣人向你攤開雙手，他問你：選擇紅色藥丸還是藍色藥丸，接受殘酷的真相，還是保持無知？在這樣大的選擇面前時，你可能或許會忽略掉兩種藥丸中的藍色色素和紅色色素，哪一種更有害？

日常生活中，我們目之所及、有顏色的人造物，包括食物、藥品和日用品等物品的色彩，其中大部分都來自人工色素。例如，紅色可能來自偶氮玉紅（E122，國際食品添加劑編號）或誘惑紅（E129）等，它們裝點了美味的紅絲絨蛋糕、馬卡龍等，而藍色則可能來自亮藍（E133），它讓一些運動飲料或冰淇淋擁有了如海洋一般的漂亮藍色。

被打敗的人工色素

偶氮玉紅、誘惑紅來自于一類被廣泛使用的人工色素，也就是偶氮染料。第一批偶氮染料由德國化學家C. A. Martius和Hermann Caro

在1875年合成之后，這類染料很快得到廣泛應用，在食品和各種日用品行業(yè)崛起，使用占比一度高達70%。

偶氮玉紅和亮藍 圖片來源于論文

不過20世紀80年代，它們開始跌落“神壇”：一類偶氮染料被證實會在人體降解后，釋放出致癌化合物——聯(lián)苯胺，而被禁用。之后，

還有一些偶氮染料被證實致癌和導致基因突變而遭禁用。大概20年前，一些研究者發(fā)現(xiàn)，一些偶氮染料在人體內(nèi)經(jīng)過代謝，或者經(jīng)過

皮膚微生物的作用后，產(chǎn)生一些具有致癌性的芳香胺，隨后也被禁止。

目前，類似偶氮玉紅、誘惑紅和亮藍（屬于三芳基甲烷染料）的人工色素經(jīng)過研究后，顯示可能有一些潛在的危害。不過，只要每日攝入量不超過最高可攝入量就不會有明顯的危害——每日每千克體重攝入偶氮玉紅、亮藍和誘惑紅的量分別最高不超過4毫克、6毫克和7毫克。

人們對偶氮染料的擔憂，促使一些已使用數(shù)千年的天然色素重新登上了舞臺，其中有兩種來自昆蟲的色素都曾對人類社會產(chǎn)生了重大的影響。一種是胭脂蟲（Dactylopius coccus）體內(nèi)的胭脂紅酸。這種色素從16世紀開始一直沿用至今，其出現(xiàn)當時美麗的油畫，象征權(quán)力的服飾，到如今較為高端的食品、化妝品等中。胭脂紅酸是一種天然的蒽醌類化合物，沒有潛在致癌性，不過可能有輕微毒性并導致過敏。另一種色素名為紫膠紅酸，這也是一種紅色色素，且屬于蒽醌類化合物。它提取自一種名為紫膠蚧（Kerria lacca）的昆蟲的分泌物。

4、5和6為雌性紫膠蚧，8和9為雄性紫膠蚧 圖片來源于：《印度昆蟲的生活：聯(lián)合國昆蟲手冊》/作者 Harold Maxwell-Lefroy/維基百科

紫膠蚧可以從菩提樹、無花果樹等400多種植物上獲得，它們原產(chǎn)于印度、緬甸等東南亞其他地區(qū)。紫膠蚧中的雌蟲是紫膠的主要生產(chǎn)者，它們寄生在這些植物的樹枝上，吸取汁液。這些汁液除了為它們提供能量，還會在它們體內(nèi)發(fā)生化學反應。隨后，紫膠蚧的毛孔就會排出分泌物。

這種分泌物一旦接觸空氣，就會硬化，形成一層堅硬的殼狀覆蓋物——這就是紫膠，保護紫膠蚧雌性及其孵化的整個蟲群。對于紫膠蚧來說，這個覆蓋物類似于它們的保護繭或者盾牌。在6個月的生命周期中，它們除了攝食和繁殖，就是制造紫膠。雌蟲在死亡前還會產(chǎn)下約一千枚卵，推動紫膠事業(yè)繼續(xù)繁榮。據(jù)悉，生產(chǎn)1磅（大約0.45千克）的紫膠大概需要17 000到90 000只蟲子。人類對紫膠的使用已有3200年的歷史，在一些地區(qū)的民間醫(yī)學中，紫膠被當作保肝和抗肥胖的藥物。

