"Знакомый незнакомец - Капорский чай"

Государственное бюджетное общеобразовательное учреждение

средняя общеобразовательная школа № 519

Московского района Санкт-Петербурга

Районная

научно-практическая конференция обучающихся «Интеллект +»

Исследовательская работа:

«Знакомый незнакомец- Капорский чай»

Работу выполнили

Ульянкина Дарья Дмитриевна 9 «В» класс,

Бородина Дарья Сергеевна 9 «В» класс,

Ладыгина Виктория Владиславовна  9 «В» класс

ГБОУ школы № 519

Московского района Санкт-Петербурга

 Руководитель работы

 Подкопаева Елена Александровна,

 учитель химии ГБОУ школы № 519

Московского района Санкт-Петербурга.

Санкт- Петербург

2018-2019

Введение

Когда осенний первый морозец и иней посеребрил траву, то около Иван - чая инея не было. Потому что вокруг этого растения стоит тѐплый воздух. Растение всегда разрастается рядом с молодыми соснами. Известно, что это кипрей узколистный, который в народе «прозвали Иван – чаем» и из его листьев можно приготовить вкусный, ароматный и целебный, причѐм бесплатный чай, который называют копорским. Может быть и наши предки пили чай из листьев кипрея? Как изготовить этот чай? Как   оказалось, многие не знают, в чем его польза, какой чай выбрать, как и когда его нужно пить, как приготовить, поэтому было решено провести собственное исследование.

Актуальность.

В последние годы стремительно возросло количество заболеваний сердца. Одной из причин может быть непомерное увлечение чаями и кофе зарубежного производства, которые очень насыщены кофеином. Многие не знают, что решение проблемы - рядом. Иван-чай самый древний и самый здоровый чай. Приготовить его самим не представляет большого труда. Ценители копорского чая уверяют, что если он приготовлен правильно, то получившийся напиток превосходит любые сорта чая.

Цель: Изготовление из листьев кипрея копорского чая.

Для достижения цели были поставлены следующие задачи:

1. Познакомиться с литературой по истории происхождения чая, его появлением в России, о целебных свойствах и значении растения Иван-чая.
2.  Изучить литературу, касающуюся химического состава различных сортов чая и его влияния на организм человека.
3.  Провести анкетирование обучающихся Государственного бюджетного общеобразовательного учреждения средней общеобразовательной школы № 519 Московского района Санкт-Петербурга и членов их семей, чтобы узнать какие сорта чая и как предпочитают употреблять.
4. Изучить методику ферментации Кипрея узколистного в домашних условиях и самостоятельно приготовить чай, осуществив сбор листьев и цветков Иван – чая.

5. Изучить методику выделения компонентов чая и сравнить между собой чай зеленый и черный листовой, чай пакетированный, а также чай собственной ферментации по составу и свойствам.

6. Исследовать рН среду различных сортов чая.

7. Оформить буклет с рекомендациями по сбору, изготовлению и применению копорского чая.

2. Основная часть

2.1. Теоретическая часть

2.1.1. Основные сведения о чае.

Что такое чай? Чай - один из самых популярных и древних напитков известных человечеству. Этот напиток стал неотъемлемой частью многих культур. Родиной чая является Китай. Это слово произносили по-разному, но у всех вариантов названия присутствует один обобщающий их всех слог — «ча». С древнекитайского «ча» можно перевести как «молодой лист». Что означает слово «чай»? В словаре Ожегова С.Н. дано несколько значений этого слова:

«1. Культивируемое вечнозелёное растение, высушенные и особо обработанные листья которого при заварке дают ароматный тонизирующий напиток.

2. Высушенные, измельчённые и специально обработанные листья такого растения.

3. Напиток, настоянный на таких листьях.

4. Настой из заваренных сушёных листьев или плодов какого-нибудь растения, ягод». [4]

В Россию чай попал в 1638 году. Посол Василий Старков в качестве подарка царю Михаилу Федоровичу от Алтын – Хана из Монголии привѐз довольно значительный запас чая – 64 кг. Русским чай понравился. [2] В Туле были изобретены самовары для чая. В России чаепитие стало не просто застольем, а особенной традицией. За чашкой чая решались важные семейные дела, происходили знакомства, заключались торговые сделки, обсуждались текущие дела.

