Skąd się wzięła czerwień. Część 3: Pluskwiaki w sklepie spożywczym

Inne wpisy z tej serii
Skąd się wzięła czerwień. Część 1: Rozprawa o robokach
Skąd się wzięła czerwień. Część 2: Od czerwi do nazw kolorów

Koszenila: etymologia

Jedna z dawniejszych nazw łacińskich czerwca polskiego, dziś już nieaktualna, ale za to nadana przez samego Karola Linneusza, brzmiała Coccus polonicus. Zresztą do dzisiaj Coccus (po polsku zwany misecznikiem) jest nazwą jednego z rodzajów pluskwiaków dość blisko spokrewnionych z czerwcem i kermesem. Nazwa pochodzi od greckiego słowa kókkos ‘pestka (zwłaszcza granatu)’. Tym samym słowem określano „jagódkę dębową”, czyli kermesy żerujące na dębach śródziemnomorskich. Łacina przejęła słowo greckie w tym znaczeniu, adaptując je jako coccum. Aczkolwiek entomologia współczesna podzieliła pluskwiaki na niezliczone rodzaje, historycznie Coccus mogło oznaczać jakiegokolwiek „robaka” barwierskiego. Stąd także nazwa koloru: greckie kókkinos i łacińskie coccineus ‘szkarłatny’.

Biedronka, choć jest chrząszczem, a nie pluskwiakiem, została nazwana przez Linneusza Coccinella ze względu na jaskrawoczerwony kolor gatunku typowego, czyli naszej uroczej siedmiokropki. Podobnie uformowano nazwy „czerwonych robaczków” w językach romańskich: włoskie cocciniglia, hiszpańskie cochinilla; którąś z nich język francuski zapożyczył w XVI w. jako cochenille. Z francuskiego mamy kolejne zapożyczenia, jak angielskie cochineal i polskie koszenila.

Czerwiec kaktusowy: entomologia

Hiszpanie przenieśli nazwę cochinilla na kolejnego pluskwiaka z tej samej grupy, do której należy czerwiec, nazwanego przez Linneusza Coccus cacti, a obecnie znanego jako Dactylopius coccus (po polsku półoficjalnie „czerwiec kaktusowy”). Gatunek ten ma dziwny, nieciągły zasięg geograficzny. Żyje w Andach (na południu Peru i w przygranicznych rejonach Chile) oraz w górach Meksyku (sięgając dziś po południowe stany USA), ale nie występuje pomiędzy tymi obszarami. Jest to owad niezbyt ruchliwy – słaby materiał na gatunek migrujący; został więc zapewne przeniesiony przez człowieka, celowo lub niechcący, ale przy obecnym stanie badań nadal nie jest pewne, czy jego pierwotną ojczyzną było Peru, czy Meksyk. W każdym razie w X w. n.e. był już z pewnością udomowiony i wykorzystywany jako źródło barwnika zarówno w Peru (kultura Wari), jak i w Meksyku (Toltekowie). D. coccus zawiera więcej kwasu karminowego niż inni przedstawiciele rodzaju Dactylopius (ok. 20% suchej masy ciała), a ponadto woskowa osłonka, jaką wytwarzają jego dzicy kuzyni, uległa u niego redukcji. Czyni go to wrażliwszym na naturalne niebezpieczeństwa i częściowo uzależnia od opieki hodowców, ale za to łatwiej go eksploatować.

Roślinami żywicielskimi D. coccus są kaktusy z rodzaju Opuntia (opuncja). Jest ich sto kilkadziesiąt gatunków (nie wspominając o licznych hybrydach), a czerwiec kaktusowy może się żywić praktycznie każdym z nich. Ponieważ jednak opuncja figowa (O. ficus-indica – w języku nahuatl nohpalli), rodem ze środkowego Meksyku, była i tak uprawiana przez tamtejsze ludy dla swoich owoców i jadalnych młodych pędów, a przy tym jest rośliną okazałą i wytrzymałą, nadawała się znakomicie na podłoże dla hodowli czerwca kaktusowego. Żeby zebrać samice z opuncji, trzeba było – na odpowiednim etapie ich rozwoju – zgarniać je z powierzchni płaskich pędów kaktusa na przykład za pomocą pędzla zrobionego z jeleniego ogona.

Produkcją barwnika z tych pluskwiaków (w sposób dość podobny jak w przypadku czerwca polskiego) trudnili się między innymi Aztekowie. Nazwali oni czerwca kaktusowego tak samo jak pancernika: tlālpitzotl (dosłownie: ‘świnia ziemna’), zapewne dlatego, że segmentowana bezskrzydła samica pluskwiaka faktycznie przywodzi na myśl miniaturowego pancernika (o tym, jak wymawiać tę nazwę, można przeczytać w tym wpisie). Hiszpańscy konkwistadorzy zapoznali się z hodowlą czerwców w trakcie podboju Meksyku i nie umknęło ich uwagi, że pozyskiwany z nich barwnik, czyli koszenila, nadaje się szczególnie do barwienia tkanin z włókien białkowych (zwierzęcych), czyli np. owczej wełny lub jedwabiu. Poszli zatem bardziej śladem ludów peruwiańskich, które barwiły na czerwono wełnę z alpaki, niż meksykańskich, używających koszenili głównie do mniej skutecznego barwienia materiałów roślinnych (ale też np. futerek króliczych). Władcy Azteków traktowali wysoce pożądany barwnik jako obowiązkową daninę i rozwinęli w tym celu stosowny aparat administracyjny. Hiszpanie po prostu „przyszli na gotowe”, czyli przejęli cały system.

