Возьмем, к примеру, томаты. Когда мы слышим это слово, то сразу же представляем себе овощ красного цвета с гладкой кожицей, хотя на самом деле его цвет в зависимости от спелости может варьироваться от зеленого или оранжевого до темно-красного. Размер тоже бывает разным – от черри до «бычьего сердца», а форма – округлой или вытянутой. Зная все это, вы можете использовать здравый смысл (вашу внутреннюю базу данных), чтобы определить, является ли предлагаемый вам плод томатом. Если речь идет о томатах на ветке, то считается предпочтительным, чтобы они продавались прямо на ней, хотя это совершенный абсурд, ведь по мере созревания они должны от нее отделяться. Ветка напоминает нам о том, что наши томаты выросли на растении, и имеет приятный запах, однако при этом неизбежно оказывается в мусорном ведре. Как бы то ни было, едва ли кто-то из нас представляет, как отличить местные или выращенные в нашем регионе томаты от любых других. Это требует знаний, лежащих за пределами нашего повседневного опыта, а если серьезно, то также и за пределами возможностей наших органов чувств. Здесь мы вынуждены полагаться на информацию с этикетки, и это развязывает руки мошенникам. Где и как был произведен продукт – один из самых трудных вопросов, с которыми сталкиваются лаборатории по анализу пищевых продуктов.

Выявление поддельных продуктов или ингредиентов основано на распознании и выделении определенных физических и химических (либо биохимических) характеристик – своего рода «отпечатков пальцев», – которые отличают фальсифицированный продукт или ингредиент от эталонных образцов. Фингерпринтинг, или метод отпечатков, – относительно простая идея, которая используется в научных исследованиях по экологии, биомедицине и криминалистике. Она заключается в том, что вариации в химическом составе материала, взятого из различных источников, могут быть использованы в диагностических целях. Так, в биомедицине изменение биохимических метаболических «отпечатков» дыхания и мочи все чаще используются для диагностики заболеваний, особенно на ранней стадии. В криминалистике различия в химическом составе запрещенных наркотиков, взрывчатых веществ и следов пороха могут служить уликами, связывающими подозреваемого с местом преступления или жертвой. В расследованиях пищевого мошенничества применяется тот же подход, однако имеются некоторые нюансы.

• Сложный химический состав продуктов. Наша еда представляет собой биоматериал, то есть животные и растительные продукты, состоящие из тысяч сложных биохимических соединений, таких как углеводы, белки, жиры и нуклеотиды, – и это не считая воды, минералов и микроэлементов. Сложность состава является козырем как для мошенников, так и для ученых. Она позволяет спрятать нелегальные добавки, но вместе с тем сложные соединения имеют уникальные отпечатки.

• Естественные вариации химического состава биологического материала. Сама того не желая, мать-природа помогает мошенникам. Состав одного и того же продукта может быть весьма изменчивым. Эти естественные вариации хорошо знакомы биологам, еще в большей степени экологам, биохимикам и геохимикам, которые изучают естественные объекты. Как правило, амплитуда вариаций невелика – иногда всего несколько процентов на всю выборку, однако этого оказывается достаточно, чтобы развязать руки опытным фальсификаторам. Естественная вариативность в сочетании со сложным биохимическим составом дает им бесчисленные возможности спрятать нелегальные ингредиенты.

• Процессы переработки пищи, в том числе рафинирование, смешивание, а также термическая обработка, могут вызвать изменения в отпечатке по сравнению с сырым продуктом. Так, при рафинировании сахара происходит сепарация исходного продукта: тростниковый сахар-сырец делится на мелассу, чистые кристаллы и примеси. Таким образом, рафинирование и прочие виды переработки могут «стереть» те самые отпечатки, на распознание которых направлены многие тесты, – к примеру, содержание белков или определенные свойства ДНК. Трудность выявления мошенничества еще более усугубляется с увеличением количества ингредиентов и усложнением методов переработки, которые применяются к исследуемому продукту. Мошенники просто обожают продукты с высокой степенью переработки, поскольку те являются идеальным объектом для введения нелегальных ингредиентов. Это означает, что ученым, которые борются с пищевым мошенничеством, необходимо хорошо понимать процессы переработки, чтобы применить к продукту правильные тесты.

Химический анализ может проводиться на двух уровнях: отдельных соединений либо их смеси. В каждом случае имеются свои преимущества. Анализ смеси всегда будет дешевле и быстрее, однако анализ на уровне химического состава отдельного соединения, или молекулярный анализ, может снабдить вас узнаваемым отпечатком, который повышает шансы на выявление различий в материалах из разных источников. К примеру, анализ смеси может определить процентное содержание азота в продукте, что является вполне оправданным первым шагом при оценке содержания белка (так проверяют, было ли молоко разбавлено водой). Но чтобы понять, присутствует ли весь этот азот в форме белка или какой именно белок присутствует в продукте, понадобится анализ отдельных соединений.

Идею отпечатков можно объяснить по аналогии с паролем, который вы используете для доступа к вашему компьютеру: чем больше букв и цифр вы включаете в пароль, тем труднее его взломать. Тот же принцип действует и для химических отпечатков: чем больше химической информации мы используем, тем более характерный отпечаток получаем в результате. Многие виды пищевого мошенничества так или иначе связаны с содержанием белков в продуктах. Любые белки состоят из 20 распространенных аминокислот, так что распознавание этих аминокислот и определение их концентрации может подтвердить присутствие и количество белка, но не его растительное либо животное происхождение. В случае с белками метод химических отпечатков может быть использован для определения последовательности, или порядка, в котором аминокислоты выстраиваются в цепочки, – и мы еще поговорим об этом ниже.

Чтобы лучше понять, как все это работает на практике, давайте обратимся к конкретному продукту, например меду. Он представляет собой восхитительно сладкий, обладающий достаточно характерным вкусом золотистый натуральный сироп, который производит самая трудолюбивая из всех медоносных пчел – Apis mellifera. Медоносные пчелы собирают нектар с растений и преобразуют его в мед, служащий источником энергии для пчелиной семьи. Опытный пчеловод заставляет пчел делать излишек меда на радость потребителям. Ежегодно в мире производится 1,2 млн т меда. Но даже этого ошеломительного количества недостаточно, чтобы удовлетворить спрос. Это весьма плачевно, если подумать, что одна рабочая пчела за всю свою жизнь может произвести примерно 0,5 г меда.

Особые и премиальные виды меда дороги, поскольку производитель заявляет об их питательных и даже целительных свойствах, благодаря которым они становятся популярными. Как бы то ни было, любой мед, который мы покупаем, пусть даже не премиальный, должен быть натуральным. Высокий спрос и немалые цены побуждают мошенников увеличивать объем этого ценного продукта, добавляя в него более дешевые ингредиенты – кукурузную патоку, фруктозу, глюкозу, свекольный или тростниковый сахар. Неудивительно, что мед входит в составленный Европейским парламентом список из десяти самых подделываемых продуктов.