Экспертиза воска.
Не меньшее внимание уделил академик анализу пчелиного воска, его химическому составу и физическим свойствам. Это весьма ценное органическое вещество, известное человеку 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 с медом и воском 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 перегонки под действием высоких температур. Подобные опыты проводились и ранее русскими и зарубежными учеными. Только прежде исследователи обращали внимание на жидкие и твердые продукты перегонки, а газообразные, выделяющиеся при высоких и очень высоких температурах, не изучали.
Ученый исследовал и газы. Обнаружено их всего 2 процента по отношению к весу воска. В результате анализа продуктов перегонки установил, что в более твердой части находится больше кислот, а в более легкоплавкой — 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 году в результате сложных реакций среди других кислот впервые обнаружил маргариновую кислоту в виде свободных или сложных эфиров. Однако многое элементы, в присутствии которых ученый не сомневался, установить не удалось. Требовались дальнейшие исследования воска с использованием более совершенных методов анализа и лабораторного оборудования.
Каблуков обнаружил изменения химического состава воска при его отбеливании. Белый воск в довольно значительном количестве требовался для промышленных целей — приготовления лекарств, пластырей, косметических кремов, некоторых красок. Пчелиный воск обычно подвергался обесцвечиванию под действием солнечных лучей или химических средств, которые как раз и влияли на его качество. По сравнению с желтым воском в белом образовывались некоторые новые кислоты, заметно снижалось количество углеводородов, разрушались красящие вещества, уменьшался вес, изменялись физические свойства. Опыты, проведенные Каблуковым — крупнейшим знатоком прикладной химии, показали, что для более быстрого отбеливания воска необходимо совместное действие солнечного света и воздуха, а 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 ученый над способами распознавания примесей к пчелиному воску. 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 другой, наоборот, чистый воск плавает, а с механическими примесями тонет.
Из постоянных химических величин 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.
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 у пчел считал произвольным и сравнивал его с выделением секрета сальных желез у животных. В подтверждение почти одинаковой физиологии образования 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. Кроме того, для восполнения громадных белковых затрат, которые наблюдаются в период интенсивного восковыделения, пчелам необходима перга. Поэтому искусственное стимулирование восковыделения, чем в то время увлекались пчеловоды, стремившиеся получить побольше дорогостоящего воска, для практического пчеловодства невыгодно.
Изучение прополиса и пыльцы.
Что касается прополиса — пчелиного клея, третьего продукта пчеловодства, то, по словам Каблукова, “мы очень мало знаем о химическом составе его”.
Прополис был известен людям с глубокой древности как лекарственное средство. В народной медицине им успешно пользовались для лечения ран, долго не заживающих язв, ожогов. Применяли и в хозяйственных целях как превосходный лакокрасочный материал. Давно заметили, что пчелы собирают прополис с почек тополя, березы, ивняков. Потом была выдвинута теория, которая утверждала, что пчелы получают прополис из оболочки цветочных пыльцевых зерен. Академик, в частности, придерживался последней точки зрения. Современные химики экспериментально доказали близость прополиса к смолам, выделяемым клейкими почками древесных растений — березы, тополя, каштана.
Изучая физические свойства прополиса, Каблуков установил, что по цвету, вкусу, аромату, удельному весу он неодинаков. Прополис одних местностей резко отличается от прополиса из других регионов. Такое разнообразие ученый объяснял источником происхождения — различием растений, которые вырабатывали разные смолы и эфирные масла. И по своей химической природе прополис неоднороден.
При анализе удалось найти в нем четыре группы химических веществ — смолы, бальзамы, эфирные масла, воск и другие, какие не обнаружены в природе в свободном состоянии. Эти компоненты в какой-то степени подтверждали мысль, которую разделял ученый, о том, что в образовании прополиса принимают участие и медоносные пчелы. Эфиры, в частности, он извлек перегоном прополиса с водяным паром.