Koszenila wymiata konkurencję

Już w XVI w. Hiszpanie zaczęli sprowadzać koszenilę do Europy. Szybko wyparła ona z rynku nie tylko śródziemnomorski kermes, który ustępował jej i wydajnością, i efektem kolorystycznym (zawierał przede wszystkim kwas kermesowy, słabiej sprawdzający się jako barwnik od karminowego), ale z czasem także wysokiej jakości barwniki uzyskiwane z czerwca polskiego i armeńskiego. Ich zbiór był trudniejszy i zawierały one mniej kwasu karminowego, toteż w końcu produkcja czerwieni w starym stylu przestała się opłacać. Popyt na koszenilę był wielki i narastał w miarę rozwoju przemysłu tekstylnego. Barwiono nią luksusowe stroje od szat kardynałów watykańskich po żupany polskiej szlachty, a także uniformy oficerów armii brytyjskiej (czerwone kubraki prostych żołnierzy farbowane były raczej marzaną barwierską, tańszym i tandetniejszym barwnikiem roślinnym). Za pośrednictwem kupców holenderskich tkaniny barwione koszenilą trafiały nawet do Japonii. Wielcy artyści, między innymi Rembrandt, a także Tycjan czy El Greco, eksperymentowali z wykorzystaniem koszenili jako pigmentu malarskiego.

Kwas karminowy tworzy trwałe, słabo rozpuszczalne kompleksy (chelaty) z jonami glinu i wapnia. Modyfikują one jego barwę, zatem traktując koszenilę ałunem lub węglanem wapnia można było otrzymać paletę odcieni od jasnej czerwieni do fioletu. Dzięki chelacji barwnik staje się stabilny, czyli odporny na zmiany pH (sam kwas karminowy zachowuje kolor tylko przy odczynie obojętnym lub lekko kwaśnym).

Przez długi czas koszenila ustępowała jedynie srebru jako import z Nowego Świata przynoszący krociowe zyski królestwu Hiszpanii. Meksyk (szczególnie dzisiejszy stan Oaxaca) pozostawał jej niemal wyłącznym eksporterem aż do początków XIX w. Wówczas jednak monopol meksykański zaczął się chwiać. Wojna o niepodległość (1810–1821) utrudniła handel koszenilą; zbiegło się to w czasie z udanym przeniesieniem hodowli opuncji i czerwca kaktusowego na Wyspy Kanaryjskie. Gwatemala i Peru stały się konkurencją dla Meksyku w Nowym Świecie. W późniejszych dziesięcioleciach opanowano syntezę barwników organicznych, poczynając od czerwonej alizaryny, która podobnie jak kwas karminowy jest pochodną antrachinonu. Znaczenie koszenili zmalało, ale nie do zera.

Robaki, które jadamy

Koszenila nadal jest używana jako barwnik – głównie w przemyśle kosmetycznym i spożywczym, a na mniejszą skalę także do barwienia tkanin. Jej głównymi producentami są dziś Peru (200 ton rocznie) i Wyspy Kanaryjskie (20 ton rocznie). Parę innych krajów półkuli zachodniej wytwarza ją w niewielkich ilościach. Nadal potrzeba około 140 tys. samic pluskwiaka, żeby wyprodukować kilogram koszenili. Eksperymenty z hodowlą Dactylopus coccus w innych częściach świata (np. w Australii pod koniec XVIII w. i w Etiopii, poczynając od 2004 r.) nie były udane.

Etiopia stała się na krótko poważnym producentem koszenili produkowanej przez chilijski koncent Foodsafe; eksportowano ją do Niemiec, a także (o dziwo) do Meksyku, Doszło jednak do nieprzewidzianych komplikacji. Zamiast pozostać tam, gdzie produkowano koszenilę, czerwiec kaktusowy wymknął się spod kontroli i – nie mając w Etiopii naturalnych wrogów – zaczął niszczyć dzikie plantacje sprowadzonej z Ameryki opuncji figowej, która w pustynnych warunkach północnej Etiopii była cenionym źródłem żywności dla ludzi i zwierząt. W wyniku konfliktu między zwolennikami koszenili i opuncji produkcję przerwano, natomiast problem z inwazją czerwca pozostał. Było to odwrócenie sytuacji australijskiej, gdzie czerwce kaktusowe nie przeżyły, natomiast różne gatunki opuncji stały się uciążliwymi roślinami inwazyjnymi.

