В случаях такого рода следует определить плазкость монеты и сравнить полученный результат с температурой плавления законного сплава либо, если это не удается, выполнить химический анализ. Для выполнения последнего испытания исследуемую монету кипятят с азотной кислотой: все металлы растворяются, за исключением золота и платины, которые остаются неизменными, а также олова и сурьмы, которые превращаются соответственно в метаоловянную и сурьмяную кислоты. Жидкость фильтруют, нерастворимый осадок хорошо промывают, а затем кипятят с соляной кислотой, которая растворяет метаоловянную и сурьмяную кислоты. Раствор снова фильтруют, а второй осадок растворяют в царской водке. Металлы, растворенные в различных фильтратах, затем обнаруживают либо с помощью процессов, приведенных ранее для обнаружения металлических ядов, либо с помощью более полных методов, содержащихся в трудах по химическому анализу. Это качественное испытание, однако, является недостаточным в случае, если фальсификация заключалась лишь в уменьшении пропорций ценных металлов, содержащихся в сплаве, без изменения его качественного состава: тогда необходимо выполнить количественное определение присутствующих металлов. Поскольку эта операция требует значительной практики и применяемые методы можно найти во всех трактатах по количественному анализу, мы не будем воспроизводить их здесь.
ИССЛЕДОВАНИЕ ПИЩЕВЫХ И ФАРМАЦЕВТИЧЕСКИХ ВЕЩЕСТВ
Далее мы перечислим методы, применяемые для обнаружения основных фальсификаций, которым подвергаются мука, хлеб, семенные масла, молоко, вина, уксус и сульфат хинина. Эти исследования в сочетании с предыдущими не охватывают все разнообразные виды экспертиз, которые может потребоваться выполнить химическому эксперту; однако мы не претендуем на то, чтобы предусмотреть все возможные непредвиденные обстоятельства, и опишем шаги, которые следует предпринять в предвидимых случаях, одновременно указав общие методы, применимые к не включенным сюда случаям.
МУКА И ХЛЕБ
Фальсификации, которым подвергаются мука и хлеб, обычно заключаются в добавлении испорченной или низкосортной муки к пшеничной муке либо в маскировке присутствия муки низкого качества путем добавления минеральных веществ, таких как: гипс, мел, известь, квасцы и сульфат меди.
Хорошая мука имеет белый цвет с едва заметным желтоватым оттенком, но полностью свободна от красных, серых или черных вкраплений. Она мягкая на ощупь и прилипает к пальцам, приобретая при сжатии в руке мягкую подушкообразную форму. При смешивании с водой она образует упругое, однородное, но слабо сплоченное тесто, которое можно растягивать в тонкие слои.
Мука низкого качества имеет тусклый белый цвет и не принимает упомянутое выше подушкообразное состояние при сжатии в руке, а высыпается между пальцами; образующееся тесто имеет более низкое качество.
Мука, испорченная влагой, имеет тусклый или розовато-белый оттенок и обладает плесневелым или даже вредным запахом, а также горьким и тошнотворным вкусом, который вызывает выраженное кислое ощущение в горле. Иногда присутствие влаги вызывает рост грибков, введение которых в пищеварительные органы могло бы вызвать серьезные последствия.
Составляющими чистой муки являются:
Клейковина.
Крахмал в пропорции от 50 до 75 процентов.
Декстрин в пропорции в несколько процентов.
Глюкоза в пропорции в несколько процентов.
Соли, остающиеся в золе, полученной при прокаливании муки, в пропорции, не превышающей 2 процентов.
Вода, которой она теряет от 12 до 15 процентов при нагревании на водяной бане и от 15 до 20 процентов при температуре 160°.
Отруби (волокнистое и жировое вещество) в очень небольшой пропорции, когда мука была правильно просеяна.
В процессе хлебопечения клейковина претерпевает брожение под действием закваски и выделяет углекислоту, которая заставляет тесто становиться пористым и разбухать, или, как это называется, подниматься. Хлеб содержит те же вещества, что и мука, но клейковина и крахмал присутствуют в состоянии, которое не допускает их разделения механическими средствами, а глюкоза, если она вообще присутствует, имеется в меньшем количестве: пропорция декстрина и воды, с другой стороны, значительно увеличена. Хлеб парижских городских пекарен содержит 40 процентов воды — мякиш, который составляет 5/6 массы хлеба, содержит 45 процентов; корка, составляющая оставшуюся 1/6, содержит 15 процентов. В армейском хлебе содержится 43 процента воды — мякиш, который составляет 4/5 массы хлеба, удерживает 50 процентов; корка, образующая оставшуюся 1/5, содержит 15 процентов.
Добавление поваренной соли естественно увеличивает пропорцию золы, остающейся при прокаливании хлеба.