Каблуков считал, что прополис — очень ценное и весьма сложное органическое соединение. Выделить все составные части и соединения оказалось трудным, так как в то время не было ни совершенной аппаратуры, ни детальных научных сведений об эфирных маслах и смолах. Пришлось признать, что для химического состава прополиса пока не удается установить какие-либо определенные величины, которые указывали бы на его натуральность, как это было сделано им для меда и воска. Обращение авторитетного ученого-химика к прополису уже само по себе было знаменательным. Оно подчеркивало значимость этого загадочного продукта улья и нацеливало на его дальнейшее исследование.
В наше время в изучении прополиса достигнуты большие успехи. Детально исследован химический состав, выделено много новых элементов и соединений, установлены константы, определены физико-химические, биологические и ценные лечебные свойства. Уровень современных знаний о прополисе довольно высок.
Третий продукт медоносных пчел – прополис. Он обладает могучими антибактериальными свойствами и не одно тысячелетие врачует людей. В нем найдено более 50 веществ, включая витамины, бальзамы, эфирные масла. До сих пор нет микроорганизмов, которые устояли бы перед его активностью. Препараты из прополиса успешно применяют в хирургии, онкологии, кардиологии, гинекологии, стоматологии, дерматологии.
Впервые в стране Каблуков сделал основательный химический анализ цветочной пыльцы — важнейшего продукта питания пчел, источника белка, жиров, микроэлементов и витаминов. Без пыльцы, на одном меде, пчелы не могут выращивать расплод и выделять воск. Она очень нужна и молодым пчелам для укрепления организма. При пыльцевом голодании трутни как производители становятся неполноценными. Пчелы едят пыльцу и зимой. Изучение химического состава этого поистине удивительного корма представляло большой интерес, как для биологической науки, так и для практического пчеловодства.
Опыты начались в мае 1933 года. Были использованы образцы пыльцы ветроопыляемых и насекомоопыляемых растений. Такой сравнительный анализ мог выявить качество пыльцы различного происхождения и установить влияние ее компонентов на отдельные органы насекомых и организм в целом.
Из ветроопыляемых Каблуков взял пыльцу березы. Кстати, пыльцу, переносимую ветром, пчелы иногда тоже собирают, особенно если не хватает высших насекомоопыляемых растений-пыльценосцов.
В результате химического анализа было установлено, что пыльца содержит очень большое количество белка. В этом отношении она превосходит все богатые белком зерновые культуры. Много в ней и минеральных веществ — фосфора, калия, кальция и других жизненно важных элементов.
Пыльца насекомоопыляемых растений оказалась богаче белками, жирами и минеральными веществами, чем пыльца растений ветроопыляемых, причем пыльца разных насекомоопыляемых растений по качеству также неодинакова. Это был один из первых качественных анализов цветочной пыльцы. По данным Каблукова, цветочная пыльца содержит до 5% жира. Немало в ней Сахаров, безазотистых экстрактивных веществ. Обнаружена и молочная кислота. Пчеловоды теперь по достоинству могли оценить этот удивительный по богатству компонентов корм, который так охотно собирают пчелы с ранней весны до глубокой осени, независимо от ее запасов в гнезде.
Но цветочная пыльца в чистом виде, как известно, неполноценный корм для пчел, еще не готовый для употребления. Уже при сборе они смачивают ее слюной, нектаром или медом, а при складывании в ячейки еще добавляют мед. Добавки вызывают сложные биохимические процессы, которым способствует ульевая среда — высокая температура и влажность воздуха. Пыльца превращается в новый легкоусвояемый биологически активный продукт — пергу, употребляемую пчелами в пищу и выкармливание расплода. Поистине, перга — хлеб насущный для пчелы.
Если попытки анализировать цветочную пыльцу все-таки были, хотя и бессистемные, химического анализа перги до Каблукова не делалось. В перге он, в частности, установил увеличенное количество Сахаров и в несколько раз возросшее количество молочной кислоты. Стало ясным, почему этот корм сохраняет свои качества в течение длительного времени. Молочная кислота оказывается мощным консервантом перги. Высокая кислотность среды препятствует развитию в ней гнилостных бактерий.
