Исследовательская работа по химии "Заглянем в чашку чая..."

МОУ Силинская основная общеобразовательная школа

Научно-практическая конференция «Первые шаги в науку»

Номинация: пищевая химия

Конкурсная работа

«Заглянем

в чашку чая…»

Работу выполнила:

Червякова Наталья,

14 лет.

                                                          Руководитель:

Сазанова А.Е.,

учитель химии

с.Силино

2014 г.

Оглавление

1. План       …………………………………………………….................................стр.  3.  

2. Введение       …………………………………………………………………….стр. 4-5.

3. Основная часть       ……………………………………………………………. стр. 6-27.

4. Заключение       ………………………………………………………………….стр. 28.

5. Литература      ………………………………………………...............................стр. 29.

6. Приложение    

План

I. Введение. Роль чая в нашей жизни.

1. Актуальность темы

2. Цель

3. Задачи

4. Методика исследования

II. Основная часть. Чай. Что мы знаем о нём?

1. Теоретическая часть:

а) Разновидности чая;

б) История появления чая;

в) Состав чая;

г) Чай и здоровье;

д) Способы заваривания чая;

е) Необычные рецепты заварки чая;

ж)  Интересные факты о чае.

2.Практическая часть:

а) Качественная реакция на кофеин;

б) Определение витамина С в чае;

в) Определение кислотно-щелочного баланса;

г) Определение танина в чае;

д) Определение глюкозы в чае.

III. Заключение.

IV. Литература.

V. Приложение.

I. Введение. Роль чая в нашей жизни.

1.1Актуальность темы

      Чай – пока самый распространённый напиток на земном шаре. По общим подсчетам он является основным для двух миллиардов человек на земле.

     Чай – один из самых древнейших напитков, употребление которого неразрывно связано с национальной культурой, хозяйством и историческими традициями многих народов.

     Каждое утро для миллионов семей в мире начинается примерно одинаково – с чашки бодрящего чая: черного, зеленого, каркадэ, травяного. Причем вкушаем мы любимый напиток, скорее, по привычке, нежели осознанно.

    Но чай – не просто напиток в ряду других напитков. Для некоторых народов и народностей, в том числе и в нашей стране, он является продуктом первой необходимости. Есть народы, которые буквально живут чаем, ценят его наравне с хлебом как жизненно важный, ничем не заменимый продукт. Только в нашей стране эти народы в общей сложности составляют 25 млн. человек.

    В наши дни чай является неотъемлемой частью жизни, заваривание чая, неторопливое чаепитие носят подчас ритуальный характер. Нескучные дружеские беседы за чашкой чая способствуют духовному просветлению, рождают умные, позитивные мысли.

 Чай горячий, ароматный

И на вкус весьма приятный.

Он недуги исцеляет

И усталость прогоняет,

Силы новые дает,

И друзей за стол зовет.

С благодарностью весь мир

Славит чудо – эликсир!

         Вот почему надо заботиться о том, чтобы потребление чая приносило максимум пользы, было основано не только на привычках и традициях, но прежде, всего на знаниях, на современных научных представлениях о продукте.

1.2 Цель исследования.

Изучение состава и свойств чая и  выяснение влияния чая на здоровье человека.

1.3 Задачи:

1. Изучить сведения по теме, используя научно-популярную литературу, ресурсы Интернет;
2. Провести входную диагностику (составить анкеты, провести анкетирование,  обработать материал);
3. Изучить состав и свойства чая;
4. Найти оригинальные рецепты приготовления чая;
5. Доказать экспериментальным путём, какой чай лучше;
6. Собрать интересные факты о чае;
7. Создать буклет «Заглянем в чашку чая…»(Приложение 3).

Объект исследования – чай черный и зеленый.

Гипотеза – все виды чая полезны для организма человека.

1.4 Методы работы:

1. поиск материала;
2. анализ полученного материала;
3. исследование состава и химических свойств чая.

    Чтобы выяснить значение чая в нашей жизни, я изучала научно-популярную литературу, ресурсы Интернет. Из данных источников узнала историю, состав, свойства, интересные факты о чае.

     Провела анкетирование среди учащихся и учителей  нашей школы (охватила 93 человека). Выяснила, употребляют ли они чай и какому чаю отдают предпочтение.

    Провела экспериментальную работу, в которой удостоверилась, что состав и свойства каждого чая обладает своей индивидуальностью.

II. Основная часть.

Чай. Что мы знаем о нём?

2.1 Теоретическая часть.

Разновидности чая

     Чайный куст относится к семейству чайных и представляет собой многолетний вечнозеленый кустарник. Он выдерживает кратковременные морозы до –23 °С, но в холодных районах дает меньший урожай. Чайный куст растет в долинах и на высоте 700–800 м над уровнем моря. Побеги чая начинают развиваться при температуре 11–12 °С.

       В отличие от многих других растений чайный куст цветет осенью. Завязи зимуют на кустах, а с весны они начинают расти и развиваться; семена созревают в октябре.

      У чайного куста собирают верхушечные части молодых побегов, так называемые флеши. Чем нежнее флеши, тем выше качество чая. Для получения большого количества нежных побегов чайный куст весной ежегодно подрезают, и он приобретает своеобразную форму.

       Первый сбор листа начинают па кустах четырехлетнего возраста. Сбор сортового листа производят с конца апреля или начала мая до октября. Собирают только трехлистные нормальные флеши, а также глушки, т.е. нежные флеши, приостановившие рост. Поскольку на разных побегах флеши созревают в разное время, сбор чайного листа производят непрерывно. Нежные флеши после сбора сразу же отправляют на фабрику, где их перерабатывают в черный и зеленый чай.

     Помятый, передержанный лист теряет качества, а иногда становится непригодным для переработки.

     Сначала листья провяливают на полках, где они становятся мягкими и скручиваются. В это время в них происходит процесс ферментации, значительно изменяющий химический состав листьев. К концу процесса ферментации листья приобретают медно-красную окраску и специфический аромат. Затем их сушат в специальных сушилках, где они чернеют. Так получают черный байховый чай.