Вода содержится в черством хлебе в том же количестве, что и в свежем хлебе, но существует в измененном молекулярном состоянии: при нагревании черствого хлеба он приобретет свойства свежего хлеба.
Следующие вещества используются при фальсификации пшеничной муки:
Картофельный крахмал.
Мука различных зерновых культур (риса, ячменя, кукурузы, овса и ржи).
Растительная мука (бобов, конских бобов, фасоли, гороха, вики, чечевицы и т. д.).
Мука плевела.
Гречневая мука.
Льняная мука.
Минеральные вещества (гипс, мел, известь, квасцы и сульфат меди).
Для обнаружения этих веществ клейковину, крахмал и золу исследуют раздельно.
a. ИССЛЕДОВАНИЕ КЛЕЙКОВИНЫ. Для выделения клейковины две части исследуемой муки и одну часть воды смешивают в тесто, которое помещают в мешочек из тонкого полотна, где его мнут под струей воды до тех пор, пока промывные воды не приобретут мутный вид; их сохраняют. Клейковина, полученная из хорошей пшеничной муки, обладает светло-желтым цветом; издает затхлый запах; и расплывается, если ее поместить на блюдце. В случае если мука была слишком сильно нагрета при помоле или иным образом плохо подготовлена, клейковина зерниста, ее трудно собрать в руке, и по внешнему виду она несколько напоминает кремень.
Клейковина, приготовленная из смеси равных частей пшеницы и ржи, клейкая, розовато-черная, неоднородная, расплывается легче, чем чистая пшеничная клейковина, легко разделяется и несколько прилипает к пальцам.
Клейковина, полученная из смеси пшеницы и ячменя, неклейкая, грязно-красновато-бурого цвета и кажется образованной переплетенными червеобразными нитями.
Клейковина, образованная из смеси равных частей пшеницы и овса, имеет черно-желтый цвет и демонстрирует на поверхности многочисленные мелкие белые крапинки.
Клейковина из смеси пшеницы и кукурузы имеет желтоватый цвет, неклейкая, но плотная и расплывается неохотно.
Клейковина, приготовленная из смеси пшеницы и бобовой муки, не обладает ни сплошностью, ни эластичностью и, если пропорция последней присутствует в значительной степени, может быть отделена и пропущена через сито, как крахмал.
Клейковина, полученная из смеси равных частей пшеничной и гречневой муки, весьма однородна и готовится столь же легко, как и клейковина из чистой пшеничной муки. Во влажном состоянии она имеет темно-серый цвет, который при высыхании меняется на глубокий черный. Пропорция клейковины в муке чрезвычайно вариабельна: хорошая мука содержит от 10 до 11 процентов сухой клейковины; плохая мука — от 8 до 9 процентов влажной клейковины, что равно примерно одной трети ее массы в сухом соединении.
b. ИССЛЕДОВАНИЕ КРАХМАЛА. Промывные воды муки оставляют отстаиваться на некоторое время в коническом сосуде. Как только крахмалистое вещество полностью осядет на дно сосуда, большую часть воды декантируют, а оставшуюся массу переносят на небольшой фильтр и дают ей высохнуть. Затем осадок исследуют на предмет присутствия картофельного и рисового крахмала.
Картофельный крахмал. Зерна картофельного крахмала намного крупнее зерен пшеничного крахмала. Если часть упомянутого выше осадка растереть в агатовой ступке, присутствующие гранулы картофельного крахмала разрушатся, а их содержимое высвободится; пшеничный крахмал останется неизменным. Затем массу обрабатывают водой, и жидкость фильтруют. Если присутствует картофельный крахмал, фильтрат приобретет синий цвет при добавлении водного раствора йода; в противном случае образуется желтая или фиолетово-розовая окраска. Необходимо избегать слишком долгoго растирания осадка, так как гранулы пшеничного крахмала также разрушатся от продолжительного измельчения.
Помимо различий, демонстрируемых картофельным крахмалом в размере гранул по сравнению с зернами пшеничного крахмала, первые разбухают до десяти или пятнадцати раз по сравнению с объемом последних при обработке раствором едкого кали: гранулы пшеничного крахмала не затрагиваются этой обработкой, если используемый раствор содержит не более 2 процентов соли. Результаты, полученные при вышеописанной операции, должны быть подтверждены микроскопическим исследованием.
Fig. 13.
Часть осадка смачивают раствором йода, затем тщательно высушивают и помещают на предметное стекло микроскопа. Затем массу смачивают раствором, содержащим 2 процента едкого кали, и исследуют. Добавление йода заставляет гранулы картофельного крахмала приобрести синий цвет и делает их форму и объем более легко различимыми, позволяя тем самым легко различать две разновидности крахмала. На рис. 13 представлен относительный размер гранул при наблюдении под микроскопом.
