Исследовательский проект "Химический состав чая"

Исследовательский проект "Химический состав чая"

Автор: Кибарова Назли

Руководитель: Балеева Алла Сергеевна

Учреждение: МКОУ «Ульяновская СОШ» Яшлтинский район Республика Калмыкия

Класс: 10

Оглавление

Введение
1. Возникновение чая.
2. Классификация чая.
3. Влияние чая на организм человека.
4. Химический состав чая.
5. Экспериментальные аспекты исследования.
6. Материалы и методы исследования.
Заключение
Литература
Приложение

Введение

Актуальность исследования. Чай – полезный и любимый многими напиток. Сегодня его можно назвать напитком №1. Без него нельзя представить ни праздника, ни каждодневного стола. По примерным подсчетам он является основным напитком почти для 2,5 млрд. людей на земле. В России чай является самым популярным тонизирующим напитком и миллионы россиян употребляют чай в течение всего дня .Фитотерапевты многих стран утверждают, что постоянное потребление чая снижает риск возникновения онкологических заболеваний.

Чай пьем на завтрак, обед или ужин. В то же время мы редко задаемся вопросом, что содержит он и чем один вид чая отличается от другого? Может быть, зная состав различных чаев, мы использовали бы их иначе: иначе заваривали и иначе пили.

Цель работы: исследование химического состава чая различных сортов.

Объект исследования: чай различных сортов

Предмет исследования: химические вещества, входящие в состав чая.

В соответствии с поставленной целью были сформулированы следующие задачи:

• Изучить теоретический материал по теме исследования;
• Провести анкетирование для выявления уровня знаний учащихся о чае;
• Овладеть методикой исследования качества чая в условиях школьной лаборатории;
• Исследовать образцы различных сортов чая и определить показатели качества;
• Предложить рекомендации для правильного употребления чая.

Гипотеза исследования: в обычной школьной лаборатории можно выделить компоненты чая и провести опыты.

Методы исследования: теоретические (анализ и синтез), эмпирические (наблюдение, сравнение, эксперимент), математические (статистические, диаграммы, таблицы)

Практическая значимость исследования: раскрывает связь химии с жизнью, ориентирует на здоровьесберегающей поведение. Простота проведения эксперимента и доступность реактивов, выбранных для исследования, позволяют проводить данные опыты и в домашних условиях.

Возникновение чая

О возникновении чайного напитка сложено немало легенд. Одна из них приписывает рождение чайного дерева мудрецу Та-мо. По преданию, мудрец прибыл в Китай с религиозной миссией, согласно которой должен был в течение семи лет не смыкая глаз молится во славу Великого Будды. Однако на пятом году молитвы сон все же одолел мудреца.

Проснувшись в гневе, он вырвал себе веки и бросил их на землю. На том месте вырос чайный куст. Та-мо распознал все свойства чайного растения, стал употреблять этот целебный, придающий бодрость и энергию напиток, вскоре открывшийся всему миру. Открытие чайного растения связывают еще с одним именем - легендарным героем китайского эпоса Шэнь Нуном. Китайский народ свято верит в то, что Шэнь Нун был Вторым императором Китая (2737 г. до н.э. ), научившим человечество земледелию, растениеводству и медицине.

Согласно одной из версий легенды, в поисках новых целительных рецептов император испытывал на себе действие ядовитых растений. Однажды, приняв в течение одного дня около ста ядов, он не совладал с возможностями своего организма и упал без сознания прямо под кроной чайного дерева. В этот момент с чайного листа скатилась капелька росы и, попав на губы императору, вернула его к жизни. С тех пор чай стали употреблять как универсальное средство.

Созданию чайного напитка мир обязан древней цивилизации Китая, ставшей географической и культурной родиной этого волшебного напитка. Первые упоминания о чайном растении относятся к временам 5800- летней давности. А первая книга о чае под названием «Ча Цзин» («Чайный канон»), получившая одобрение и покровительство самого китайского императора, появляется уже в 780 г. н. э.