Зеленый чай получают из того же сырья, что и черный. Различия заключаются лишь в способе переработки. Листья, используемые для приготовления зеленого чая, не подвергают ферментации, а сразу сушат. Зеленый цвет их при этом сохраняется, также сохраняются и природные свойства, характерные для вида.

Чай «Каркаде» – чайный цветочный напиток, который вырабатывают из чашечек цветка растения гибискус.

История появления чая.         Трудно найти уголок Земли, где не любили бы чай. Этот напиток занимает второе место после воды.

        Родина чая – Юго-Западный Китай и примыкающие к нему  районы  Верхней Бирмы и Северного Вьетнама.                  

         Первое упоминание о чае восходит к глубокой древности. О том, как был обнаружен дикорастущий чай, рассказывают легенды Китая, Индии, Японии. По оной из них, чай возник во времена творения Земли и Неба, его связывают с именем Государя солнца Янь-ди. По другой, император Южного Китая Чен Нунг (третье тысячелетие до н.э.) однажды попробовал напиток, который случайно получился из листьев, нечаянно попавших в кипяток.  Напиток оказался настолько ароматным и вкусным, что император приказал собрать и сохранить эти листья и издал указ о применении его по всей стране. Исторические памятники подтверждают, что чай был известен в Китае уже в период троецарствия (220 – 280 годы). Возделывание его как культуры относится к 350 году. Индусы считают, что чайный куст случайно обнаружил принц Бадхидхарма, путешествуя по Южному Китаю. По японской легенде чайный куст вырос на том месте, куда упали веки принца Дарумы, которые он обрезал, чтобы не заснуть во время медитации. С этого куста последователи Дарумы  собрали листья и приготовили бодрящий напиток. Долгое время считалось, что кусты – единственный вид этого растения. В 1763 году один шведский мореплаватель привёз  известному естествоиспытателю Карлу Линнею из Китая живой чайный куст.

       Учёный, будучи уверен в уникальности этого растения, присвоил  ему в своей классификации название – «чай китайский».  И лишь в 19 веке в индийской провинции Ассам, в Бирме и Лаосе были открыты чайные деревья. Ботаникам пришлось признать,  что чай имеет и другой вид, которому было дано название –  «чай ассамский». Чем дальше на север, тем мельче чайные кусты, а ближе к экватору это уже большие деревья.              Первенство и превосходство дикого китайского кустового чая по сравнению со всеми известными его разновидностями было доказано и путём биохимического анализа советским химиком К.М. Джемукадзе. Китайские философы говорили, что чай лучше вина, так как укрепляя и взбадривая, он не вызывает опьянения и лучше воды, так как не является переносчиком инфекций.

     Вначале чай употребляли правители и священнослужители как целебное питьё, снимающее усталость, укрепляющее силы и зрение, или в составе мазей,  например, от ревматизма. Использовать чай как напиток на его родине  начали в пятом веке.  Чай ценился очень высоко – императоры дарили его своим сановникам в знак поощрения. В  шестом  веке это любимый напиток знати. Но к десятому веку чай стал национальным напитком в Китае и соответственно, предметом торговли.

      В Европу чай был ввезён в 16-18 веках португальцами и голландцами. Укоренившись в Нидерландах, употребление этого напитка превратилось в традицию послеобеденного чаепития и распространилось через Атлантику до Нью-Амстердама. В 1664 году Ост-индской английской компании привезли в дар королю два фунта чая. Дар был принят, напиток оценён по достоинству, и началось триумфальное шествие чая, сначала как предмета роскоши, доступной богатым и знати, а значительно  позднее – как традиционного напитка широких слоёв. Он стал доступен горожанам лишь с конца 18 века, после снижения налога на чай, но для большинства оставался ещё слишком дорогим.

     Чай пили в кафе, где при недостатке разменной монеты в качестве сдачи можно было получить чайные талоны, которые принимались магазинами как обычное средство платежа. В 1793 году  лорд Макартни вывез из Китая семена чая и передал их в Калькуттский ботанический сад для изучения и культивации. Индия, бывшая тогда колонией Британской империи, активно развивала производство чая. В 1860 году было реализовано уже около двух тысяч тонн. Теперь стал вопрос о темпах перевозки. По бескрайним морским просторам неслись чайные клиперы – быстроходные парусники с ценным грузом.

      Традиционными стали чайные гонки, сулившие приз победителю. Известен случай, когда три клипера – «Ариэль», «Тайпинг» и «Серика» - синхронно прошли всю дистанцию длиной 25744 км и борт о борт вошли в гавань. На Яве, Суматре, во Вьетнаме чай начинают разводить в первой половине 19 века, во второй половине – в Африке и Южной Америке, в начале 20 века  - в Северной Италии и Южной Швейцарии. В настоящее время разведение чая освоено и в Австралии.

  Химический состав чая.

    Первые серьезные исследования химии чая были начаты еще в начале 20 века на яванских плантациях. Однако, до сих пор, точный химический состав чая до конца не изучен. Согласно последним исследованиям, в чае содержится около 300 различных химических веществ.

Чайный лист состоит из воды, сухих веществ, экстрактивных веществ, алкалоидов, фенольных соединений, углеводов, азотсодержащих веществ неалкалоидной природы, гликозидов, пигментов, органических кислот, минеральных веществ, эфирных масел, альдегидов, смол, витаминов и ферментов.  

           Вода — главная составная часть чайного листа и та среда, в которой происходит взаимодействие веществ. Высокое содержание воды способствует энергичному протеканию биохимических реакций, а её дефицит приводит к снижению активности ферментных систем и, следовательно, к замедлению скорости протекания реакций.

Сухие вещества можно условно разделить на растворимые в горячей воде и нерастворимые. К первой группе относятся вещества, положительно влияющие на качество чая: фенольные соединения (танин, катехины,  фенолкарбоновые кислоты и т. д.), эфирные масла и альдегиды, кофеин, теобромин и теофиллин, аминокислоты, витамины, ферменты, водорастворимые углеводы,  микро- и макроэлементы и др. Ко второй группе относятся балластные вещества, т. е. отрицательно влияющие на качество чая: высокомолекулярные полимеры (целлюлоза, гемицеллюлоза, лигнин, протопектин, пектиновая кислота), хлорофиллы, нерастворимые белки и т. п.

