Экспертиза воска

Не меньшее внимание уделил Иван Алексеевич анализу пчелиного воска, его химическому составу и физическим свойствам. Это весьма ценное органическое вещество, известное с давних времен, подвергалось довольно тщательному анализу ученых всего мира, однако далеко не все элементы, входящие в него, были определены или выделены в химически чистом виде. Объясняется это тем, что составные части воска близки по химическому строению и физическим свойствам. Даже в наши дни, когда химия достигла высочайших вершин, детально определить состав воска чрезвычайно сложно. Как указывал Каблуков, воск представляет собой «сложную смесь очень многих тел», содержащих три важнейших химических элемента — углерод, водород и кислород.

В течение многих лет он проводил опыты в химических лабораториях Московского университета и Петровской сельскохозяйственной академии. В этих двух крупнейших высших учебных заведениях он преподавал химию. В академии, в частности, руководил научным студенческим кружком, вместе с молодыми исследователями, его учениками, выделял составные части воска с помощью сухой его перегонки под действием высоких температур. Подобные опыты проводились и ранее. Только прежде исследователи обращали внимание на жидкие и твердые продукты перегонки, а газообразные, выделяющиеся при высоких температурах, не изучали.

Академик Иван Алексеевич Каблуков

Иван Алексеевич исследовал и газы. Обнаружено их всего 2 процента по отношению к весу воска. В результате анализа продуктов перегонки ученый установил, что в более твердой части находится больше кислот, в более легкоплавкой — больше углеводородов. Газообразные вещества тоже состоят из предельных и непредельных углеводородов — этилена, пропилена, бутилена и других. Каблуков выделил пальмитиновую кислоту и другие органические кислоты (церотеновую и меленовую). В 1918 г. в результате сложных реакций среди других кислот он впервые обнаружил маргариновую кислоту в виде свободных или сложных эфиров. Однако многие элементы, в присутствии которых ученый не сомневался, установить не удалось. Требовались дальнейшие исследования воска с использованием более совершенных методов.

Каблуков обнаружил изменения химического состава воска при его отбеливании. Белый воск в довольно значительном количестве требуется для промышленных целей — приготовления лекарств, косметических кремов, некоторых красок. Пчелиный воск обычно подвергается обесцвечиванию под действием солнечных лучей или химических средств, которые как раз и влияют на его качество. По сравнению с желтым воском в белом образуются некоторые новые кислоты, заметно уменьшается количество углеводородов, разрушаются красящие вещества, уменьшается вес, изменяются физические свойства. Опыты, проведенные Каблуковым — крупнейшим знатоком прикладной химии, показали, что для более быстрого отбеливания воска необходимо совместное действие солнечного света и воздуха, лучше чистого кислорода, обладающего повышенными белящими свойствами. Он предложил более совершенную технологию химической отбелки воска, значительно ускоряющую процесс.

Изучение химического состава воска, его изменений в результате технологической переработки было весьма важным как для выработки лучшей технологии воска, так и для контроля его качества.

Очень много работал Иван Алексеевич над способами распознавания примесей к пчелиному воску. Продукт этот пользовался большим спросом, цена на него всегда держалась высокой, поэтому фальсификация была довольно широко распространена. К натуральному воску подмешивали не только растительные и минеральные воскоподобные соединения, но и различные примеси — песок, мел, гипс, серу, свинцовые белила, костную муку, которые увеличивали его вес. Поскольку все эти примеси по химическому составу и физическим свойствам отличаются от пчелиного воска. Каблуков в основу своей экспертизы положил отклонения от главных показателей, характерных для натурального воска, — температуры плавления, удельного веса, твердости и др.

Для определения удельного веса — одного из важных показателей — ученый предложил простой и оригинальный способ: опускать кусочки воска в водный раствор спирта разной им установленной концентрации. В одном растворе натуральный воск тонет, а фальсифицированный минеральными или растительными восками — плавает, в другом, наоборот, чистый воск плавает, а с механическими примесями — тонет.

Из постоянных химических величин он указал на кислотное, эфирное, йодное число и число омыления. Любое отклонение от них уже указывало на недоброкачественность продукта. Рекомендованные Каблуковым способы анализа воска на натуральность вошли и в современную экспертизу.

Замечательного ученого интересовало и строение пчелиных ячеек с точки зрения извлечения из них воска, количество воска в сотовом меде. В частности, он определил, что чистого воска в медовых сотах содержится 1/20 часть. Это говорило об огромной потере воска при использовании сотового меда в пищу.

Сам процесс восковыделения Иван Алексеевич считал произвольным и сравнивал его с выделением секрета сальных желез у животных. В подтверждение почти одинаковой физиологии образования он указывал на присутствие в продуктах восковых и сальных желез одинаковых химических веществ, в частности наиболее широко распространенной в природе жирной кислоты. По мнению исследователя, по виду и консистенции продукт кожных сальных желез млекопитающих животных напоминает пчелиный воск, хотя прежде считали, что воск близок к обычному животному жиру.

Увеличение воскоотделения при повышении температуры (она поддерживается в скоплении молодых пчел, строящих соты) лишний раз подтверждает сходство с действием сальных желез, которое усиливается в жаркое время.

Опыты, в которых Каблуков пытался выяснить, чем надо кормить пчел, чтобы они больше выделяли воска, показали, что восковые железы функционируют интенсивно, если пчелы питаются обильно, то есть употребляют мед и пергу без какого бы то ни было ограничения. Меда, в частности, расходуется в это время довольно значительное количество. По подсчетам ученого, на одну часть воска идет приблизительно восемь частей меда.

Перга необходима пчелам для пополнения громадных затрат энергии в период интенсивного восковыделения. Поэтому искусственное стимулирование восковыделения для практического пчеловодства невыгодно.