Автор этого знаменитого труда - китайский поэт и философ Лу Ю описывает сорта чая, способы его выращивания и приготовления, ритуал и традиции чаепития. Однако традиционное отношению к чайному напитку сформировалось далеко не сразу. По началу чайное растение используется как ритуальное и лекарственное средство, употребляемое буддийскими монахами в эпоху Чунь Цю (770 - 476 гг. до н. э.). Несколько веков спустя от позднего периода Чунь Цю до начала Западной Хань (206 г. до н. э. - 8 г. н.э.) чайные листья начинают употреблять в пищу.

Существовало множество рецептов блюд с использованием чайного растения, существенно отличающихся от современных представлений о чайном напитке. Так, согласно одному и самых известных способов приготовления, чайные листья сминались в своеобразные лепешки, подсушивались на огне, а затем заливались кипятком и смешивались со специями, рисом, солью и другими компонентами в зависимости от традиций.

Результатом подобных экспериментов становится возникновение плиточного чая, который получает распространение в Китае с VII в. н. э. Плиточный чай представлял собой измельченный спрессованный в небольшие пилюли чайный лист, который в процессе приготовления разогревался над паром, растирался в порошок, а затем варился в подсоленной воде.

На смену плиточному чаю в эпоху династии Тан (618 - 906 г.г. н. э.) приходит традиция порошкового чая. С данного времени чай приобретает статус элитного национального напитка и распространяется исключительно в кругу китайской аристократии. В этот же период Китай начинает вести чайную торговлю по Шелковому пути. Так о существовании чая впервые узнают жители Индии, Турции, Средней Азии.

В Европу чай впервые был завезен португальцами в 1517 году и получил распространение в узком кругу португальского королевского двора. Следующую попытку сделали голландские купцы в 1610 году. Так чай впервые был завезен в нидерландские города Амстердам и Антверпен. В 1664 году ост-индская компания купила у голландцев два фунта чая и вручила в качестве подарка королю Англии Карлу II.

Супруга короля, португальская принцесса Катарина Брагансская приучила пить чай английскую знать. С тех пор чайный напиток получил повсеместное распространение в Западной Европе. Именно черный чай появился в Лондоне лишь в 1839 году и вскоре приобрел огромную популярность. Росту популярности черного чая способствовало появление подделок зеленого чая (фальсификаторы смешивали зеленый чай с листьями других растений) это вывело черный чай на лидирующие позиции. В те времена считалось, что черный и зеленый чаи - разные растения. Лишь спустя некоторое время стало известно, что они отличаются способом обработки.

Россия впервые знакомится с чайным напитком в 1618 году, когда послы из Китая преподносят российскому царю Михаилу Федоровичу Романову несколько ящиков превосходного китайского чая. А в 1679 году Россия заключает первый торговый договор, согласно которому чай поставлялся из Китая в Россию караванами через юго-восточную Сибирь и Среднюю Азию. Необходимо отметить, что массовому употреблению чая в России способствовал Петр I, со времен которого чай стал традиционным русским напитком.

История отечественного чая берет свое начало с чайного куста, который был впервые высажен в 1817 году в Никитском ботаническом саду в Крыму. Первые плантации были заложены в 1884 году в Грузии, а немного позже - в 1900 году - в Краснодарском крае.

Обилие грузинских и краснодарских чаев на отечественном рынке практически вытесняет высококачественные китайские и цейлонские чая.

