胭脂虫的传统收获方式 图片来自：JOSÉ ANTONIO DE ALZATE Y RAMÍREZ/PUBLIC DOMAIN）红色可能是最能引得人们食指大动的颜色，明亮的红色更是为覆盆子果酱、樱桃罐头、甘草糖和红丝绒蛋糕等食物增添了诱人的色彩。然而这些美食中的红色也许来源于一种虫子——胭脂虫（Dactylopius coccus）。胭脂虫是一种长约5毫米的椭圆形蚧壳虫，人们会专门在仙人掌上养殖这种虫子，待它长大后，就能收获天然色素胭脂红（carmine）和胭脂红酸（carminic acid，胭脂红经萃取提纯得到的主要成分）。几个世纪以来，食品、布料以及化妆品中的许多红色都来源于胭脂虫。胭脂红的故事可以追溯到数千年前。中美洲的居民发现仙人掌上有时会长虫，如果用手捏走这些虫子，手上就会留下血红色的污渍。从此，人们开始尝试用胭脂虫为织物染色。到了16世纪，西班牙人被胭脂红染出的大胆明艳的颜色吸引，便记录下生产的全部过程，并运送了成吨的昆虫干回到欧洲，想以此取代当时欧洲地区广泛使用的单调染料。自此，胭脂虫体内的鲜红色像野火燎原般蔓延到了世界各地：它染红了宗教服饰，还出现在许多艺术名作中（比如伦勃朗的《犹太新娘》）。在当时，这种宝贵的红色染料甚至成了可与金银相媲美的珍贵商品。“在19世纪中期，随着工业化的发展，合成染料逐渐流行，胭脂红酸在纺织品和艺术品中的使用也慢慢地减少，”迪克·达普森（Dick Dapson）说道，他是美国生物染色协会（Biological Stain Commission,BSC）的生物医学染料化学家。但胭脂红酸仍然用于食品、药物和化妆品中。1967至2009年，美国食品药品监督管理局（FDA）逐渐批准胭脂虫提取物应用于多个领域，胭脂红酸及其衍生物至今仍在为各种酸奶、蛋糕、糖果、饮料和肉类等添上一抹美味的红色。纵观历史，胭脂红酸的需求量一直起起伏伏。从19世纪中期开始，生产所带来的成本较低的合成色素兴起，导致胭脂红的需求量大幅度减少。但到了20世纪70年代左右，人们又开始担忧合成色素是不是真的存在健康隐患——当时有些报道表示色素与儿童多动症相关联，还有一些细胞和动物研究表明某些色素可能会增加致癌风险，这最后导致一部分色素被禁用。因此，胭脂红酸等天然色素，又开始变得更受欢迎，达普森说道。

  这两件作品中都使用了胭脂红（图片来自：THE METROPOLITAN MUSEUM OF ART(LEFT),RAPHAEL(RIGHT)/PUBLIC DOMAIN）合成色素目前仍大范围的应用于食品中。一方面，一些研究报告数据显示，一小部分人可能对胭脂红中残存的昆虫成分过敏。另一方面，受生产规模的限制，目前胭脂红酸的价格依然居高不下。珍贵的胭脂虫如今，秘鲁是全球最大的胭脂虫生产国，其次是墨西哥、智利、阿根廷以及西班牙加纳利群岛（Canary Islands）等地。数千年来，胭脂红的生产的全部过程并没有多大变化。工人首先会在仙人掌属的刺梨仙人掌（也叫胭脂树）上饲养这种昆虫，待它们长大后再晒干，并贩卖给加工厂。在工厂，这些胭脂虫会在磨粉器中磨成粉末，然后经过一系列化学方法分离出胭脂虫体内最畅销的成分——胭脂红，其中含有50%~60%的胭脂红酸。这样生产出的胭脂红酸仅占胭脂虫身体干重的20%左右。也就是说，使用目前的生产模式，约7万只胭脂虫能晒出约450克的昆虫干，最终才能提纯出约90克的胭脂红酸。“问题就在于，胭脂虫寄生的仙人掌只在特定地区生长，而且无论是仙人掌还是胭脂虫，生长速度都很缓慢，”达普森说道。“虽然提取和纯化技术已改进，但昆虫养殖规模这个核心问题仍未解决。”能预见，全球对胭脂红的总体需求量仍将不断上涨，但传统的劳动密集型生产方式已经难以满足全球需求。在秘鲁，每吨胭脂红的价格从2013年到2019年上涨了40%。最近，科学家希望能通过基因工程设计出成本更低、效率更加高、更可持续的生产方式。“这项研究很可能就此改变胭脂红衍生物的生产范式。”丹麦技术大学（Technical University of Denmark）合成生物学家拉斯穆斯·J.N.弗兰森（Rasmus J.N.Frandsen）说道。生物合成近年来，代谢工程正在发挥慢慢的变大的作用。研究者也希望能通过这种方法，设计出一种可持续的方案来解决胭脂红酸的生产瓶颈。这种方案的核心是，通过调控微生物内部的代谢途径，来生物合成胭脂红酸，甚至将它改造出更好看的颜色，或是更好的生物活性。