Присутствие картофельного крахмала в хлебе также обнаруживается путем растирания небольшого количества исследуемого образца на стекле с последующим добавлением нескольких капель щелочного раствора.
Fig. 14.
Рис и кукуруза. — Если в муку была подмешана рисовая или кукурузная мука, при микроскопическом исследовании наблюдаются угловатые и полупрозрачные фрагменты (рис. 14). Кукурузная мука приобретает желтый цвет при обработке разбавленным раствором едкого кали.
РАЗНЫЕ ИСПЫТАНИЯ. Льняная и ржаная мука. — Если льняную муку смочить водным раствором, содержащим 14 процентов едкого кали, и исследовать под микроскопом, наблюдаются многочисленные крошечные характерные гранулы, меньшие по размеру, чем зерна картофельного крахмала. Они обладают стекловидным видом, иногда имеют красный цвет и обычно образуют квадраты или весьма правильные прямоугольники. Данный тест в равной степени применим и к хлебу. Обнаружение льняной и ржаной муки осуществляется одновременно путем извлечения веществ из подозреваемой муки с помощью эфира, с последующим фильтрованием раствора и его выпариванием. Если мука содержит рожь, масло, оставшееся после выпаривания, при нагревании с раствором ртути в концентрированной азотной кислоте превращается в твердое вещество красивого красного цвета; однако оно остается неизменным, если получено полностью из льна. В случае затвердевания масла присутствующую соль ртути следует удалить промыванием водой, остаток обработать кипящим спиртом 36° B и отфильтровать раствор: при выпаривании спиртового фильтрата получается осадок, состоящий из присутствующего льняного масла.
Гречиха. — Мука, фальсифицированная гречихой, менее мягкая на ощупь, не уплотняется столь легко и проходит сквозь сито легче, чем чистая пшеничная мука. Здесь и там она содержит черноватые частицы, обусловленные периспермом зерна, и имеет грязно-белый цвет. Как отмечалось ранее, клейковина, полученная из смеси гречневой и пшеничной муки, обладает серым или даже черным цветом. Крахмал, поставляемый гречневой мукой, демонстрирует полиэдрические агломерации, аналогичные тем, которые представляет кукуруза.
Плевел. — Использование плевела при фальсификации пшеничной муки может привести к серьезным последствиям для здоровья. Для его обнаружения исследуемую муку настаивают с алкоголем 35° B: если мука чистая, алкоголь остается прозрачным; он приобретает соломенно-желтый оттенок, обусловленный присутствующими следами отрубей, но — хотя может растворяться специфическая смола — раствор не обладает неприятным вкусом. Когда же, напротив, присутствует плевел, алкоголь приобретает зеленый оттенок, который постепенно углубляется, и обладает горьким и тошнотворным вкусом; остаток, оставшийся от выпаривания настойки до сухого состояния, имеет зеленовато-желтый цвет и еще более неприятный привкус, чем спиртовой раствор.
Бобовые. — Бобовая мука не может добавляться к пшеничной муке иначе как в небольших пропорциях ввиду быстроты, с которой она изменяет свойства последней и сообщает ей свой характерный запах, заметный при обработке муки небольшим количеством кипящей воды. Их присутствие также легко обнаруживается по отличительным свойствам самого растения и по внешнему виду крахмалистого осадка при микроскопическом исследовании. Чтобы решить вопрос о присутствии бобовых, промывные воды, содержащие крахмалистое вещество муки, после того как присутствующие частицы клейковины были отделены пропусканием жидкости через шелковое сито, делят на две порции. Одной порции дают подвергнуться брожению при температуре от 18° до 20°: в случае отсутствия бобовых веществ происходит молочнокислое брожение и ощущается исключительно запах кислого молока; если же в жидкости содержатся бобовые, происходит прогоркающее брожение и выделяется запах, напоминающий запах разложившегося сыра. Оставшуюся порцию промывных вод после декантации от осадка крахмалистых веществ фильтруют и выпаривают до появления на ее поверхности желтоватой полупрозрачной пленки. Затем жидкость снова фильтруют от коагулированного альбумина, общего для всей муки, и коагулируют присутствующие бобовые вещества путем добавления по каплям уксусной кислоты.
