日常生活中，我们目之所及、有颜色的人造物，包括食物、药品和日用品等物品的色彩，其中大部分都来自人工色素。例如，红色可能来自偶氮玉红（E122，国际食品添加剂编号）或诱惑红（E129）等，它们装点了美味的红丝绒蛋糕、马卡龙等，而蓝色则可能来自亮蓝（E133），它让一些运动饮料或冰淇淋拥有了如海洋一般的漂亮蓝色。
树枝上的紫胶 图片来源：维基百科
被打败的人工色素
偶氮玉红、诱惑红来自于一类被广泛使用的人工色素，也就是偶氮染料。第一批偶氮染料由德国化学家 C. A. Martius 和 Hermann Caro 在 1875 年合成之后，这类染料很快得到广泛应用，在食品和各种日用品行业崛起，使用占比一度高达 70%。
偶氮玉红和亮蓝 图片来源于论文
不过 20 世纪 80 年代，它们开始跌落“神坛”：一类偶氮染料被证实会在人体降解后，释放出致癌化合物——联苯胺，而被禁用。之后，还有一些偶氮染料被证实致癌和导致基因突变而遭禁用。大概 20 年前，一些研究者发现，一些偶氮染料在人体内经过代谢，或者经过皮肤微生物的作用后，产生一些具有致癌性的芳香胺，随后也被禁止。
人们对偶氮染料的担忧，促使一些已使用数千年的天然色素重新登上了舞台，其中有两种来自昆虫的色素都曾对人类社会产生了重大的影响。一种是胭脂虫（Dactylopius coccus）体内的胭脂红酸。
这种色素从 16 世纪开始一直沿用至今，其出现当时美丽的油画，象征权力的服饰，到如今较为高端的食品、化妆品等中。胭脂红酸是一种天然的蒽醌类化合物，没有潜在致癌性，不过可能有轻微毒性并导致过敏。
另一种色素名为紫胶红酸，这也是一种红色色素，且属于蒽醌类化合物。它提取自一种名为紫胶蚧（Kerria lacca）的昆虫的分泌物。
4、5和6为雌性紫胶蚧，8和9为雄性紫胶蚧 图片来源：《印度昆虫的生活：联合国昆虫手册》/维基百科
紫胶蚧可以从菩提树、无花果树等 400 多种植物上获得，它们原产于印度、缅甸等东南亚其他地区。紫胶蚧中的雌虫是紫胶的主要生产者，它们寄生在这些植物的树枝上，吸取汁液。这些汁液除了为它们提供能量，还会在它们体内发生化学反应。随后，紫胶蚧的毛孔就会排出分泌物。
这种分泌物一旦接触空气，就会硬化，形成一层坚硬的壳状覆盖物——这就是紫胶，保护紫胶蚧雌性及其孵化的整个虫群。对于紫胶蚧来说，这个覆盖物类似于它们的保护茧或者盾牌。在 6 个月的生命周期中，它们除了摄食和繁殖，就是制造紫胶。雌虫在死亡前还会产下约一千枚卵，推动紫胶事业继续繁荣。
据悉，生产 1 磅（大约 0.45 千克）的紫胶大概需要 17000 到 90000 只虫子。人类对紫胶的使用已有 3200 年的历史，在一些地区的民间医学中，紫胶被当作保肝和抗肥胖的药物。
在距离中国约数百公里的孟加拉国库尔纳市，随着一些人工色素退出市场，一些居民因为收集紫胶，生活开始有了起色。一些人甚至可以完全以采集紫胶为生。他们会收集有紫胶的枝条后，稍作处理后高价卖给商人，随后这种产品就会被出口到多个国家等。
当人们处理紫胶时，其中的紫胶虫也无法幸免。他们从中提取的紫胶色素（主要是紫胶红酸等，主要来源于昆虫的血淋巴，类似于人的血液）可染出从深红色、勃艮第红色，再到深紫色等各种颜色。其染出的一些颜色与胭脂红酸相似，不过看上去会更温暖、柔和。用紫胶红色素染出的丝绸和羊毛，也具有较好的耐光和耐洗性，在较长时间的光照和洗涤后能较好保留住颜色。
无法打败的印度小虫子
不过真正体现紫胶价值的并不是紫胶色素，而是提取出色素，摒弃掉昆虫碎片和虫蜡之后剩余的虫胶树脂。在本世纪初，科学家曾多次尝试通过人工的方式，复制出虫胶树脂，但最终发现这种来自印度和缅甸等的小虫子（指的是紫胶蚧）仍然是最佳的选择。
全球多个行业都在利用虫胶树脂粉的独特性能，包括成膜性、防水性和黏合性。此外，虫胶树脂无毒且可生物降解，已获得了美国食品与药品管理局（FDA）“公认安全”（GRAS）的认证，允许作为食品添加剂使用。这都支持了其在多个行业的大规模应用。