Таким образом, была познана еще одна новая страница жизни медоносных пчел. В последующие годы химики откроют в пыльце целую кладовую витаминов, гормональных и ростовых веществ и назовут ее чудо-продуктом, весьма необходимым пчелам и благотворно влияющим на здоровье человека. Но начало этому было положено академиком Каблуковым.
Многолетние исследования ученого легли в основу его книги “О меде, воске, пчелином клее и их подмесях” — наиболее полного пособия по химическому составу и характеристике продуктов пчеловодства. Эта фундаментальная работа уже много лет (второе издание вышло в 1941 году) служит пчеловодам и химикам ценным практическим руководством и справочником. О специальном вопросе автор говорил здесь по-бутлеровски просто, так что текст понятен читателю, даже мало знакомому с химией.
Каблукова-химика интересовало буквально все, что, так или иначе, касалось продуктов пчеловодства и их переработки. В 1898 году на заседании Русского общества акклиматизации животных и растений он выступил, в частности, с сообщением о значении культуры чистых дрожжей в приготовлении вина из меда. Он поднял очень важный вопрос, который помог в свое время наладить производство высококачественных натуральных медовых вин различных марок и выйти с ними на международный рынок.
Ученый-просветитель.
Исключительно плодотворна научная, просветительская и общественная деятельность Каблукова. В 1895 году он был направлен в Германию и Францию для изучения системы высшего образования. Одновременно, несмотря на насыщенную программу, нашел возможность ознакомиться и с пчеловодством этих стран. В Германии его заинтересовала зимовка пчел на воле, а не в помещениях, как было принято в России почти повсеместно. Ульи на немецких пасеках размещали кучно, а не разбросанно, что позволяло человеку заниматься пчеловодством и на небольшом клочке земли. Русского ученого поразило, что в Германии, где пчеловодов намного меньше, чем в России, издавали 10 пчеловодных журналов, тогда как на родине выходило только два — “Русский пчеловодный листок” и “Вестник иностранной литературы пчеловодства”. Пропаганда пчеловодных знаний за границей была поставлена намного лучше, что дало свои результаты: более высокий профессиональный уровень подготовки немецких пчеловодов.
В 1896 году ученый посетил пчеловодный отдел национальной выставки в Женеве, а в 1899 году, когда участвовал в Международном конгрессе химиков в Вене, — австрийскую выставку пчеловодства. Особое внимание привлекло австрийское пчеловодное общество, которое издавало свой популярный журнал. Каблуков побывал и в школе пчеловодства, на краткосрочных курсах, интересовался их программой, учебным процессом. По его мнению, весьма полезно было бы и в России иметь авторитетное и влиятельное центральное пчеловодное общество, которое объединяло бы другие общества и направляло их деятельность, пропагандировало свои идеи через периодическую печать.
Летом 1912 года Каблуков был приглашен на VIII Международный конгресс по прикладной химии, который проходил в США. Ему, представлявшему Московский университет и другие высшие учебные заведения, и ученые общества России, Департамент земледелия поручил ознакомиться с тем, как за океаном распространяются пчеловодство и пчеловодные знания.
Академик встретился с известным американским ученым-пчеловодом профессором Б.Филлипсом и ведущим пчелопромышленником, автором классического труда “Энциклопедия пчеловодства” А.Рутом, ознакомился с его промышленным предприятием по производству ульев и пчеловодного оборудования.
Русского ученого поразили широта постановки пчеловодного образования и система распространения пчеловодных знаний не только среди американских пчеловодов, но и всех, кто, так или иначе, связан с сельским хозяйством, в частности среди фермеров-земледельцев.
Примерно теми же формами пчеловодной информации пользовались и в Канаде — стране высокоразвитого пчеловодства. Зарубежным опытом, несомненно, ученый думал воспользоваться для усиления пропаганды новых приемов та пчеловодства в России.