При огрублении чайного сырья содержание веществ первой группы постепенно уменьшается, а второй — увеличивается.

Экстрактивными веществами или экстрактом называют водорастворимую фракцию сухого вещества. Нерастворимую фракцию, состоящую из балластных веществ, которые остаются в чае после заваривания, называют разваркой. Чем больше экстрактивных веществ, тем выше качество и биологическая ценность чая

      Алкалоиды — азотсодержащие вещества, широко распространённые в растительном мире. В чайном листе содержатся также алкалоиды, которые принадлежат к гетероциклическим соединениям и представляют собой органические основания, поэтому они дают соли с кислотами (винной, яблочной, лимонной и др.). В чайном листе находятся производные пурина — кофеин, теобромин и теофиллин:

В чайном растении образуется и накапливается преимущественно кофеин, содержание которого может достигать 2-3%. Высокое содержание кофеина в чае указывает на его качество.

Кофеин широко применяется в медицине как стимулятор ЦНС, вызывает повышение жизнедеятельности всех тканей организма, усиливает обмен, дыхание и кровообращение, возбуждение корковых процессов, обладает также диуретическим действием. Субъективно общий эффект от физиологического воздействия кофеина на организм человека часто связывают с подъёмом активности, бессонницей и способностью сосредоточиться на утомительных работах. Такой эффект длится примерно 30 мин. Несмотря на то что кофеин в организме не накапливается, чрезмерное потребление чая (более 600 мг кофеина в день, что соответствует примерно 6 чашкам чая) может привести к своеобразному наркологическому заболеванию — «кофеизму» (беспокойство, сердцебиение, бессонница, головная боль и т. д.). Смертельная доза кофеина для человека составляет около 10 г (примерно 200 чашек чая). Поэтому отравления кофеином не происходит. Как показывают последние исследования, кофеин и теофиллин способствуют уничтожению в организме энзима — вещества, которое может вызвать некоторые виды рака и образование тромбов.

Фенольные соединения. Эта группа составляет наиболее ценную часть зелёного чайного листа и представлена в основном катехинами  и их галловыми эфирами. Фенольные соединения включают в себя свыше 30 близких по природе соединений, их содержание достигает 25% сухой массы чайного листа. На катехины приходится 60-70% всех фенольных соединений. Они принимают участие в окислительно-восстановительных процессах, которые протекают при ферментации чайного листа, и тем самым влияют на вкус, цвет настоя и частично — аромат готового чая. Кроме катехинов в чайном листе присутствуют гликозиды, а также простые полифенолы — фенолкарбоновые кислоты.

Галловая кислота в чайном растении содержится как в свободной, так и в связанной форме. Она легко выделяется при щелочном или ферментативном гидролизе сложных катехинов:  

Эллаговая кислота в незначительном количестве содержится в японском чае:

Кофейная кислота обнаружена в индийском чайном листе ассамской разновидности:

       Углеводы — важная группа химических соединений, входящих в состав чайного растения.

Водорастворимые углеводы — глюкоза и фруктоза имеют одинаковую эмпирическую формулу С6H12О6. Они отличаются тем, что в глюкозе содержится альдегидная группа, а во фруктозе — кетонная. При соединении одной молекулы глюкозы и одной молекулы фруктозы образуется дисахарид — сахароза:

Со временем в чайном листе увеличивается содержание моносахаридов и сахарозы.

Среди полисахаридов в чае обнаружены целлюлоза, гемицеллюлоза и крахмал. Целлюлоза — основной структурный полисахарид клеточной стенки растения. В зависимости от вегетационного периода содержание целлюлозы составляет от 6 до 10%. По мере старения листа её количество резко увеличивается. В производстве чая её считают балластным веществом, так как она не участвует в формировании качественных показателей продукции.

Азотсодержащие вещества не алкалоидной природы представляют собой белковые вещества, аминокислоты и амиды чая. Белки — сложные высокомолекулярные природные соединения (полипептиды), построенные из остатков А-аминокислот. Белки делятся на простые, или протеины, и сложные, или протеиды. Протеины состоят из остатков аминокислот, а протеиды — из протеинов, с которыми прочно связаны соединения небелковой природы (углеводы, липиды, нуклеиновые кислоты, металлы и т. д.).

Гликозиды рассматривают как сложные вещества, которые состоят из двух компонентов, соединённых гликозидным гидроксилом: одного - сахара, а другого - несахара, или агликона. В гликозидах сахарами могут быть глюкоза, фруктоза, и др. В качестве агликонов могут быть различные соединения: альдегиды, спирты, кетоны, фенолы, и т. д. Все они могут принимать определённое участие в формировании качественных показателей готового чая. Большинство из них окрашенные соединения (кроме лейкоантоцианов), кроме того, все они характеризуются вяжущим, горьковатым вкусом и в различной степени обладают Р-витаминными свойствами.

Флавонолы в чайном листе представлены моно-, ди- и тригликозидами трёх агликонов — кемпферола, кверцетина и мирице-тина: обусловливают целую гамму различной окраски

Антоцианы — пигменты, объединяющие группу красящих веществ растений, которые участвуют в окраске плодов, листьев, цветков и других органов растений. Они состоят из агликонов — антоцианидинов и углеводной части, которая в основном представлена глюкозой, рамнозой и галактозой.

Антоцианиды, входящие в состав антоцианов, обычно делят на три группы — пеларгонидина, цианидина и дельфинидина:

дельфинидин

Лейкоантоцианы — вещества, которые накапливаются в органах чайного растения в сравнительно меньшем количестве, чем другие гликозиды. Агликонами этих гликозидов являются лейкоцианидин и лейкодельфинидин:

Органические кислоты выполняют в жизни растения весьма важные и многообразные функции. В чае содержатся такие кислоты, как лимонная, яблочная, щавелевая, янтарная, а также уксусная, пировиноградная, ке-тоглутаровая, щавелево-уксусная и ряд кислот фенольной природы.