2.1.2. Иван-чай – традиционный русский чай.

Листья и цветы кипрея узколистного с древности наши предки использовали для изготовления вкусного, ароматного и целебного чая. «Иван-чай» упоминается в славянских летописях XII века под названием – копорский чай. Больше всего такого чая заготавливали в селении Копорье под Петербургом. Поэтому так и стали называть напиток, а позже и сам иван-чай - копорским чаем. Европа узнала о нём после победы князя Александра Невского над рыцарями тевтонского ордена - крестоносцами. В Германии, Голландии, Швеции, Франции он был известен как «Русский чай». Даже самые изысканные любители чаепития - англичане - долгое время отдавали предпочтение Русскому чаю. В средние века выручка России от экспорта Русского чая в Европу, опережала доходы от продажи золота и мехов. Уходя в дальнее путешествие, русские моряки обязательно брали с собой иван-чай не только для того, чтобы пить самим, но и в качестве подарков в иноземных портах. Так почему же в России прекратилось столь выгодное производство копорского чая? Дело в том, что в конце XIX века его популярность оказалась, так велика, что стала подрывать финансовое могущество Ост - Индийской чайной компании, которая торговала индийским чаем! В "Чайной войне" Ост- Индийская компания победила и наводнила Европу и Россию черным чаем из Индии и Цейлона. [9]

2.1.3.Происхождение названия растения.

О чем же говорит название растения, откуда взялось это имя? Вопросы эти не случайны. Ведь названия несут интересную информацию о географическом распространении, полезных свойствах, истории открытия и описания растений. В книге Н. Соколова «Прописано самой природой» рассказывается предание о происхождении названия растения. Раньше древнерусское вводное слово "чай" было столь часто употребляемо в определенной русской местности, что проезжающие через эту местность люди и сами начинали неожиданно "чайкать", к месту и не к месту, вводя в обиход новое словечко. Жил в одной из таких местностей паренек Иван. Любил щеголять он в красной рубахе, и большую часть времени проводил на опушке среди цветов и кустарников. Нравилось ему ухаживать за цветами, выводить новые сорта. А жители села, увидевшие мелькавший среди зелени алый цвет, поговаривали: "Да это Иван, чай, ходит". И до того к этому привыкли, что и не заметили отсутствия в селе Ивана и стали говорить: "Да это Иван- чай!" — на неожиданно появившиеся у околицы алые цветы. Так и прижилось за новым растением название Иван-чай[7]. Ботаники называют это растение кипрей узколистный. Иван-чай – самое первое растение, приходящее на помощь человеку в восстановлении природы. После пожаров, вырубок леса, на месте вымерших деревень и поселений иван-чай разрастается огромными чащами.

2.1.4. Характеристика растения. Научное название иван-чая

 Кипре́й узколистный[3,4], или Копорский чай [3] (лат. Chamaenérion angustifolium) — многолетнее травянистое растение семейства Кипрейные (Onagraceae). Типовой вид рода Иван-чай (Chamaenerion), во многих классификациях включаемого в состав широко принимаемого рода Кипрей (Epilobium). Кипрейные включают 14 видов, среди них выделяют: Узколистный, Широколистный, Кавказский, Додонеи, Стевена, Флейчера
Колхидский.

Многолетнее травянистое растение высотой 50—150 (до 200) см. Корневище толстое, ползучее; на вертикальных и горизонтальных корнях развиваются многочисленные дополнительные почки, которые способствуют быстрому вегетативному размножению.