Однако Каблуков считал, что процветанию пчеловодства в России препятствует не только недостаточно эффективное распространение пчеловодных знаний в народе, но и недостаточность самих знаний. В 1902 году в докладе на II съезде деятелей по сельскохозяйственному опытному делу он указывал на то, что многие важные вопросы биологии пчел и пчеловодной практики остаются неразработанными, исследования часто носят не систематический, а отрывочный и даже случайный характер, к выполнению их привлекают не всегда подготовленных и знающих людей. Те же, кто занимаются научными исследованиями, нередко не имеют самых необходимых для этого условий — пасеки и лаборатории, без которых невозможно дать ничего серьезного ни науке, ни практике. Кроме того, в пчеловодстве есть такие стороны деятельности, которые требуют коллективных усилий, систематических наблюдений нередко в течение нескольких лет по заранее составленной программе, определенных материальных средств.
Даже пчеловодные общества — мощные и крепкие организации — не справляются с этими проблемами. Видимо, возникла необходимость создания специальных научных учреждений — опытных пчеловодных станций с серьезными систематическими научными исследованиями. “Устройство такого рода станций, — говорил Каблуков, — несомненно, содействовало бы развитию пчеловодства в России… Эта первые станции должны быть рассадником научных знаний по пчеловодству”. Он разработал целую программу действий опытных станций. Кроме прямых задач — научных исследований по биологии пчел и химии продуктов пчеловодства и постановки практических опытов для изыскания лучших приемов пчеловождения, — они должны распространять свои успехи среди народа. Ученый предложил устраивать при опытных станциях публичные беседы, систематически проводить курсы по пчеловодству, иметь лабораторию для проведения работ по анатомии пчел и анализу меда, воска и их суррогатов. Выдвинутая им конкретная комплексная программа впоследствии была воплощена в жизнь.
По мнению Каблукова, хорошо знавшего стиль работы ученых, научно-исследовательские станции наиболее удобно создавать при сельскохозяйственных высших учебных заведениях, которые имеют пасеки — производственную базу. Эти пасеки будут поставлять материал для исследований, на них станет отрабатываться технология пчеловодства.
Уже в послереволюционное время Каблуков входил в авторитетную комиссию по организации опытного дела в пчеловодстве. В новых исторических условиях перед пчеловодной наукой были поставлены очень большие задачи, и они могли быть выполнены только коллективными усилиями исследователей. На съезде пчеловодов в 1922 году он вновь доказывал необходимость опытных пчеловодных учреждений, горячо приветствовал только что организованные Тульскую опытную пчеловодную станцию и Московскую областную опытную сельскохозяйственную станцию с отделением пчеловодства. Организация и постановка научно-исследовательского и опытного пчеловодного дела в нашей стране тесно связаны с именем академика Каблукова, его титаническими усилиями и многим обязаны ему.
Редкий съезд, выставка или совещание по пчеловодству проходили без его участия. Он всегда старался передать свой богатый многолетний опыт молодым пчеловодам. Каблуков был одним из руководителей Всероссийской выставки пчеловодства 1899 года, приняв на себя весьма ответственные обязанности. Цель ее — ознакомить общественность с пчеловодством России, его состоянием и перспективами, способствовать распространению сведений о рамочном пчеловодстве и, как тогда говорили, учить примером. Ведь выставка — это своего рода общедоступная школа, в которой можно получить новые и самые верные сведения, заручиться ценным советом, увидеть все своими глазами. Всероссийская выставка показала, что рациональное пчеловодство благодаря усилиям и энергии прогрессивных деятелей постепенно распространяется по России. Увеличивается число пчеловодов-рационалистов и пунктов, где успешно работают по-новому и где можно многому научиться. “Этот факт, по моему мнению, — говорил Каблуков на торжественном заседании Русского общества акклиматизации животных и растений, — очень отрадный, ибо крестьянин не всегда с охотой пойдет учиться к барину, но когда увидит, что его же брат-крестьянин ведет свое пчеловодное хозяйство по- новому, не так, как водили деды и прадеды, и получает от этого большой доход, то пойдет к такому пчеловоду и начнет у него учиться: с введением же рационального пчеловодства начинают исчезать массы суеверных и нелепых россказней”. В новой системе пчеловодства, основанной на знании природы медоносных пчел, — один из путей повышения общей культуры крестьянина, его нравственного воспитания и совершенствования, приобщения к книгам.