Минеральные вещества содержатся как в чайном листе, так и в готовой продукции. В состав минеральных веществ входят калий, фосфор, кальций, магний, сера, железо, марганец, фтор и др. Существует прямая корреляция между качеством чая и содержанием в нём растворимой части минеральных веществ.

Калий. Его содержание в чайном листе составляет 50-60% от массы минеральных веществ. Калий играет огромную роль в жизнедеятельности чайного растения. Ему отводится большое значение, как в общем обмене веществ, так и в синтезе углеводов и белковых соединений.

Фосфор. Содержание фосфора в чайном листе составляет 15-20% от массы всех минеральных веществ. В почке и в первом листе этого элемента больше, чем в нижних и грубых листьях чайного побега.

Магний входит в состав молекулы хлорофилла.

Медь и железо. Несмотря на незначительное содержание этих элементов, они входят в состав некоторых физиологически важных органических соединений, таких, как ферменты ортодифенолоксидазы (медь) и пероксидазы (железо).

Марганец. Существенная роль в окислительно-восстановительных процессах принадлежит марганцу, содержание которого составляет 1-4% от общей массы минеральных веществ.

Один из важнейших показателей качества чая — аромат, который обусловлен наличием эфирного масла и смолистых веществ.

Эфирное масло — сложная смесь веществ, относящихся к самым разнообразным классам соединений, растворимых в органических растворителях и обладающих способностью улетучиваться с водяным паром.

В образовании аромата чая существенную роль играют ароматические альдегиды. В составе эфирных масел содержатся ванилин, п-гидроксибензальдегид.

С учетом специфики потребления чая в виде водного экстракта особое внимание уделено водорастворимым витаминам в составе сырья и готовой продукции.

Витамины — это группы сравнительно низкомолекулярных органических соединений разнообразной химической природы. По растворимости они подразделяются на две большие группы: растворимые в жирах и растворимые в воде. К жирорастворимым относятся витамин А, отсутствие которого связывается с нарушением роста; витамин D — антирахитический фактор; витамин К, необходимый для нормального свёртывания крови; витамин Е (токоферолы) — антигеморрагический фактор. К водорастворимым относятся витамины группы В, витамины 33, 3 и С, биотин, инозит, я-аминобензойная и фолиевая кислоты, витамин U (метилметионин). С учётом того, что потребление чая осуществляется в виде водного экстракта, особое внимание уделено водорастворимым витаминам в составе чая.

Витамин С. Чайный лист богат витамином С (L-аскорбиновая кислота). Однако в процессе переработки чайного листа содержание этого витамина резко уменьшается, особенно при ферментации и сушке. Это происходит вследствие того, что витамин С принимает самое активное участие в окислительно-восстановительных процессах.

        Витамин B (тиамин, аневрин). Этот витамин содержит ядра пиримидина и тиазола. Он играет важную роль в процессах превращений углеводов, так как входит в состав пиуватдекарбоксилазы:

Содержание витамина В, в чае в среднем составляет 0,3-10 мг на 1 кг сухого сырья.

Витамин В2 (рибофлавин, лактофлавин). Это азотистое основание жёлто-оранжевого цвета, которое содержит остаток пятиатомного спирта рибита:

Рибофлавин вместе с фосфорной кислотой входит в состав окислительно-восстановительных ферментов — оксиредуктаз. В процессе переработки чайного листа рибофлавин не разрушается и почти полностью переходит в готовый чай.

Таким образом, знакомство с химическим составом чая показывает, что природа создала в чайном листе своеобразный химический склад.

       Сочетание их в чае уникально и не может быть заменено никакими другими растениями, и уж тем более - химическими препаратами.  При переработке чайного листа происходят значительные количественные и глубокие качественные изменения. Знание превращений, которые претерпевают вещества во время роста и развития зеленого листа, а также при его переработке, необходимо не только для улучшения качества готового чая и направленного ведения технологических процессов при производстве чая, но также для правильного потребления готовой продукции (в том числе в лечебных целях).  Чайный лист состоит из воды и сухого вещества. В растущем чайном листе содержится 73-81% воды и лишь 19-27% - сухие вещества. Содержание воды в качественно высушенном чайном листе составляет около 3-5%, на долю сухих веществ приходится 95-97%.    Химические вещества, содержащиеся в чайном листе делятся на растворимые и нерастворимые.

       При переработке зеленого чайного листа изменяется, главным образом, содержание растворимых веществ. Именно растворимые компоненты (экстрактивные вещества) очень легко экстрагируются при заваривании. В зависимости от качества чая их содержание колеблется от 30 до 50% от сухого веса.  Почка и первый лист содержат экстрактивных веществ больше, чем второй и последующие листья, то есть с увеличением возраста чайного листа количество этих веществ уменьшается.

ЧАЙ И ЗДОРОВЬЕ

         С давних времён чай славился своими целебными свойствами. Недаром изначально его использовали исключительно в качестве лекарственного средства, позже — как ритуальный напиток, и лишь потом он вошёл в повседневное употребление. В древности люди называли чай снадобьем, избавляющим от десяти тысяч болезней. Лечебное действие чая подробно описывается во многих классических медицинских трактатах. Древние китайские мудрецы писали о том, что чай отгоняет сон, умиротворяет дух, проясняет зрение, снимает жар, очищает от яда и дарит долголетие. Поэтому не случайно первыми сторонниками употребления чая в Европе были именно врачи. Чай полезен для здоровья. Чудодейственный эликсир под названием «чай» восхваляли многие народы на протяжении веков.

  Благотворное воздействие чая суммируется в следующих 15 положениях:

    1. Чай бодрит дух, повышает активность мозга, улучшает память. Главный алкалоид чая - кофеин, однако в чае он соединён с дубильными веществами (танинами) и образует теин (или таннат кофеина), который действует более мягко на центральную нервную систему, стимулируя умственную деятельность и обостряя процесс мышления,  возбуждает центральную нервную систему, повышает работоспособность, усиливает общую физическую и умственную активность.  Незаменимое вещество для активизации работы мозга- ФОСФОР .

