CI 75470, Carmine è un composto chimico, un colorante sintetico ed è conosciuto come Natural Red 4, Cochineal Carmine, E120. Colorazione rossa. 

E' un colorante rosso naturale ottenuto dai corpi essiccati delle femmine di Dactylopius coccus, un insetto originario soprattutto dell’America centrale e meridionale. Il principale componente colorante è l’acido carminico, responsabile della tipica tonalità rosso intenso–crimson. Il carmine si presenta come una polvere rosso vivo o rosso scuro, molto apprezzata per l’elevata stabilità al calore, alla luce e, in buona parte, alle variazioni di pH rispetto ad altri coloranti naturali.

Composizione chimica e struttura
Il carmine è costituito prevalentemente da acido carminico, un derivato idrossiantrachinonico.

• Principale componente: acido carminico (in genere 40–60% nelle materie prime di origine).

• Struttura: scheletro antrachinonico con gruppi ossidrilici e zuccherini che conferiscono intensa colorazione e buona stabilità.

• Forma pigmento: spesso presente come “lake” di alluminio o calcio (complesso di acido carminico con sali metallici), che dà origine al classico pigmento carmine.

• Impurezze naturali: tracce di proteine, cere e minerali di origine entomologica, ridotte attraverso i processi di purificazione.

Proprietà fisico-chimiche

• Aspetto: polvere rosso vivo o rosso scuro; in soluzione o dispersione conferisce tonalità dal rosso brillante al crimson.

• Solubilità:

  • Acido carminico: solubile in acqua e in alcuni solventi idroalcolici.

  • Carmine (lake): pigmento poco solubile, ma facilmente disperdibile in fase acquosa.

• Stabilità: buona resistenza a calore e luce; relativamente resistente all’ossidazione rispetto ad altri coloranti naturali.

• Comportamento al pH:

  • Buona stabilità in un intervallo approssimativo di pH 4–7.

  • A pH più acidi o molto basici il tono di colore può variare.

• Compatibilità: adatto a numerose matrici alimentari, cosmetiche e farmaceutiche, anche in sistemi complessi.

Processo di produzione
La produzione industriale del carmine prevede in genere le seguenti fasi:

1. Raccolta ed essiccazione

   • Gli insetti femmina di Dactylopius coccus vengono raccolti dai cactus ospiti ed essiccati per concentrare l’acido carminico.

2. Estrazione

   • Le materie prime essiccate vengono estratte con acqua o soluzioni idroalcoliche per solubilizzare l’acido carminico.

3. Purificazione

   • Filtrazione e trattamenti successivi per rimuovere proteine, lipidi, pigmenti indesiderati e materiale insolubile di origine entomologica.

4. Formazione del pigmento (lake di carmine)

   • L’acido carminico viene fatto reagire con sali di alluminio o di calcio per ottenere il pigmento insolubile (carmine lake), più stabile e adatto a molte applicazioni.

5. Essiccazione e macinazione

   • Il pigmento viene essiccato e macinato fino a ottenere una polvere con granulometria e caratteristiche di flusso controllate.

Applicazioni

• Industria alimentare

  • Utilizzato come colorante rosso naturale in bevande, prodotti da forno, dessert, confetteria, latticini aromatizzati, preparazioni a base di frutta e alcuni prodotti a base di carne.

  • Scelto per l’elevata stabilità e per il posizionamento “naturale” rispetto ai coloranti sintetici.

• Cosmetici e cura personale

  • Impiegato in rossetti, gloss, fard, ombretti e altri prodotti make-up per conferire tonalità rosse e rosate intense.

• Ingrediente cosmetico soggetto a restrizioni IV/115 come Voce pertinente negli allegati del regolamento europeo sui cosmetici n. (EU) 2023/1545. Sostanza o ingrediente segnalato: Carmines. Formulazione delle condizioni d'uso e degli avvertimenti    Criteri di purezza come stabiliti nella Direttiva 95/45/CE della Commissione (E 120)

• Farmaceutici

  • Colorante per compresse, capsule, sciroppi e alcune formulazioni topiche, per fini estetici o di identificazione del prodotto.

• Altri impieghi

  • Storicamente usato in pitture artistiche e tessili; ancora presente in alcuni materiali artistici e artigianali speciali.

Considerazioni ambientali e di sicurezza
Il carmine è generalmente considerato sicuro quando impiegato entro i limiti previsti dalle normative.

• Profilo tossicologico: bassa tossicità acuta; lunga storia d’uso in alimenti e cosmetici.

• Allergie e sensibilizzazione:

  • In rari casi sono state riportate reazioni allergiche (talvolta anche importanti) in soggetti sensibili a componenti di origine entomologica.

  • L’uso di gradi altamente purificati contribuisce a ridurre il contenuto di proteine potenzialmente allergeniche.

