胭脂虫红酸作为天然的蒽醌色素,色泽鲜艳,具有较好的光热稳定性,在食品、药品和化妆品染色方面有较大的应用潜力。然而,胭脂虫红酸的呈色对环境（如pH值和金属离子等）的敏感性,限制了其在食品中的应用。商业中常用呈色较为稳定的胭脂虫红铝色淀进行染色,但铝色淀分子中铝元素的存在导致其在食品中应用的安全性受到质疑。目前,国内外对于胭脂虫红酸颜色变化原因的研究很少,仅有的少量文献还有一些矛盾之处,难以支持胭脂虫红无铝色素的开发以及在食品中的应用。基于此,本文以无铝胭脂虫红色素的开发为目标,首先探讨胭脂虫红酸及其铝色淀在不同食品基质中的呈色效果,重点阐明食品中不同组分对胭脂虫红酸及其铝色淀呈色效果的影响,明晰铝色淀呈色稳定的机制。并以此为基础,借鉴铝色淀稳定机制,利用螯合金属离子、保护和改善胭脂虫红酸及其所处环境两个途径,研究两性化合物和金属螯合剂对胭脂虫红酸呈色效应的改善,以及蛋白质-多酚复合物体系负载胭脂虫红酸后对其呈色的改善,以推动胭脂虫红酸在食品中广泛应用。首先,研究了胭脂虫红酸和胭脂虫红铝色淀在不同食材（鱼糜、鱼柳、猪肉糜、鸡肉糜、牛奶、稀奶油和豆浆）中的染色情况。结果表明,胭脂虫红酸对不同食材的染色差异较大:鱼糜和鱼柳呈紫色,猪肉糜、鸡肉糜和豆浆呈暗红色,牛奶和稀奶油呈灰绿色。相比之下,胭脂虫红铝色淀呈色较为稳定,除鱼糜和猪肉糜外,其余食材均为粉色。为了探讨食材中可能造成胭脂虫红色素呈色不稳定的因素,研究了常见食品蛋白质（肌原纤维蛋白（myofibrillar protein,MFP）、乳清分离蛋白（whey protein isolate,WPI）、大豆分离蛋白（soy protein isolate,SPI）和酪蛋白）、金属离子(Fe³⁺、Fe²⁺、Ca²⁺和Cu²⁺)和食品添加剂（亚硝酸钠、抗坏血酸和红曲红）对两种色素呈色的影响。结果表明,5.38mg/m L MFP、1%WPI、1%SPI和1%酪蛋白可通过提高溶液pH值,使胭脂虫红酸溶液分别变为酒红色、酒红色、酒红色和橘黄色;而胭脂虫红铝色淀呈粉色,不受蛋白影响。1 mmol/L Fe³⁺、1 mmol/L Fe²⁺、100 mmol/L Ca²⁺和1 mmol/L Cu²⁺均可与胭脂虫红酸螯合使其分别呈黑色、棕色、棕色和紫色。Fe³⁺、Fe²⁺和Cu²⁺可改变胭脂虫红铝色淀的颜色;而Ca²⁺对胭脂虫红铝色淀的颜色无影响。0.01%亚硝酸钠在酸性环境中可将胭脂虫红酸氧化,使其变为黄色,胭脂虫红铝色淀也受此氧化作用而变色;而0.01%-1%抗坏血酸和0.01%-0.1%红曲红对胭脂虫红酸和胭脂虫红铝色淀的分子结构无影响。上述结果说明,物料pH、金属离子和损害结构的氧化剂等可以显著影响胭脂虫红酸的呈色,通过体系中加入两性分子、螯合金属离子或者保护胭脂虫红酸结构并改善其所处环境,可能可以改善食品体系中胭脂虫红酸呈色。为了改善胭脂虫红酸在含铁含钙食品体系（如肉制品和奶制品）中的呈色效果,使其在食品中呈现明亮的红色调,基于加入两性分子和螯合金属离子途径以改善胭脂虫红酸呈色效应,研究了Al³⁺、Zn²⁺、甘氨酸、谷氨酸、谷胱甘肽、酪蛋白磷酸肽、WPI和乙二胺四乙酸（ethylenediaminetetraacetic acid,EDTA）对含铁含钙溶液中胭脂虫红酸呈色的影响。结果表明,Al³⁺对含1 mmol/L Fe³⁺胭脂虫红酸溶液的颜色无明显改善,但可使胭脂虫红酸不受100 mmol/L Ca²⁺的影响,说明Fe³⁺、Al³⁺和Ca²⁺与胭脂虫红酸螯合能力的大小为:Fe³⁺>Al³⁺>Ca²⁺。Zn²⁺可与胭脂虫红酸螯合,使其呈现紫色,Zn²⁺对含1mmol/L Fe³⁺和含100 mmol/L Ca²⁺胭脂虫红酸溶液的颜色无明显改善,说明Fe³⁺、Zn²⁺和Ca²⁺与胭脂虫红酸螯合能力的大小为:Fe³⁺>Zn²⁺>Ca²⁺。谷氨酸和谷胱甘肽对Ca²⁺有一定的螯合作用,可使含100 mmol/L Ca²⁺的胭脂虫红酸水溶液呈橘黄色,不再呈棕色。EDTA对Fe³⁺和Ca²⁺具有较强的螯合作用,可使胭脂虫红酸溶液的颜色不受1 mmol/L Fe³⁺和100 mmol/L Ca²⁺的影响。上述研究证实,偏酸性的两性化合物和金属螯合剂对胭脂虫红酸在含铁含钙溶液中的呈色有一定的改善作用,平衡pH值以及螯合Fe³⁺和Ca²⁺是有效途径。根据上述结果,基于开发无铝胭脂虫红色素的目标,从保护胭脂虫红酸结构并改善其所处环境途径以改善胭脂虫红酸呈色的角度出发,制备获得5种WPI-单宁酸-胭脂虫红酸复合物（不含金属离子复合物、含KCl复合物、含CaCl₂复合物、含MgCl₂复合物和含ZnCl₂复合物）,测试了其色价以及光热稳定性,对其在含铁含钙溶液中的呈色情况及作用力进行了研究,并考察了其在肉糜和奶油中的染色情况。结果表明,制备所得复合物在光照、4°C、25°C、37°C和60°C的条件下放置14 d后,复合物颜色无显著变化;在80°C放置14 d后,复合物颜色明显变暗。5种复合物的色价为10.25,约为胭脂虫红酸色价的1/17。在含有Fe³⁺或Ca²⁺的碱性溶液中,5种复合物对胭脂虫红酸颜色有明显的改善作用。在pH 8.0的缓冲液中,Fe³⁺浓度为1 mmol/L时,5种复合物呈紫红色;Ca²⁺浓度为100 mmol/L时,添加有K⁺、Ca²⁺、Mg²⁺和Zn²⁺的4种复合物呈洋红色。添加脲、十二烷基硫酸钠和二硫苏糖醇后,复合物在碱性含铁含钙溶液中的颜色无明显改变,说明WPI、单宁酸、胭脂虫红酸和金属离子之间可能发生了共价相互作用。5种复合物在奶油中呈洋红色,相比于胭脂虫红酸,呈色明显改善。上述研究证实,保护胭脂虫红酸以及改善胭脂虫红酸环境可以有效改善复合物在含钙食品体系呈色效应;蛋白质-多酚-胭脂虫红酸复合物作为一种无铝色素,未来可在乳品体系中广泛应用。