   2. Чай снимает усталость, стимулирует обмен веществ, нормализует деятельность сердца, кровеносных сосудов, пищеварительной системы.

 Витамин С является важнейшим средством поддержания энергетического тонуса организма, обеспечивая нормальный обмен веществ и работоспособность.  Потребность в витамине С значительно возрастает при физических и умственных нагрузках, во время болезни. В частности, благодаря высокому содержанию витамина С чай еще в прошлом веке был введен в обязательный армейский рацион.

   3. Чай эффективно предотвращает кариес, это благодаря фтору, который  полезен для зубов.    По результатам исследований, проведенных в Англии, у детей, регулярно пьющих чай, заболеваемость кариесом снижается на 60%.

   4. Обилие дубильных веществ (полифенолов) придает заварке кровоостанавливающий и дезинфицирующий эффект.

   5. Чай подавляет рост злокачественных опухолей, и существенно снижает риск перерождения клеток в раковые. Ученые установили, что с возрастом усвояемость марганца, входящего в состав чая, снижается, а потребность в нем остается прежней. Из-за этого у пожилых людей возникает благоприятный фон для развития злокачественных новообразований. Установлено, что фенолы, содержащиеся в чайных листьях, поглощают радиоактивные вещества, выводя из организма даже отложившийся в костях стронций-90.  Поэтому чай незаменим в тяжелой экологической обстановке современности.

    6. В чае содержится цинк, который повышает иммунитет, он также

 необходим беременным женщинам.

   7. Чай замедляет процесс старения клеток и поэтому способствует долголетию. Витаминам  С, Е, D, никотиновой кислоте и йоду чай обязан своей репутацией напитка долголетия.

Чайные листья дают эффект омоложения, в 18 раз превышающий подобное воздействие витамина Е.  

   8. Чай замедляет образование жировых наслоений на внутренней поверхности кровеносных сосудов, снижая, таким образом, вероятность склероза, гипертонии и мозговых тромбов. Теин в сочетании с чайным фенолом предотвращает повышение уровня холестерина в организме и поэтому чай можно использовать для профилактики инфаркта миокарда. Чайный фенол, подобно витамину D, также способствует хорошей проходимости сосудов. Витамин Р (рутин, С2) обладает антисклеротическим действием и необходим организму для обеспечения процессов клеточного дыхания и питания стенок сосудов. Рутин в сочетании с витамином С способствует накоплению витаминов в тканях организма, укрепляет стенки сосудов и капилляров, уменьшая их хрупкость и проницаемость.

   9. Чай стимулирует центральную нервную систему благодаря  глютаминовой аминокислоте, которая необходима для жизнедеятельности человеческого организма и способствует восстановлению нервной системы после напряжённой работы, а так же помогают алкалоиды - физиологически активные вещества, которые в малых дозах стимулируют работу нервной системы человека.

   10. Чай хорошо снижает вес и улучшает состояние кожи. Цинк лечит дерматиты и проч. заболевания кожи и волос.   Определить его недостаток в организме очень просто - белые поперечные пятна на ногтях, ломкие ногти и волосы. А кроме этого нехватка цинка реально провоцирует дерматиты и проч. заболевания кожи и волос.

Витамины группы В «отвечают» за нормальное состояние покровных тканей (кожи и волос),

   11. Чай можно использовать для профилактики лечения опорно-двигательного аппарата, т.к. марганец необходим для нормального функционирования  опорно-двигательного аппарата, он увеличивает подвижность суставов.  

   12. В литературе встречаются разные термины:  фенольные соединения, полифенолы, дубильные вещества, танин и танино-катехиновый комплекс.  Фенольные соединения - один из наиболее распространенных и многочисленных классов природных соединений, обладающих биологической активностью.  Солнце и высокая температура воздуха увеличивают количество фенольных соединений в чайном листе. Чайный танин убивает многие бактерии, и поэтому предотвращает стоматиты, ангины, энтериты и другие кишечные инфекции,  а так же эфирные масла чая очень полезны, т.к. обладают сильной антибактериальной и противовоспалительной активностью. Медь играет важнейшую роль в окислительно-восстановительных процессах на клеточном уровне, и нехватка ее значительно затрудняет лечение и профилактику воспалений.  

  Полифенолы чая являются весьма активными антиоксидантами, которые легко и быстро образуют безопасные и устойчивые химические соединения с различными белками, металлами, алкалоидами, кислотами и вредными веществами, попавшими  в организм.  Затем эти связанные вещества выводятся из организма. Именно это делает чай (особенно зеленый) уникальным противоядием.

    13. Чай поддерживает кроветворную функцию организма. В чае, кроме того, содержатся вещества, нейтрализующие вредные излучения, поэтому чаепитие перед включенным телевизором защищает от облучения и сохраняет зрение.

   14. Чай поддерживает кислотно-щелочной баланс крови благодаря содержанию таких алкалоидов, как кофеин, теофиллин, теобромин. В организме чай быстро усваивается, в результате чего образуются вещества в концентрации, достаточной для своевременной нейтрализации кислотных отходов, попадающих в кровь.

   15. Чай обладает охлаждающим действием. Через несколько минут после чашки горячего чая, температура кожи опускается на 1-2º С, что дает ощущение прохлады и свежести. С холодным чаем такого эффекта не наблюдается.  

      В Древнем Китае чай считали лекарством, спасающим от многих болезней. Рассмотрев и изучив его состав, мы поняли насколько чай многообразен. Но  тогда никто не мог ответить на вопрос, откуда в чае столько целебных свойств, почему чай укрепляет сосуды мозга, улучшает работу сердца, повышает умственную и физическую работоспособность, расширяет сосуды, активизирует кислородный обмен и улучшает мышечный тонус. Это  доказала   современная наука - чай обладает способностью вытягивать из почвы и синтезировать разные полезные человеку вещества. В готовом, сухом виде чай отдаёт всё самое ценное, что есть в нём, напитку.  