在距離中國約數(shù)百公里的孟加拉國庫爾納市，隨著一些人工色素退出市場，一些居民因為收集紫膠，生活開始有了起色。一些人甚至可以完全以采集紫膠為生。他們會收集有紫膠的枝條后，稍作處理后高價賣給商人，隨后這種產(chǎn)品就會被出口到多個國家等。當人們處理紫膠時，其中的紫膠蟲也無法幸免。他們從中提取的紫膠色素（主要是紫膠紅酸等，主要來源于昆蟲的血淋巴，類似于人的血液）可染出從深紅色、勃艮第紅色，再到深紫色等各種顏色。其染出的一些顏色與胭脂紅酸相似，不過看上去會更溫暖、柔和。用紫膠紅色素染出的絲綢和羊毛，也具有較好的耐光和耐洗性，在較長時間的光照和洗滌后能較好保留住顏色。

圖片來源：Unsplash

無法打敗的印度小蟲子

不過真正體現(xiàn)紫膠價值的并不是紫膠色素，而是提取出色素，摒棄掉昆蟲碎片和蟲蠟之后剩余的蟲膠樹脂。在本世紀初，科學家曾多次嘗試通過人工的方式，復制出蟲膠樹脂，但最終發(fā)現(xiàn)這種來自印度和緬甸等的小蟲子（指的是紫膠蚧）仍然是最佳的選擇。

全球多個行業(yè)都在利用蟲膠樹脂粉的獨特性能，包括成膜性、防水性和黏合性。此外，蟲膠樹脂無毒且可生物降解，已獲得了美國食品與藥品管理局 (FDA) “公認安全”（GRAS）的認證，允許作為食品添加劑使用。這都支持了其在多個行業(yè)的大規(guī)模應用。

各種顏色的蟲膠 圖片來源：維基百科

例如，在食品行業(yè)，蟲膠樹脂可以作為糖果、水果和堅果的上光劑。蟲膠樹脂可以作為糖果、堅果保護涂層，既美觀又能延長保質(zhì)期。我們十分熟悉的巧克力豆的生產(chǎn)此前就使用過蟲膠樹脂。其防水性能使其可以用于果汁、碳酸飲料、葡萄酒和果醬等的包裝生產(chǎn)中。

與此同時，漆器等木材行業(yè)也對蟲膠樹脂的上光劑有很大的需求，例如清漆、印刷油墨和木材涂飾。蟲膠和蟲膠蠟（蟲膠生產(chǎn)中的一種副產(chǎn)品）可用作化妝品的高光澤拋光劑，以及口紅等的稠度劑。

值得一提的是，蟲膠樹脂可以應用于藥物行業(yè)。蟲膠通常不溶于水，但在較高pH下能溶解，即pH值在8～10，而且由于蟲膠具有較強的成膜能力，因此它很適合制作腸溶包衣、糖包衣，用于針對結(jié)腸的藥物遞送。研究者在設計藥物時，也會在其中加入一些促進藥物釋放的添加劑，進而控制藥物的釋放，使其發(fā)揮更好的療效。根據(jù)透明市場研究（Transparency Market Research）的一項調(diào)查，由于消費者對天然成分的偏好增長，食品飲料行業(yè)對精制涂料日益的需求，以及制藥和工業(yè)領(lǐng)域的需求，預計在2024年至2034年，蟲膠樹脂粉市場將大幅增長。到2034年底時，蟲膠樹脂粉市場規(guī)模預計將達到約15.8億美元。

圖片來源：Unsplash

隨著越來越多的行業(yè)尋求合成化學品的環(huán)保替代品，蟲膠樹脂的可持續(xù)性和多功能性正在使其日益獲得青睞。實際上，目前全球蟲膠樹脂粉的市場競爭十分激烈，一些公司采用一些物理和化學手段，來獲得純度更高（脫蠟脫色）的蟲膠樹脂，以及探索蟲膠樹脂更多的創(chuàng)新用途。很難想象紫膠蚧會如何看待人類如此對待它和它的分泌物，不過從人類歷史的視角來看，人類根據(jù)自己的需求讓這些昆蟲得以繁榮，并在人類社會中留下了足夠深的痕跡。不過，也有一部分人反對這樣大規(guī)模殺死昆蟲來獲得色素和蟲膠樹脂。目前看來，解決這個問題的最佳方法，或許仍然要落在化學分析和合成技術(shù)的進展上。