Стебель прямостоячий, округлый, простой, голый, густо облиственный. Листья очерёдные, сидячие, иногда с очень короткими черешками, простые, линейно-ланцетные, заострённые, к основанию клиновидно суженные, иногда почти округлые, 4—12 см длиной, 0,7—2 см шириной, по краю мелко железисто-зубчатые или цельные, сверху темно-зелёные, блестящие, снизу сизо-зелёные, пурпурно-красные, иногда бледно-розовые. Цветок с двойным околоцветником, четырёхчленные, обоеполые, диаметром 2,5—3 см, собраны в редкую верхушечную кисть длиной 10—45 см, бледно-розовые, реже белые. Нектарное кольцо расположено вокруг столбика. Цветёт с начала второй половины лета в течение 30—35 дней. Пыльцевые зёрна трёхпоровые, шаровидной формы. Цвет пыльцы жёлто-зелёный.

2.1.5. Состав чая.

По разным данным в чае содержится около 300 химических элементов. Но стоит отметить, что в процессе роста чайных листьев, в зависимости от технологий обработки и приготовления чая соотношение веществ, содержащихся в этом напитке, меняется. Вместе с тем меняются и полезные свойства чая. Следует обратить внимание на несколько важных компонентов любого сорта чая: 

1. Дубильные вещества — составляют 15-30% чая и представляют собой смесь из трёх десятков полифенольных соединений, состоящую из танина (группа фенольных соединений растительного происхождения, содержащие большое количество ОН), катехинов (группа флавоноидов, это органические вещества), полифенолов (многоатомные фенолы). Дубильные вещества являются сильными антиоксидантами. Танин, который уничтожает множество бактерий, тем самым предупреждает стоматит, ангину, энтерит и другие кишечные инфекции. Полифенолы задерживают старение организма и препятствуют развитию онкологических заболеваний. В кипрее содержится до 20%.
2.  Алкалоиды — азотсодержащие вещества, в чайном листе содержатся 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. Именно с помощью алкалоидов чай бодрит и избавляет от усталости.
3. Ферменты (энзимы) — это биологические катализаторы, с их помощью происходят все химические превращения. Основных ферментов 3, а всего насчитывают больше10. Главные из них— полифенолоксидаза, пероксидаза и каталаза. Иван-чай содержит много кверцетина, а также кемпферола. Эти вещества укрепляют сосуды, препятствуя их ломкости. Также они защищают клетки от окислительного стресса, благодаря чему не дают телу преждевременно постареть и заболеть раком.
4. Органические кислоты — образуют другую группу растворимых органических соединений в чае. В их состав входят щавелевая, лимонная, яблочная, янтарная, пировиноградная, фумаровая и ещё две-три кислоты. В составе чая они не до конца исследованы, но уже ясно, что они повышают пищевую и диетическую ценность чая.
5. Углеводы — в чае содержатся самые разнообразные углеводы (от сахаров до самых сложных полисахаридов), чем выше в чае коэффициент углеводов, тем ниже сорт. В листьях иван-чая они составляют до 15%.
6. Пигменты — они тоже играют немаловажную роль. Именно с помощью пигментов, настой чая может принимать разную окраску, давая всевозможные оттенки от светло-зелёного до тёмно-оливкового и от желтоватого и розоватого до красно-коричневого и тёмно-бурого.

7. Витамины и микроэлементы

Витамин С - его содержание более чем в три раза выше, чем вы получите из цитрусовых плодов. Есть в кипрее и много витамина А.Из витаминов группы В в Иван-чае есть довольно много тиамина, витамина В2, витамина В6.Листья и цветы копорского чая дадут вам хорошую дозу железа. Также в них содержится немало марганца (16 мг) и меди. Помимо этого, растение богато магнием, молибденом (0,44 мг), бором (6 мг), калием, никелем (1,3 мг), литием, кальцием, титаном (1,3 мг), натрием и иными элементами.

2.2.Практическая часть.

2.2.1. Целебные свойства иван – чая.

В качестве лекарственного сырья используют цветки, листья, реже корни Иван-чая.  Уникальный состав определяет многообразие целебных свойств иван-чая. Благодаря высокому содержанию аскорбиновой кислоты, он укрепляет иммунитет и повышает сопротивляемость организма к различным инфекциям, укрепляет кровеносные сосуды, очищает организм при различных отравлениях, улучшает работоспособность.  