   Одновременно с этим существуют некоторые ограничения на употребление чая, дабы избежать проявления его вредных качеств:

Не пить чай на пустой желудок.

Не пить чай в больших количествах.

Не пить чай слишком горячим, обжигающим.

Не пить холодный чай.

Не заваривать слишком крепко.

Не заваривать слишком долго.

Не заваривать более четырёх раз.

Не пить чай непосредственно перед едой.

Не пить чай непосредственно после еды — только после небольшого перерыва.

Не запивать чаем лекарства.

Не пить вчерашний чай.

Если не соблюдать эти правила, то чай может нанести вред организму .

       Например: употребление чая в больших дозах может привести к нарушению пищеварения, с непривычки чай может вызвать тошноту, рвоту, возбужденное состояние, бессонницу, головокружение, рябь в глазах, сильное сердцебиение, варикозное расширение вен.

    Употребление очень горячего чая может вызвать хронический ожог пищевода. И именно это может спровоцировать появление онкологического заболевания.                                

Способы заваривания чая.

Раз прислал мне барин чаю и велел его сварить,

А я отроду не знаю, как же этот чай варить.

Взял тогда, налил водички, всыпал чая я в горшок

И приправил луку, перцу да петрушки корешок.

Разлил варево по плошкам, хорошенько размешал,

Остудил его немножко, на господский стол подал.

Гости с барином плевались, сам он ажно озверел,

И, отправив на конюшню, меня выпороть велел.

Долго думал, удивлялся, чем же мог не угодить?

А потом – то догадался, что забыл я посолить!

Приготовление чая - заваривание чая

Существует множество национальных традиций чаепития – японская чайная церемония, китайское искусство гунфу-ча, русское чаепитие, английское чаепитие и другие. Кроме того, существует огромное количество модификаций чайных традиций и способов заваривания.

Универсальный рецепт заваривания вкусного чая состоит из следующих этапов: 

• Кипячение воды; 
• Согревание заварочного чайника;
• Засыпание заварки;
• Заливание заварки кипятком и помешивания;
• Настаивание;
• Разливание по чашкам.

Согретый перед завариванием чайник-заварник – очень существенный элемент в технологии заваривания. В холодном чайнике температура заваривания может снижаться на 10-20 ºС, заварка прогревается неравномерно, режим заваривания нарушается, что весьма плачевно сказывается на результате.

При согревании заварника важно соблюдать три основных правила: 

• заварник должен быть прогрет равномерно, а не так, что бы один бок горячее, а другой холоднее;
• заварник должен быть нагрет не сильно, он должен быть примерно такой же температуры, что и вода, которой вы собираетесь заваривать чай;
• в идеальном случае прогретый заварник должен быть еще и сухим.

    Процедуру засыпания чая в заварник нужно выполнять как можно быстрее: быстро открыть чайницу, быстро пересыпать необходимое количество чая в заварник, залить кипятком и закрыть. Рекомендуется насыпать чай не просто горкой, а сделать заварником пару встряхивающих круговых движений, как бы «размазать» засыпанный внутрь чай по стенкам нагретого заварника. Заливать заварку кипятком можно в один или несколько приемов.

    Наиболее стандартной схемой для заваривания черного чая является заваривание в два приема: сначала чай заливается кипятком на объем примерно 1/3 заварника, чаю дают разбухнуть 1-2 минуты, и потом доливают кипяток, далее уже настаивают заварку до готовности.  

     Настаивание – весьма деликатный процесс. Накрыв заварочный чайник салфеткой, поставьте его в укромное место или же непосредственно на стол для чаепития. Ни в коем случае не следует заварник подогревать, а тем более кипятить заварку.

 Необычные рецепты заварки чая.                                     

 Молочный чай.  Взять 1 столовую ложку сухой заварки чая, 1 чайную ложку мёда и залить 1 стаканом горячего молока, всё тщательно размешать.

 Медовый чай. Взять 30 г. мёда и 30 г. молока, залить 1 стаканом крепкого чая, всё хорошо перемешать и охладить.

Чай из шиповника и изюма.  Берут 1 столовую ложку чистого изюма и заливают её 0,5 л. воды, доводят до кипения, остужают, процеживают и добавляют настой шиповника.

Чай из малиновых веток. Молодые малиновые ветки высушивают. Берут 1 столовую ложку измельчённых веток и заливают 2 стаканами горячей воды, кипятят 3 минуты, затем немного настаивают.

 Чай с перцем. Его готовят как обычный черный чай с добавлением на каждую чайную ложку сухого чая двух горошин черного перца (раздавленных).

Чай с перцем и мёдом.  На каждую чайную ложку сухого чая берут 2 чайные ложки меда и 2-3 горошины черного перца. Весь этот состав засыпают в чайник и заваривают, как обычные.

Интересные факты о чае.  

Институтом психологии при Мюнхенском университете было проведено исследование влияния различных напитков на умственную деятельность человека. По данным института, выпив пол-литра пива, человек в первое время ощущает небольшое улучшение умственной деятельности, однако уже через 20 минут наступает депрессия (ухудшение умственной деятельности), а после приема крепких алкогольных напитков она наступает сразу и надолго. Совсем другой эффект дает стакан чаю: он на час с лишним поднимает психонервную деятельность и никогда не ведет к спаду ниже нормы. На 45 минут стакан чаю улучшает умственные способности примерно на 10 процентов, причем высший подъем втрое превосходит тот, какой способно дать пиво. Общее тонизирующее действие чая начинается через полчаса после того, как он выпит, и продолжается 5-6 часов. Не случайно чай называют эликсиром бодрости. Кофе тоже бодрит, но только час или два после приема. Преимущество чая в этом плане очевидно.