На выставке Каблуков демонстрировал свои экспонаты — коллекции медов, воска и их фальсификатов. Все было направлено на то, чтобы способствовать прогрессу пчеловодства России. Личная пасека академика в подмосковной деревне Витенево тоже была очагом культурного пчеловодства для крестьян окрестных деревень.
В течение многих лет Каблуков читал лекции на всевозможных пчеловодных курсах — на Измайловской опытной пасеке, в Зоологическом музее университета, в Костроме, Екатеринодаре, Подмосковье, выступал с циклом публичных лекций в Московском зоологическом саду и других местах, стараясь пробудить у широкой публики интерес к пчеловодству — исстари любимому занятию русского народа. Читая лекции на курсах садоводства и огородничества для сельских учителей, он подчеркивал важность обучения в школах пчеловодству, напоминал слова Бутлерова о том, что сельские учителя — лучшие проводники знаний рационального пчеловодства среди крестьян.
Надолго запоминались выступления Каблукова, его увлекательные лекции и беседы, пересыпанные рассказами о собственных наблюдениях, шуточными замечаниями, интересными и поучительными эпизодами из жизни ученых- пчеловодов. Как блестяще знал он свой предмет, как просто, доходчиво и увлекательно мог его излагать! На лекциях демонстрировались экспонаты — то разные сорта меда, препараты тростникового, виноградного, плодового сахара, то образцы натуральных и фальсифицированных восков, нередко тут же ставились опыты, в которых принимали участие сами слушатели. Все это говорило о неиссякаемой энергии просветителя.
Каблуков составлял учебные плакаты, писал популярные пособия для пчеловодов-крестьян. Одна из первых таких книг — “Пчелиный воск” — руководство к качественному и количественному анализу воска и его подмесей, издана в 1893 году. В серии популярной библиотеки неоднократно выходила работа “Пчелиный воск, его свойства, состав и простые способы открытия подмесей к нему”. Его лекции, прочитанные на курсах пчеловодства, под названием “Мед и воск” выдержали несколько изданий и были хорошо известны пчеловодам России.
Каблуков работал над объемной статьей по истории русского пчеловодства, которая, к сожалению, не была завершена. Однако по материалам, хранящимся в архиве Российской Академии наук, видно, что его волновали поворотные события 70-80-х годов прошлого столетия, когда вокруг Бутлерова началось формирование русских пчеловодов-рационалистов. Кстати, о Бутлерове-пчеловоде и общественном деятеле по распространению рационального пчеловодства, Каблуков написал большую работу — лучшую из всего, что до сих пор написано о нем. Он первым оценил творческую деятельность Бутлерова с большой исторической перспективой как основоположника рационального пчеловодства, впервые составил библиографию его пчеловодных работ. И даже тогда, когда писал о Бутлерове-химике, не забывал сказать о нем как о пчеловоде; всегда, во всех своих помыслах и делах, чувствовал большую ответственность перед величием своего учителя, перед русской историей.
Признавая выдающиеся заслуга академика Каблукова перед пчеловодством, Русское общество акклиматизации животных и растений избрало его действительным членом, Общество любителей естествознания, антропологии и этнографии — непременным членом, Русское общество пчеловодства — почетным членом, Ярославское общество пчеловодства — членом-корреспондентом. Он был членом и многих других обществ России.
Заслуженный деятель науки, почетный член Российской Академии наук, академик Каблуков оставил большое научное наследие не только в химии, но и в пчеловодстве. Его основополагающие работы о продуктах жизнедеятельности медоносных пчел и плодотворная просветительская деятельность говорили об успехах русской пчеловодной науки и, безусловно, способствовали прогрессу отрасли. Несмотря на выдающиеся достижения современной биохимии в области изучения продуктов пчеловодства, Каблуков по-прежнему остается признанным мировым авторитетом.