В народной медицине водный настой листьев применяется при головной боли, нарушении обмена веществ и язве желудка (заваривают цветущие верхушки и пьют как чай). Свежие измельченные листья, приложенные к ранам, способствуют быстрому их заживлению. Иван-чай не знает себе равных как успокоительное средство, т.к в нем отсутствует кофеин. Кроме того, иван-чай приводит в идеальное состояние слизистую оболочку ротовой полости, а это является лучшей профилактикой кариеса зубов. Иван-  чай отлично поддерживает сердечную деятельность, качественно улучшает кровоснабжение, вырабатывает полезную слизь для работы пищеварительного тракта, полезен для глаз и сосудов, выводит шлаки и токсины, нормализует обмен веществ, убивает микробы и вредные бактерии в организме, излечивает проблемы со сном и успокаивает нервы и многое другое.

Иван-чай один из лучших медоносов.  Кипрейный мед самый сладкий, самый прозрачный. А из стеблей получается прочное волокно. И «пуховиком» кипрей зовут неспроста: его пухом в некоторых деревнях и сегодня набивают матрацы и подушки. Все части растения пригодны в пищу. Сладкие корневища можно есть сырыми, а после сушки из них готовят муку. Первые побеги идут на отменные салаты, а листья - это и есть знаменитый, неповторимый и ароматный иван-чай.    

Таким образом, иван-чай самый древний и самый здоровый чай на планете. Он может один заменить целый букет других целебных трав.  

2.2.2. Анкетирование.

Анкетирование проводилось среди обучающихся 6-9 классов ГБОУ школы № 519 Московского района Санкт-Петербурга и их родителей (законных представителей). Было опрошено 102 человека: 31 родитель и 71 ученик. Вопросы анкеты и результаты опроса занесены в Приложение 1.

В ходе опроса были получены следующие результаты: 87,25 % (89 человек) респондентов ответили, что знают растение Иван-чай, 12,75% не знакомо это растение. Чаще всего употребляют пакетированный черный чай – 48 человек (47,05%), на втором месте пакетированный зеленый чай – 31 человека (30,39%). Черный листовой предпочитают всего 16% опрошенных (16 человек) и еще меньше зеленый листовой -  5% (5 человек). Иван- чай пьют – 1 человек (менее 2 %). Наиболее часто употребляется чай торговых марок: «Ахмад» чёрный пакетированный – 36 человек (24%); «Принцесса Нури» чёрный пакетированный – 29 человек (28%); «Принцесса Ява» зелёный пакетированный – 23 (22,54%) «Гринфилд» зелёный пакетированный – 12 (11,76%).

 С химическим составом чая знакомы – всего 31% респондентов, причем, эти знания ограничены (танин, кофеин).  Исходя из данных анкетирования, я выяснила, что большинство опрошенных учащихся знают растение иван-чай, но мало кто знает, что из него можно приготовить чай, а употребляли напиток из иван-чая менее 2% опрошенных. 

На основании этого можно сделать вывод, что о пользе чая, а также о химическом составе чая имеет какое-либо представление наименьшее количество опрашиваемых. Поэтому проблема, которой мы занялись, является актуальной.

2.2.3.Сбор сырья.

Иван-чай лучше собирать в первые дни его цветения, когда его цветки только-только начинают цвести. В это время кипрей молодой – в листьях будет содержаться максимум полезных биологически активных веществ. Для сбора сырья выбирают сухую погоду. Лучшим периодом сбора лекарственного сырья является время с 8—9 до 16—17 часов. Не следует рвать запыленные, загрязненные растения, вблизи дорог, а также листья, поврежденные болезнями, вредителями. Кипрей собирается очень легко: необходимо взять одной рукой верх травы в месте, где начинают расти цветочки, другой рукой - за стебель сантиметрах в 5-10 пониже. Большим, указательным и средним пальцами второй руки обхватите стебель и резко проведите рукой сверху вниз по стеблю. В результате такого движения у вас в ладони окажутся собранные листья. 

