Получившийся мед состоит по большей части из двух видов сахаров – фруктозы и глюкозы, с небольшим содержанием сахарозы и мальтозы. В общей сложности сахара составляют до 80 % всего объема меда. Остальное – это в основном вода, которая никогда не превышает 20 % в общем составе, потому что иначе начнется брожение. Кроме того, в меде содержится небольшое количество витаминов и других органических соединений, в том числе следы белков и минералов. Химический состав меда варьируется в зависимости от того, какой именно нектар собирали пчелы, а также от сезона, региона и от периодов цветения местных растений. Нередко ароматические соединения, присутствующие в нектаре, переносятся в мед, поэтому мы легко можем отличить мед, производимый пчелами, которые опыляют лавандовые поля, по характерному аромату. Пчеловоды всегда знают, какие растения опыляют их пчелы, так как учитывают, какие растения цветут в данное время в пределах досягаемости от каждого улья, хотя абсолютная точность здесь недостижима, ведь пчелы летают свободно. Как мы увидим в дальнейшем, эти критерии можно использовать при определении подлинности меда.

Годы исследований, направленных на защиту потребителей, привели к определению химического состава меда. Сравнив химический состав тысяч полученных образцов, ученые сумели очертить общий диапазон физических характеристик и химических компонентов продукта. Кодекс Алиментариус содержит подробную информацию о следующих параметрах определенных видов меда: содержание сахаров (включая ограничения по фруктозе, глюкозе и сахарозе), содержание воды, содержание нерастворимых в воде компонентов, электропроводность, активность диастазы и концентрация гидроксиметилфурфурола (это такое органическое соединение). Мы не будем подробно описывать каждый параметр, скажем лишь, что все они участвуют в формировании характерного химического отпечатка натурального меда – другими словами, составляют надежный пароль, подтверждающий подлинность продукта.

Итак, вот наша первая задача по криминалистике: определить, является ли мед в купленной нами баночке подлинным. Основной критерий, который используется при этом, – изучение «сахарного» отпечатка, то есть соотношения различных сахаров в составе продукта. Сахара не только составляют основную массу меда – их пропорция в нем более или менее постоянна независимо от места происхождения. Основной метод анализа смесей из органических веществ, в том числе сахаров, называется хроматографией. Вероятно, в школе вам приходилось проводить опыты по разделению разных цветов в составе чернил при помощи бумажного фильтра. Если нет, то сейчас мы вам быстро объясним. Бумажный фильтр, на который ученики нанесли чернила черного цвета, помещался в стакан, где содержалось ровно столько воды, сколько необходимо, чтобы намочить его нижний край. По мере намокания бумаги пигменты, оставленные черной ручкой, начинали растекаться. Пигменты разного цвета проходили разный путь, и таким образом чернила распадались на разные цвета, раскрашивая черную линию всеми цветами радуги. Так выглядит бумажная хроматография. Как и любой другой вид хроматографии, она основана на том, что анализируемая смесь распределяется между двумя фазами – подвижной (жидкой либо газообразной) и неподвижной (как правило, твердым веществом). Различные составляющие смеси перемещаются с различной скоростью и при переходе в неподвижную фазу оказываются в разных местах. Изучив расположение этих составляющих в твердой фазе, их можно сравнить с известными веществами и тем самым установить их принадлежность. Сахара, содержащиеся в меде, можно определить методом газовой хроматографии, но гораздо проще сделать это при помощи высокоэффективной жидкостной хроматографии (HPLC). Этот метод основан на разделении сложных смесей посредством перевода их в жидкую подвижную фазу под высоким давлением, которое ускоряет процесс и позволяет применять метод к более широкому диапазону веществ. Благодаря высокой скорости и эффективности HPLC является одним из самых широко применяемых методов сепарации в аналитической химии.

Из рисунка 2.2 видно, что при помощи HPLC сахара, присутствующие в составе меда, разделяются на фруктозу, глюкозу и сахарозу, причем учитываются относительные пропорции содержания – именно этим определяется уникальный «сахарный» отпечаток меда. Натуральный мед практически всегда содержит указанные сахара в приведенном ниже соотношении:

• фруктоза: 31,2–42,4 %;

• глюкоза: 23,0–32,0 %;

• сахароза: 0–2,8 %.

Мед, в котором сахара содержатся в иных пропорциях, скорее всего, является поддельным.

{6}

Низкое содержание сахарозы (знакомый нам тростниковый или свекольный сахар состоит именно из сахарозы) не оставляет мошенникам большой свободы действий, поскольку даже небольшая добавка сахарозы моментально обнаружится. Тем не менее случается и такое. Однако содержание фруктозы и глюкозы достаточно высоко и допускает разброс в показателях до 10 %. Это позволяет мошенникам добавлять в мед более дешевые виды этих сахаров или их смесей без всякого для себя риска, ведь метод HPLC не позволяет выявить эти примеси.

Наиболее сложно выявлять такой ингредиент, используемый при фальсификации меда, как высокофруктозный кукурузный сироп (HFCS). В США он используется в качестве сахарозаменителя и производится путем обработки кукурузного крахмала ферментами, которые преобразуют часть глюкозы во фруктозу. Производится множество вариаций HFCS, и один из них – HFCS55 – состоит из глюкозы и фруктозы, практически идентичных тем, что содержатся в натуральном меде. Таким образом, даже если результат анализа методом HPLC показывает, что перед вами настоящий мед, на деле это далеко не конец истории, особенно если имеются другие свидетельства вроде сомнительных документов, с которых и началось расследование.

Каковы наши дальнейшие действия по установлению подлинности меда? Сахарный отпечаток утверждает, что перед нами натуральный продукт, однако подозрения развеяны не полностью. Теперь мы должны как-то выяснить, не был ли использован пресловутый HFCS – высокофруктозный кукурузный сироп. В попытках ответить на этот вопрос природа оказывается на нашей стороне. Все растения в мире делятся на две большие группы – С₃ и С₄ – в зависимости от того, каким путем они извлекают из атмосферы двуокись углерода (CO₂) в процессе фотосинтеза для изготовления собственных сахаров. Растения типа С₄ вынуждены были приспосабливаться к очень яркому освещению, высоким температурам и сухому климату, они экономнее расходуют воду. Для нас важно, что CO₂ существует в двух основных формах: ¹²CO₂ и ¹³CO₂. Они очень похожи и отличаются друг от друга только тем, что атом углерода (С) в ¹³CO₂ содержит один дополнительный нейтрон (и ¹²CO₂, и ¹³CO₂ являются устойчивыми изотопами углерода). Этот лишний нейтрон в целом никак не проявляет себя, так что ¹²CO₂ и ¹³CO₂ ведут себя примерно одинаково и встречаются одинаково часто. Тем не менее лишний нейтрон делает ¹³CO₂ несколько более тяжелым, чем ¹²CO₂. Чаще всего это не играет никакой роли, однако ферменты, участвующие в уловлении CO₂ в процессе фотосинтеза у всех без исключения растений, чувствительны к этой небольшой разнице в массе. В результате в сахарах, полученных растениями при помощи фотосинтеза, ¹³C содержится в меньшей пропорции, нежели в атмосфере. И далее (мы приближаемся к главному), растения типа С₃ содержат меньше ¹³C, чем растения типа С₄, именно за счет разницы в способе уловления CO₂. И мы можем использовать этот факт против мошенников!