Образующийся бобовый осадок выглядит белым и хлопьевидным; при исследовании под микроскопом он представляет пластинки с зазубринами по краю; он не имеет запаха и вкуса; при высыхании приобретает роговидный вид; он нерастворим как в воде, так и в спирте и не становится желатинообразным при обработке кипящей водой; он легко растворим в едком кали и других щелочных растворах, из которых осаждается при добавлении азотной, соляной, уксусной, щавелевой и лимонной кислот; при продолжительном кипячении в воде он теряет свое свойство растворяться в аммиаке. После применения вышеуказанных тестов исследуют следующий осадок, содержащий крахмал. Для этой цели небольшую порцию смачивают небольшим количеством воды, добавляют несколько капель раствора йода и помещают смесь на предметное стекло микроскопа: синеватые зерна, содержащиеся в полиэдрической и клеточной оболочке (рис. 15), легко распознаются. Смесь на стекле также можно обработать водным раствором едкого кали (содержащим 10 процентов соли) или разбавленной соляной кислотой: эти реагенты растворяют присутствующий крахмал, оставляя сетчатую ткань нетронутой. Если это исследование не дает определенного результата, оставшуюся часть крахмалистого осадка подвергают своего рода отмывке и отделяют ту часть, которая оседает медленнее всего. В этой порции содержатся сетчатые ткани присутствующих бобовых веществ, и, поскольку они сравнительно свободны от посторонних примесей, их идентификация не представляет особого труда. В случае если указывается наличие сетчатой ткани, все же необходимо применить подтверждающие химические тесты.
Fig. 15.
Мука, приготовленная из бобов, конских бобов и чечевицы, содержит танин, который придает зеленый или черный цвет соли железа. Окрашивание становится весьма чувствительным, если довольно значительное количество исследуемой муки пропустить через шелковое сито, а оставшиеся отруби обработать раствором сульфата железа (железисто-железистого сульфата): реакция происходит немедленно, даже если образец содержит всего 10 процентов бобовой муки. Мука из конских бобов и вики приобретает красный цвет при последовательном воздействии азотной кислоты и паров аммиака. Чтобы применить этот тест, подозреваемую муку помещают на край капсулы, содержащей азотную кислоту, последнюю нагревают, и по мере появления желтого окрашивания кислоту удаляют и заменяют аммиаком. Затем капсулу отставляют в сторону: если мука фальсифицирована любым из вышеуказанных растений, вскоре образуются красноватые пятна, которые легко различимы с помощью увеличительного стекла.
В случае если исследованию подлежит хлеб, его обрабатывают водой до истощения, жидкость пропускают через сито, верхний слой декантируют, затем выпаривают, а осадок обрабатывают спиртом. Полученную таким образом настойку выпаривают, а второй остаток обрабатывают азотной кислотой и аммиаком, как указано выше. Когда муку, приготовленную из бобов, вики или чечевицы, нагревают на водяной бане с соляной кислотой, разбавленной в три-четыре раза по объему водой, остается клеточная ткань цвета винного осадка; мука из пшеницы, гороха и фасоли оставляет бесцветный осадок при той же обработке.
Наконец, зерна крахмала (фекулы) бобовых обладают объемом, примерно равным объему картофельных гранул, и демонстрируют либо продольную борозду в направлении их длинной оси, либо двойную борозду, расположенную в форме звезды.
c. ИССЛЕДОВАНИЕ ЗОЛЫ. Бобовые вещества и, в особенности, минеральные соли обнаруживаются путем исследования золы, остающейся после сжигания муки.
Обнаружение бобовых. — Чистая пшеничная мука дает золу в количестве около 2 процентов от своей массы; в то время как бобовая мука оставляет от 3 до 4 процентов от своей массы в виде золы. Однако это различие слишком незначительно для получения окончательных результатов; необходим также анализ золы. Зола пшеничной муки не расплывается на воздухе, сухая, полурасплавленная и главным образом состоит из фосфатов поташа, соды, магнезии и извести, сульфатов и кремнезема. Раствор, полученный при обработке золы водой, имеет щелочную реакцию. Фосфаты щелочей, присутствующие в золе пшеницы, существуют в состоянии пирофосфатов, и, поскольку хлориды отсутствуют, добавление нитрата серебра к водному раствору золы дает белый осадок, состоящий целиком из пирофосфата серебра, который не изменяется под воздействием света.
Зола бобовой муки расплывается на воздухе и растворима в воде, образуя сильно щелочной раствор, который содержит как хлориды, так и нейтральные фосфаты. Последние дают чистый желтый осадок с нитратом серебра. При добавлении раствора этой соли к водному раствору золы образуется, следовательно, бледно-желтый осадок, который становится фиолетовым при воздействии света.
Обнаружение минеральных веществ. — Основными минеральными веществами, которые мошенническим путем добавляются в муку, являются молотые прокаленные кости, песок, известь, гипс, квасцы и сульфат меди. Два последних названных соли почти неизменно добавляются в небольших количествах; квасцы делают муку белой даже при использовании в пропорции одного процента; сульфат меди добавляется для придания хорошего внешнего вида хлебу, приготовленному из испорченной муки.