2.2.4. Способ приготовления копорского чая.

Многие пробуют заваривать просто высушенные листья, но такой чай невкусный, пахнет березовым веником. Для получения хорошего чая следует эти листья обрабатывать специальным способом.

Завяливание: листья рассыпают слоем не толще 5 сантиметров на день или сутки, пока они не сделаются вялыми, при этом их надо периодически ворошить, не давая пересыхать листьям верхнего слоя и по краям. Скручивание: листья скручивают между ладонями рук в небольшие колбаски размером, примерно, в 5-10 см до тех пор, пока они не потемнеют от выступившего сока.

Ферментация: скрученные листья укладывают слоем в 5 сантиметров в эмалированную миску или лоток, укрывают мокрой тканью и ставят в теплое место (24-27ºС) на 6-12 часов для созревания. Чем выше температура, тем процесс ферментации идет быстрее, окончание процесса характеризуется изменением травянистого запаха на насыщенный цветочно-фруктовый.  

Сушка: ферментированные листья мелко режут, расстилают на  противнях, застеленных пергаментом, слоем в 1-1,5 сантиметра и сушат при температуре 100ºС около часа, периодически проверяя готовность на ощупь. Хорошо просушенный чай имеет цвет черного настоящего чая, насыщенный и более крепкий, чем у него, аромат, чаинки при сдавливании ломаются, но не рассыпаются в труху.  

Хранение: как и настоящий чай, Копорский требует плотной упаковки при хранении - лучше всего в стеклянных банках. Товарной кондиции он достигает примерно через месяц хранения, а в дальнейшем его свойства, как и у настоящего чая, ещѐ больше улучшаются. Высушенные цветки также дают прекрасный напиток. [8]  Используя эту методику, можно заготовить чай из листьев смородины, малины и земляники. Можно добавлять к компонентам рецепта чая из иван-чая ту же мелиссу, мяту,  мед или шиповник, и вы получите еще много разновидностей этого чудесного и вкусного чая.  

2.2.4. Технология заваривания копорского чая.

Способ заварки 1:

Заваривать иван-чай лучше всего в глиняном чайнике, но можно и фарфоровом. Причем, если чайник глиняный, то лучше, чтобы он не был покрыт глазурью. В необработанной глине иван-чай получается вкуснее! Сначала чайник нужно как следует прогреть. Налейте в него кипящей воды и подержите минуты две, пока стенки чайника не станут горячими. 2. Насыпьте в прогретый заварочный чайник иван-чай из расчета 1 чайная ложка заварки на каждую чашку.  3. Налейте кипяток сначала на треть объема чайника, закройте крышкой и дайте настояться 3-4 мин. Затем долейте кипяток до края. Можно немного размешать гранулы ложкой, для большей отдачи всех свойств в воду.  Очень важно, чтобы кипяток был свежим, не перекипевшим. Воду для чая надо довести до стадии так называемого «белого ключа» - до появления первых светлых пузырьков. Вообще вкус чая очень сильно зависит от воды, которой его заваривают.  4. Обязательно, чтобы общее время заваривания иван-чая было 10 минут! Это условие не менее важно, чем вода, в которой заваривают русский чай.

Способ заварки 2: Две чайные ложки иван-чая залейте стаканом кипятка, настаивайте в термосе и пейте на здоровье! И еще запомните: заваривать можно несколько раз. При повторных заварках целебные свойства остаются. А при хранении иван-чай за счет внутренней ферментации улучшает свои качества в течение двух лет![ 10]

2.2.5.Исследование компонентов химического состава чая.

Для исследования были взяты торговые марки, которые наиболее часто употребляются (по опросу): Образец 1 - черный листовой чай «Ахмад», образец 2 - черный пакетированный чай «Принцесса Нури», образец 3 – зелёный пакетированный чай «Принцесса Ява», образец 4 – зелёный листовой чай «Гринфилд», образец 5 – ферментированный самостоятельно «Иван чай». Эксперименты проводились при троекратном повторении, рассчитывалось среднее значение. Для заваривания использовалась дистиллированная вода. Результаты исследований представлены в приложении 3

Эксперимент 1. Определение витамина «С» с помощью йодометрического метода.

