本文发表在《大众科学》的前博客网络中,反映了作者的观点,不一定代表《大众科学》的观点
粉红色的食物似乎最近引起了很多关注。几周前,肉类产品“粉红肉渣”卷入了一场辩论,现在一个新的深红色挑战者抢走了风头:星巴克因在其草莓星冰乐饮料中使用粉红色染料胭脂虫(胭脂红)而遭到抨击。(包括美国国家公共电台的博客 The Salt 和 Bug Girl 在内的博客也报道了这一事件)。
问题是什么? 嗯,胭脂虫是由...昆虫制成的。
公众的强烈抗议表明,星巴克在寻找人工染料替代品时,秘密地将胭脂虫换入了饮料中。然而,举报人是一位匿名咖啡师,他在营养标签上识别出了名称。星巴克表示,他们正在“审查饮料的替代天然成分”。但是,素食主义活动家希望去除这种染料,而咖啡店的常客一想到要喝这种着色的饮料就感到恶心。“这是典型的现代公关危机,”一位公关代表在《今日美国》中评论道。
关于支持科学新闻
如果您喜欢这篇文章,请考虑通过以下方式支持我们屡获殊荣的新闻工作 订阅。 通过购买订阅,您将有助于确保关于塑造我们当今世界的发现和想法的具有影响力的故事的未来。
菜单上的昆虫
为什么星冰乐爱好者如此不安? 我最后一次检查时,龙舌兰酒瓶的底部仍然有蠕虫在旋转,玩笑商店仍然出售带有嵌入糖果“琥珀”中的蝎子和苍蝇的棒棒糖,而真正喜欢冒险的人可以在网上购买巧克力覆盖的蚂蚁或蚱蜢。 各地的学校阅读清单仍然向小学生推荐《如何吃炸虫》。
作为一种文化,我们经常在精美的底栖生物上用餐,以至于忘记了它们吃虫子和其他难以启齿的东西。鲶鱼、龙虾、螃蟹、青蛙、小龙虾——更不用说自由放养的鸡或火鸡——都主要以昆虫和废弃物为食。 我们用蠕虫制成的丝绸覆盖身体,我们食用的大部分水果都是由苍蝇、黄蜂或蜜蜂授粉而成的花朵发育而来。
其他文化经常用昆虫来补充蛋白质摄入量。联合国2008年发布的小册子,题为《可食用森林昆虫:人类的反击》,列出了一些在亚太地区用作食物的物种。烹饪昆虫,如巨型水虫、蟋蟀、蛴螬和蝉,“...油炸、在明火上烤、烘烤和研磨,或在香蕉叶中蒸熟并用咖喱调味。”在泰国,在路边摊、市场或杂货店看到出售食用昆虫并不罕见。在其他地方,如中美洲和非洲,当地人食用各种棕榈象鼻虫幼虫和蚱蜢。即使是著名的严格犹太洁食法律也鼓励食用某些类型的蝗虫。
吸引/排斥
那么,回到草莓饮料和碎昆虫:为什么胭脂虫会产生它的深红色?最好问问为什么植物和动物首先会进化出颜色。许多天然着色剂以两种方式之一发挥作用:要么是为了吸引,比如,共生物种或传粉者;要么是为了排斥,作为一种针对捕食者的化学防御机制。红色着色,如枫叶、有毒的两栖动物或某些蛇中发现的红色着色,会发出明显的“别吃这个!”警告。因此,胭脂虫似乎出于类似的原因而进化出它们的染料,这不足为奇。
来自康奈尔大学和伊萨卡大学的一个研究团队在《科学》杂志(1980, 208, 1039-1042)上报道证实了胭脂虫作为对抗蚂蚁(它们的主要捕食者之一)的化学武器的作用。当科学家用胭脂红给含糖溶液掺杂时,觅食的蚂蚁完全避免了这些食物。该论文还提出了一个关于这个故事的独特转折:以胭脂虫为食的肉食毛毛虫后来可以反刍它们的染料来抵御蚂蚁的攻击者。
共轭 = 颜色
那么,胭脂虫到底是什么样子的? 像任何染料一样,它都具有生色团(或“颜色载体”),它会产生鲜艳的红色。看一下胭脂虫的结构(如图,右)。看到右边的三个融合环中有很多额外的键吗?染料分子具有几个共轭键,在较长的分子距离上交替出现“单键-双键-单键-双键……”的模式。一般来说,键越多,感知(发射)的光的颜色就越红,称为深色或“红”移。β-胡萝卜素(在红薯和胡萝卜中发现的熟悉的深橙色着色)很好地说明了这一点,它具有11个共轭双键。您可能遇到过的其他高度共轭化合物包括靛蓝(9个键),牛仔裤中的染料,以及姜黄素(10个键),一种在咖喱粉中发现的鲜黄色化合物。
另一种自古以来就使用的相关红宝石染料是茜素,最初是从茜草植物中分离出来的。如果您查看该结构(右,底部),您会意识到两者非常相似。实际上,这两种染料都来自一个称为蒽醌的化学家族,它是具有两个中心C=O(酮)键的三环化合物。茜素的声誉可以追溯到150年前,当时它成为第一个通过实验室合成制备的天然分离染料。《淡紫色》,西蒙·加菲尔德撰写的一本关于染料业务的历史记载,很好地讲述了这个故事:在19世纪70年代,英格兰和德国的公司就竞争的染料制造工艺展开了一场工业战争,这场战争后来促进了诸如组织染色和光动力疗法等医学进步。
染料加工——去除有害物质
对于那些不确定的人来说——当您享用胭脂红时,您实际上并没有食用“虫子部分”。为了制备染料,化学家依赖于两个主要过程:萃取和过滤。萃取可能已经很熟悉了——老话说“同性相溶”。某些化合物更易溶于水,而另一些化合物则溶于脂肪和油。在胭脂虫的情况下,萃取可能最好被表述为“异性相吸”:使用氨水、碳酸钙或氢氧化铝的高pH值(碱性)溶液将红色染料从粉碎的身体中浸出。为了确保我们捕获了所有的小块,我们转向过滤,它使用纸、沙子或布等多孔表面将固体与液体分离。就像那样,外骨骼退出!再见,鳞片!再见,触角!您一天结束时实际吃到的唯一部分是染料。
但是,那里可能潜藏着微量的隐藏过敏原,因为少数人报告说工作场所哮喘或对虫源染料的强烈过敏反应。最近的一项专利(US2003/0199019)正是处理了这个问题:日本公司三栄源的研究人员使用一种称为蛋白酶的酶来处理粗胭脂虫提取物,以分解有问题的蛋白质过敏原,后来使用一种特殊的吸附剂来洗去有害物质并进一步纯化染料。
胭脂虫已经伴随我们几个世纪了,它已经存在于食品中。事实上,它通常被标记为一种成分,因此隐藏在众目睽睽之下。除非您是少数对蛋白质纯化产品也过敏的人,否则食用它可能对您来说没问题。
最后,我将引用《今日美国》文章中另一个更理性的引述来总结,因为它反映了我对胭脂虫提取物的确切想法:“这在我认为的令人震惊的食品问题清单上排名相当靠后,”纽约大学的营养学教授玛丽安·内斯特尔说。我再同意不过了。