Знаете ли вы, что в разное время в России и других странах была достаточно распространена подделка чая. Например, в Англии, в XIX – начале XX века был распространён подмес к чаю ржавых металлических опилок, которые сильно увеличивали вес каждой пачки, и, следовательно, позволяли продать меньшее количество подлинного чая за большее. Но при этом такое мошенничество не наносило вреда здоровью покупателя, так как металл легко отсеивался или же попросту оставался на дне заварочного чайника. В России в это же время использовали для фальсификации настоящего чая суррогатные растительные продукты, такие как морковь, кипрей, бадан, а также отчасти и изредка – отдельные виды кавказской лавровишни. Опасность этих подделок заключалась в том, что, собирая и перерабатывая в «чай» большое количество кипрея или бадана всегда захватывали и другие растения. А такие попутчики-сорняки бывают чрезвычайно ядовиты. В результате изготовители суррогатного чая порой невольно, не желая этого, создавали довольно ядовитые смеси. Вот почему даже, казалось бы, «безобидную» фальсификацию чая с использованием натурального растительного сырья всё равно расценивали как мошенничество, опасное для здоровья, и до 1941 года преследовали по закону.

Пословицы с пропущенными словами:

1. Чай - это долгий разговор добрых людей,

2. Свежий чай подобен бальзаму, а чай, оставленный на ночь, подобен укусу змеи,

3. От чая лиха не бывает

4. Выпей чайку — забудешь тоску.

5. Не ленись, а отличай, где солома, а где чай!

6. Чай у нас китайский, сахарок хозяйский.

7. Чаем на Руси никто не подавился!

8. Чай крепче, если он с добрым другом разделен.

 2.2 Практическая часть

    Любителей  «погонять»  чай в нашей стране,  согласно социологическим опросам, насчитывается около 98%. Причём каждый житель России в среднем ежегодно выпивает 500 -770 чашек чая. Но не все любители чайной церемонии знают, какой пить чай и насколько он  полезен для нашего организма.

     Для подтверждения  популярности напитка, его состава,  а  также для подтверждения выдвинутой гипотезы было проведено исследование.  

 Методика проведения исследования.

1)Анкетирование

Цель: выявление уровня знаний  анкетируемых  о чае.

Вопросы анкеты (Приложение 1).

Результаты анкетирования в виде диаграмм (Приложение 2).

2)Исследование состава чая - химический эксперимент

Цель: провести химические опыты, подтверждающие качественный состав чая. 

  Для исследования было взято два вида чая: листовые черный и зеленый .

Опыт №1 Качественная реакция на кофеин

На фарфоровую пластину  поместили 0,1 г чая, добавляли 2-3 капли концентрированной азотной кислоты. Смесь осторожно выпарили досуха. В результате окисления кофеина образуется тетраметилаллоксантин оранжевого цвета. При реакции с концентрированным раствором аммиака это вещество превращается в пурпурат аммония.

Данные анализа сравнивали с эталоном, полученным из таблетки цитрамона, содержащего 43% кофеина.

Вывод: В состав исследуемого чая входит кофеин. Появление вещества оранжевого цвета, а затем коричневого и сравнение опытного образца с эталоном говорит о наличии в черном чае кофеина.  Установлено, что в черном чае его содержится больше.

Опыт №2 Определение витамина С в чае

Это определение проводим с помощью йодометрического метода.

Помещаем в пробирку  2 мл чая и добавляем воду до объёма 10 мл, а затем немного раствора крахмала. Далее по каплям добавляли раствор иода до появления устойчивого синего окрашивания, не исчезающего 10-15 с.

Техника определения основана на том, что молекулы аскорбиновой кислоты легко окисляются иодом. Как только иод окислит всю аскорбиновую кислоту, следующая же капля, прореагировав с иодом, окрасит иод в синий цвет.

Вывод: Опыт позволил доказать наличие витамина С в чае. ( Молекулы аскорбиновой кислоты легко окисляются йодом.) Витамина С много  и в зеленом и в черном чае, но в зеленом его больше.

Считается, что в среднем в зеленом чае витамина С в два раза больше, чем в черном). Однако, даже в сухой заварке доза витамина С более чем велика - 156-233 мг. При заваривании в настой отдается до 70-90% этой дозы. Под действием кипятка витамин С практически не разрушается, так как находится в соединении с танинами.

Опыт №3 Определение кислотно-щелочного баланса

    В пробирку с чаем, опускали индикаторную бумажку для определения рН, а затем сравнивали её с эталоном.

Вывод: Опыт  дал возможность определить, что у чая слабо щелочная реакция среды. 

Опыт №4 Определение танина в чае

К 1 мл раствора чая добавляли 1-2 капли хлорида железа (Ш). При наличии танина в чае наблюдали появление тёмно-фиолетового окрашивания.

Содержание танина в чае определяли визуально-колориметрическим методом.

При заваривании чая необходимо учитывать, что танины активно реагируют с железом и кислотами. При заваривании чая в железной посуде (или с использованием богатой железом воды) получается мутная бурая («ржавая») заварка. Кислая среда, напротив, осветляет заварку (всем известно действие на чай лимона).  Полифенолы хорошо растворяются только в горячей воде. Именно поэтому чай мы завариваем кипятком. После того, как заварка остывает, она зачастую мутнеет - это также свойство полифенолов. Если при охлаждении заварка не мутнеет - это показатель того, что содержание полифенолов в сырье явно недостаточно

Вывод: Танин есть и в черном и в зеленом чае, но больше его в зеленом.

Опыт №5 Определение глюкозы.

    В пробирку помещали 2 мл чая и каплю реактива сульфата меди и гидроксида натрия. Держа пробирку наклонно, осторожно нагревали верхнюю часть раствора.  При этом нагретая часть раствора  окрашивалась в оранжево-жёлтый цвет вследствие образования гидроксида   меди (1) CuOH, который в дальнейшем переходит в красный осадок оксида меди (1).

Вывод: Углеводы в чае содержатся разнообразные – от простых сахаров до сложных полисахаридов.

Чем выше в чае процент содержания углеводов, тем ниже его сорт. Поэтому они являются своего рода балластом. К счастью, большинство из них нерастворимо.

Причём нерастворимы как раз ненужные человеку полисахариды -  крахмал, целлюлоза составляющие от 10 до 12% чая. Зато полезные углеводы – сахароза, глюкоза, фруктоза, мальтоза (их в чае от 1 до 4% ) – растворимы

Опыт №6 Получение  экологически  чистого  кипятка.  