Jeżeli wśród składników jakiegoś słodkiego napoju, deseru, cukierków, albo substancji nadających apetyczny kolor wędlinie czy wędzonej rybie znajdziemy barwnik oznaczony kodem E120 (znany też poza Unią Europejską jako Natural Red 4), to warto wiedzieć, że jest to koszenila – naturalna, nie syntetyczna. Nie chodzi o czysty kwas karminowy, ale zawierający go surowy ekstrakt lub chelat glinowy zwany karminem (oznaczane są one w Unii tym samym numerem E). Aczkolwiek kwas karminowy jest wytwarzany przez pluskwiaki jako ochrona przed drapieżnikami i pasożytami (bardzo skuteczna zwłaszcza przeciwko mrówkom), to w stosunku do człowieka nie stanowi on groźnej broni chemicznej. Jest w praktyce nietoksyczny, a barwi tak intensywnie, że wystarczy go używać w niewielkich ilościach. Konsumentowi nie przeszkadza jego smak (który byłby gorzki przy dużym stężeniu), a zawartość glinu w chelacie nie przekracza norm bezpieczeństwa. Pozostaje kwestia świadomości, że „jemy pluskwiaki” – wprawdzie wysuszone, zmielone na proszek i przetworzone, ale jednak pluskwiaki, co nie każdego zachwyca (ze względów etycznych, psychologicznych lub religijnych).

Czy koszenila może zaszkodzić?

Należy wiedzieć, że – co prawda stosunkowo rzadko – zdarza się alergia skórna, wziewna bądź pokarmowa na koszenilę. Nie dotyczy samego kwasu karminowego czy też jego kompleksów z glinem czy wapniem; niemniej niektóre badania sugerują, że kwas karminowy lub jego chelat może działać jako hapten. Hapten to substancja stosunkowo prosta chemicznie, normalnie niewykazująca cech alergenu, ale łatwo wiążąca się z białkami. Połączenie białka z haptenem (tzw. addukt) może sprowokować reakcję odpornościową nawet wówczas, gdy nie powoduje jej samo białko. Ponieważ kwas karminowy wiąże się silnie z niektórymi białkami pochodzącymi z organizmu owada, w barwniku zawarte są pozostałości adduktów, które – jak się podejrzewa – mogą wywołać pobudzenie bazofilów (granulocytów zasadochłonnych) i reakcję alergiczną, a w skrajnych przypadkach nawet wstrząs anafilaktyczny. Producenci nie są zobowiązani do starannego oczyszczenia koszenili z resztek białkowych, bo obowiązujące normy niezbyt restrykcyjnie określają dopuszczalną zawartości takiej domieszki, a jej całkowita eliminacja byłaby trudna i kosztowna. Zresztą mechanizm alergii na składniki koszenili/karminu i związane z tym ryzyko (być może niedoszacowane) wymagają dalszych badań.

Gdyby Hiszpanie nie przejęli byli od Azteków biznesu koszenilowego, a Polska pozostała mocarstwem barwierskim, to barwnik otrzymywany z czerwca polskiego stwarzałby identyczne ryzyko jak koszenila z czerwców kaktusowych. Był to bowiem ten sam związek chemiczny otrzymywany przy użyciu podobnych metod i tak samo zanieczyszczony pozostałościami białek pluskwiaka należącego do tej samej grupy. Jeśli kogoś to pociesza, jest on przynajmniej „naturalny”.

Lektura dodatkowa

Aztekowie, Hiszpanie i koszenila: https://www.neh.gov/humanities/2015/julyaugust/feature/red-all-over-how-tiny-bug-changed-the-way-we-see-the-world
A może zaprząc bakterie lub grzyby do produkcji kwasu karminowego? https://www.soci.org/news/2022/3/cochineal-a-red-dye-from-bugs-moves-to-the-lab
Współczesne zastosowania koszenili i związane z nimi kontrowersje: https://theperfectpigment.com/modern-uses-of-cochineal/
Czerwiec kaktusowy na Wyspach Kanaryjskich: https://www.hellocanaryislands.com/experiences/canarian-cochineal/
Więcej zdjęć czerwca kaktusowego (także samców) z Orange County (Południowa Kaliforniia): https://nathistoc.bio.uci.edu/hemipt/Dactylopius.htm
Koszenila jako alergen: Lis & Bartuzi 2021.

Opisy ilustracji

Ryc. 1: Samice Dactylopius coccus na pędzie opuncji. La Gomera (Wyspy Kanaryjskie). Foto: Dirk Mezger 2023. Źródło: iNaturalist (licencja CC-BY-NC).
Ryc. 2: Podczas wczorajszych zakupów przejrzałem na chybił trafił półki ze słodyczami w sklepach, które regularnie odwiedzam. Nie było trudno znaleźć produkty, w których składzie występował barwnik ukryty za numerem E120 lub określany wprost jako karmin. Foto: Piotr Gąsiorowski.