Техника определения основана на том, что молекулы аскорбиновой кислоты легко окисляются йодом.  Как только йод окислит всю аскорбиновую кислоту, следующая же капля, прореагировав с йодом, окрасит йод в синий цвет.  Витамина больше всего содержится в образцах под № 1 и № 5, а меньше в образце под № 2,3. При сравнении пакетированных и рассыпных   видов чая видим, что больше витамина «С» в последних.

Эксперимент 2. Обнаружение танина в чае.

При наличии танина в чае при добавлении хлорида железа(III) наблюдается тёмно - фиолетовое окрашивание. В каждый образец добавили по 2 капли FeCl3. По интенсивности окраски судили о концентрации танина.  Танин определяется и в чёрном, и в зелёном чае, но больше всего танина содержится в зелёном (Образец № 2; №4).

Эксперимент 3. Обнаружение кофеина.  

В фарфоровую чашку поместили 0,5 г чая, добавляли 8 капель 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.    Этот эксперимент показал, что в состав чая входит кофеин.  Количество его во всех образцах меньше чем 43 %.   Литературные данные о том, что в черном чае кофеина больше, чем в зеленом не подтвердились. Зелёный чай, как пакетированный, так и листовой (образец №3, №4) содержит в своём составе больше кофеина, чем некоторые марки чёрного чая. Сравнив пакетированный и листовой чай, было обнаружено, что в листовом зелёном чае содержится больше кофеина, чем в пакетированном. С чёрным чаем наоборот - пакетированный содержит больше кофеина, чем листовой. Среди пакетированного чая наибольшее количество кофеина содержится в чёрном пакетированном чае (Марка №2). Среди листового - наибольшее количество кофеина в зелёном чае (образец №4); чай Марка №5 в химическом составе содержит наименьшее количество кофеина из всех листовых марок.

Эксперимент 4. Определение глюкозы с помощью реактива Фелинга.  

В пробирку поместили 1мл чая и 8 капель реактива Фелинга до появления синего окрашивания.  Держа пробирку наклонно, осторожно нагревали верхнюю часть раствора. При этом нагретая часть раствора окраситься в оранжево-желтый цвет вследствие образования гидроксида меди (I) CuOH, который в дальнейшем переходит в красный осадок оксида меди (I). Глюкоза обнаружена во всех образцах.

Эксперимент 5.  Определение кислотно-щелочного баланса (рН).

Определение проводили с помощью универсальной индикаторной бумаги. Во всех образцах среда близка к нейтральной: от pH=6 в черном до pH=7 в зеленом чае. Кислотность листового и пакетированного чая не отличается от чая, приготовленного из кипрея.

 Эксперимент 6. Сравнение изменения содержания определяемых компонентов чая с течением времени.

Для выяснения верности утверждения, что чай надо употреблять свежим, т. к.  с течением времени полезные свойства чая уменьшаются, все эксперименты были проведены повторно по прошествии 24 часов.                             

Выводы.

 1. Иван-чай узколистный – это настоящая кладовая природы и универсальная домашняя аптечка.

2. Иван-чай – это растение «комбинат», потому что человек использует все без исключения его части.

3. Зная технологию изготовления копорского чая, можно приготовить его самостоятельно.

Заключение.

Чай – прекрасный тонизирующий напиток, полезный для здоровья и очень вкусный! Его по праву называют эликсиром бодрости. Благодаря содержанию танина и других полезных веществ чай активизирует деятельность центральной нервной системы, в частности головного мозга. Чайный напиток бодрит, поднимает настроение, повышает работоспособность и снимает усталость. Следует пить только свежезаваренный чай. Кроме того, не рекомендуется пить слишком крепкий и обжигающе горячий чай, а также злоупотреблять чайным напитком (4-5 чашек не очень крепкого свежезаваренного чая в день вполне достаточно для здорового взрослого человека).