Для приготовления ароматного, вкусного, полезного чая нужна достаточно чистая вода. Водопроводная вода, как известно, содержит много нежелательных  и даже токсичных примесей. Это могут быть ионы металлов, прежде всего железа, меди и цинка. Ионы железа попадают в воду за счет коррозии стальных труб, медь-за счет коррозии различной запорной арматуры, а цинк – из оцинкованных водопроводных труб. Содержание железа в водопроводной воде не должно превышать 0,3 мг/л, содержание меди – 1,0мг/л, цинка- 1,0 мг/л. Кроме того, за счет хлорирования воды образуются очень токсичные хлорорганические соединения – диоксины. Регулярное использование неочищенной водопроводной воды может нанести существенный вред здоровью.  

Предлагаем дополнительный способ очистки воды в электрочайниках с помощью таблеток активированного угля.  

Для этого понадобится активированный уголь в таблетках, который продается в аптеках и очень дешев. Одноразовые пакетики можно изготовить из одноразовых пакетиков для заваривания чая. Для этого использованный пакетик высушивают, вскрывают его нижнюю кромку ножницами, высыпают использованную заварку и помещают туда 2 таблетки активированного угля (на 1л.). Кромку пакета заворачивают и герметизируют с помощью степлера. Полученный фильтр на ниточке помещают в электрочайник, включают его и как обычно получают кипяток для чая. При нагревании воды до температуры кипения происходит интенсивное поглощение активированным углем ионов металлов и вредных органических веществ.

Вывод: В результате получили  1л. экологически чистого кипятка.

Выводы

     Как показало анкетирование, чай любят большинство опрошенных(90%). Предпочтение отдают черному чаю, т.к. этот напиток более привычный и традиционный (48%). О полезных свойствах зеленого чая знают  многие (69%). Самый популярный чай  - Принцесса Нури (27%). Большинство учащихся и учителей считают чай полезным для организма(90%), указывают на его вредное влияние (6%) .  К сожалению не все ученики знают о полезных свойствах чая.

      В результате исследования я обнаружила много интересного и сделала следующие выводы.

Витамина С много и в зелёном, и в чёрном чае, но в зелёном его больше.

У чая нейтральная, слабокислотная, слабощелочная реакция среды

Углеводы имеются и в том и в другом чае в небольшом количестве.

Танин содержится и в чёрном и в зелёном чае.

Зелёный чай содержит танина больше, чем чёрный.

 III Заключение.

В данной исследовательской работе я выяснила  много полезных сведений о чае:

• уникальность открытия и доставки чая в Европу;
• сложность химического состава чая;
• многогранность биологического действия  на организм человека (польза и вред чая);
• экспериментально можно выделить  некоторые составные компоненты чая;
• исследование показали, что 90%  учащихся и учителей нашей школы потребляет чай, предпочитая черный.
• выяснила, что все чаи полезны -  и чёрные, и зелёные;
• узнала много интересного о чае, пословицы;

     Результаты данной работы могут быть использованы для проведения бесед о пользе чая на классных часах, а также в качестве дополнительного материала на уроках химии и биологии.

Несмотря на то, что чай очень полезен, следует ограничить употребление крепкого  чая детям и подросткам. Все хорошо в меру.  

Я хочу открыть секрет

И полезный дать совет:

Если хворь с кем приключится,

Чаем можете лечиться,

Чай всех снадобий полезней,

 Помогает от болезней.

Чай в жару вас освежает,

И в морозы согревает,

И сонливость переборет,

И с усталостью поспорит,

Сокрушит любой недуг,

Чай здоровью – лучший друг.

  IV. Литература

1. Всё обо всём. Популярная энциклопедия для детей. – Филологическое общество «Слово», 1993.
2. Как исследовать качество чая. Химия в школе.
3. Коробкина З. В. Товароведение и экспертиза вкусовых товаров.
4. М.: Колос С, 2003
5. Кузнецова М. А. Резникова А.С. Сказания о лекарственных растениях.

     - М.: Высшая школа, 1992,- 272с.

6. Смирнов А.Б. Мир растений: Рассказы о культурных растениях.                   Молодая  гвардия, 1988
7. Стёпин  Б.Д.  Аликберова  Л. Ю. Занимательные задания и Эффектные опыты по химии. – М.: Дрофа, 2002

ИНТЕРНЕТ- РЕСУРСЫ

8. http://www.google.ru/#hl=ru&source=hp&q=%D1%87%D0%B0%D0%B9&btnG=%D0%9F%D0%BE%D0%B8%D1%81%D0%BA+%D0%B2+Google&lr=&aq=f&aqi=&aql=&oq=%D1%87%D0%B0%D0%B9&fp=1

9. http://www.google.ru/url?sa=t&source=web&ct=res&cd=2&ved=0CBIQFjAB&url=http%3A%2F%2Ftea.ru%2F&rct=j&q=%D1%87%D0%B0%D0%B9&ei=AZ-fS8vqKKKwnQP53onYDA&usg=AFQjCNF48pZ6wBmxZhNytMiLWP-ZWPWbJA

10. 3)http://www.google.ru/url?sa=t&source=web&ct=res&cd=10&ved=0CC4QFjAJ&url=http%3A%2F%2Ffirm.74mail.ru%2Ffirm.php%3Fcat_id%3DF427&rct=j&q=%D1%87%D0%B0%D0%B9&ei=AZ-fS8vqKKKwnQP53onYDA&usg=AFQjCNFsnrUMEdx7U0FYce1TC_c9s0sIpA

11. 4)http://www.google.ru/url?sa=t&source=web&ct=res&cd=15&ved=0CDwQFjAO&url=http%3A%2F%2Fahmadtea.ru%2F&rct=j&q=%D1%87%D0%B0%D0%B9&ei=AZ-fS8vqKKKwnQP53onYDA&usg=AFQjCNHliX5DNjx-LZfnjD6r_ubCxO3DHw