各种颜色的虫胶 图片来源：维基百科
例如，在食品行业，虫胶树脂可以作为糖果、水果和坚果的上光剂。虫胶树脂可以作为糖果、坚果保护涂层，既美观又能延长保质期。我们十分熟悉的巧克力豆的生产此前就使用过虫胶树脂。其防水性能使其可以用于果汁、碳酸饮料、葡萄酒和果酱等的包装生产中。
与此同时，漆器等木材行业也对虫胶树脂的上光剂有很大的需求，例如清漆、印刷油墨和木材涂饰。虫胶和虫胶蜡（虫胶生产中的一种副产品）可用作化妆品的高光泽抛光剂，以及口红等的稠度剂。
值得一提的是，虫胶树脂可以应用于药物行业。虫胶通常不溶于水，但在较高 pH 下能溶解，即 pH 值在 8～10，而且由于虫胶具有较强的成膜能力，因此它很适合制作肠溶包衣、糖包衣，用于针对结肠的药物递送。研究者在设计药物时，也会在其中加入一些促进药物释放的添加剂，进而控制药物的释放，使其发挥更好的疗效。
根据透明市场研究（Transparency Market Research）的一项调查，由于消费者对天然成分的偏好增长，食品饮料行业对精制涂料日益的需求，以及制药和工业领域的需求，预计在 2024 年至 2034 年，虫胶树脂粉市场将大幅增长。到 2034 年底时，虫胶树脂粉市场规模预计将达到约 15.8 亿美元。
随着越来越多的行业寻求合成化学品的环保替代品，虫胶树脂的可持续性和多功能性正在使其日益获得青睐。实际上，目前全球虫胶树脂粉的市场竞争十分激烈，一些公司采用一些物理和化学手段，来获得纯度更高（脱蜡脱色）的虫胶树脂，以及探索虫胶树脂更多的创新用途。
参考文献
[1]https://naturaldyes.ca/lac
[2]https://www.smithsonianmag.com/innovation/from-silk-moths-to-fruit-flies-these-five-insects-have-changed-the-world-180985252/ https://www.thedailystar.net/environment/news/tree-resin-unexpected-boon-locals-3790301
[3]https://iht.edu.in/lac-culture-cultivating-natural-resin/
[4]https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S027869152300337X#sec1
[5]https://foreverest.net/news-list/fate-of-kerria-lacca-the-lac-insect
[6]https://www.sciencedirect.com/topics/agricultural-and-biological-sciences/kerria-lacca
[7]https://www.globenewswire.com/news-release/2025/01/29/3017305/32656/en/Shellac-Powder-Market-Poised-for-Strong-Growth-Projected-to-Reach-US-1-6-Billion-by-2034-Transparency-Market-Research.html
[8]https://en.wikipedia.org/wiki/Kerria_lacca#cite_note-14
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来源丨环球科学（ID：huanqiukexue）
审核丨阮光锋 科信食品与健康信息交流中心副主任
刘路 华东师范大学化学与分子工程学院教授、博士生导师
责编丨钟艳平
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