• Aspetti ambientali:

  • Derivato da fonte biologica rinnovabile (allevamento di Dactylopius coccus).

  • Biodegradabile e non considerato persistente nell’ambiente ai livelli d’uso tipici.

  • La sostenibilità dipende dalle pratiche di allevamento, raccolta e gestione degli ecosistemi dei cactus ospiti.

• Regolamentazione:

  • In ambito alimentare è riconosciuto come colorante autorizzato (ad esempio E120 in UE) entro specifici limiti d’impiego.

Conclusione
Il carmine è un colorante rosso naturale di grande rilevanza industriale, caratterizzato da un’ottima stabilità e da un profilo funzionale molto favorevole rispetto ad altri pigmenti naturali. La presenza di acido carminico come principale cromoforo, l’ampio spettro di applicazioni in alimenti, cosmetici e farmaci, e la lunga storia d’uso consolidano il suo ruolo come colorante di riferimento quando si richiedono tonalità rosse intense, durature e di origine naturale. Rimangono tuttavia da considerare le possibili rare reazioni allergiche e gli aspetti etici/ambientali legati all’origine animale del prodotto.

Studi

Può essere prodotto in via naturale dalla femmina dell'insetto Cocciniglia (Dactylopius coccus) (1) prelevato dal suo corpo o dalle uova, oppure in via di sintesi chimica ed è il caso più comunemente osservato nei prodotti alimentari.

Sicurezza

Vi sono controindicazioni per la salute legate all'uso di questo additivo.

In particolare sono state riscontrate allergie (2) e il Consiglio d'Europa ha consigliato un contenimento del livello delle proteine nell'E120 (3) con sistemi di purificazione (4).

Cocciniglia studi

Formula molecolare: C₂₂H₂₀O₁₃

Peso molecolare: 492.389 g/mol

CAS: 1343-78-8 

EC Number:   215-724-4

FEMA Number: 2242

UNII CID8Z8N95N

DTXSID20859613

Synonyms: 

E120

Cochineal Carmine

Natural Red 4

Bibliografia______________________________________________________________________

(1) Perez Guerra, G. and M. Kosztarab, Biosystematics of the family Dactylopiidae (Homoptera: coccinea) with emphasis on the life cycle od Dactylopius coccus Costa, in Studies if Morphology and Systematics of Scale Insects. 1992: Blacksburg, Virginia..

Abstract. The cochineal insects include nine species assigned to the genus Dactylopius, the only genus in the family Dactylopiidae. This is a review of all the species in the family Dactylopiidae, with special emphasis on the life cycle of the type species Dactylopius coccus Costa. The adult females of the nine species have been redescribed and illustrated, with a discussion on their morphological affinities and relationships. Their hosts, natural enemies, distribution, etymology, and role as biological control agents are discussed. For several species many new distribution and host records are given. Also, new types have been designated for the following species: one neotype and three paratypes for Dactylopius coccus Costa; one neotype for D. tomentosus (Lamarck); and designation of eight new topotypes for D. opuntiae (Cockerell). Methods are given on collecting, preservation, slide mounting, measuring, and preparing illustrations. Cuticular ultrastructure is shown in scanning electron micrographs. All developmental stages of the type species, D. coccus, are described. The life cycles under two temperatures and two relative humidities, for both males and females, are discussed. Aspects of reproduction in D. coccus, its dispersal methods, factors affecting development, and its economic importance are also included. A separate chapter deals with the host-plants of Dactylopiidae. This chapter includes data on host plant suitability and host plant resistance. Three identification keys are presented: one to the suborders of Homoptera, the other to the superfamilies and families of Coccinea, and another one for the determination of the species of Dactylopius. The phylogenetic relationships of the family Dactylopiidae with respect to all the Coccinea families are discussed, and a phylogenetic tree for the Dactylopius species is proposed.

(2) Shaw DW. - Allergic contact dermatitis from carmine. Dermatitis. 2009 Sep-Oct;20(5):292-5.

Chung, K., et al., Identification of carmine allergens among three carmine allergy patients. Allergy, 2001. 56(1): p. 73-7.
Acero, S., et al., Occupational asthma and food allergy due to carmine. Allergy, 1998. 53(9): p. 897-901.
Beaudouin, E., et al., Food anaphylaxis following ingestion of carmine. Ann Allergy Asthma Immunol, 1995. 74(5): p. 427-30.

(3) en_1995L0045_do_001.pdf, h.e.e.i.e.-l.e.c.p., CONSLEG 1995L0045-10/05/2004. 2004, Official Publications of the European Communities

(4) Scopes, R.K., Protein purification : principles and practice. 3rd ed. Springer advanced texts in chemistry. 1994, New York: Springer-Verlag. xix, 380.