Классификация чая

Внешний вид, аромат, вкус настоя и прочие характеристики чая в значительной степени определяются тем, насколько долго и в каком режиме проводится ферментативное окисление чайного листа перед окончательной сушкой. Выделяются следующие категории чая, в зависимости от степени окисления:

Зеленый чай (англ. green) – неокисленный или слабо окисленный (наименование «зеленый» он имеет во всех классификациях). Листья предварительно фиксируются паром температуры 170–180 °C (необязательно); окисление либо вообще не проводится, либо продолжается не более двух дней, после чего принудительно прекращается нагревом. В итоге чай окислен на 3–12 %. В сухом виде он имеет зеленый цвет (от салатового до темно-зеленого, в зависимости от особенностей изготовления), настой – неяркого желтоватого или зеленоватого цвета, в аромате отчетливо выделяется «травяная» нотка (может быть похож на запах сухого сена), вкус терпкий, может быть чуть сладковатым (но не горьким – горчат только низкокачественные или не- правильно заваренные чаи, в частности, перестоявший зеленый чай). По литературным данным, именно в зеленом чае должно сохраняться максимальное количество витамина Р.

Черный чай (англ. black) – сильно окисленный; (наименование «черный» – европейское, применяется также в Америке, Индии и Шри-Ланке; в Китае и других странах Юго-Восточной Азии такой чай называется «красным». Листья проходят длительное окисление, от двух недель до месяца (существуют укороченные процессы, когда чай окисляется с применением других технологических операций, но они дают продукт худшего качества из-за сложности контроля над ними). Лист окисляется почти полностью (на 80 %).

В сухом виде такой чай имеет темно-коричневый или почти черный цвет. Его настой – от оранжевого до темно-красного. В аромате могут выделяться цветочные или медовые нотки, вкус характерный, терпкий, не горчит. Прочие чаи находятся по степени окисления между черным и зеленым, либо выделяются какими-то технологическими особенностями приготовления. Все нижеперечисленные виды чаев производятся, в основном, в Китае или на Тайване.

Белый чай – чай из типсов (нераспустившихся чайных почек) и молодых листьев, прошедший минимальное количество стадий обработки в процессе производства, обычно только завяливание и сушку. Среди белых чаев есть чисто типсовые и приготовляемые из смеси типсов и листов. В сухом виде имеет светлый, желтоватый цвет. Поскольку листья не подвергаются скручиванию, чаинки достаточно крупные и легкие, в воде они быстро раскрываются. Настой желто-зеленоватый, более темный, чем настой зеленых чаев. Настой имеет цветочный аромат, сладковатый вкус и оставляет приятное, сладковатое послевкусие. Белый чай очень чувствителен к режиму заваривания.

Улун (англ. oolong ), в России встречается наименование «красный чай», в Китае его иногда называют «бирюзовым» или «сине-зеленым»), окисление продолжается от двух до трех дней, достигая 30–70 %. Внешний вид и характеристики улунов сильно зависят от технологии и конкретной степени окисления, но все улуны имеют очень характерный вкус, который не позволяет спутать их с другими видами чаев..

Влияние чая на организм человека

Чай употребляется как целительное средство гораздо дольше, чем просто тонизирующий напиток на каждый день. Его считали лекарством от многих болезней еще в 2000 г до н.э. В 7 веке были написаны первые медицинские тракты, повествующие об уникальных свойствах этого растения. Вытягивающего из недр земли все самое полезное, а потом, с тем же успехом, отдающего все эти «полезности» в настой.

Сейчас, когда чай неоднократно протестирован, подвергнут многочисленным лабораторным исследованиям, когда тысячи ученых подтвердили то, о чем древние люди только догадывались, можно смело утверждать, что другого природного продукта с таким универсальными характерами в мире просто не существует!

Известно, что калорийность свежего чайного листа почти в 25 раз выше калорийности пшеничного хлеба, что объясняется высоким содержанием в чае белковых веществ. Подсчитано, что чашка чая с одной столовой ложкой молока и куском сахара содержит 40 калорий. Это свойство «молодого листа» давно взятого на вооружение путешественниками, моряками, геологами – уж они то никогда не забудут взять в поход этот напиток, считая его просто незаменимым в экстремальных условиях.

Кому неизвестно, что в случае пищевого отравления, при острых расстройствах желудочно-кишечного тракта, чай остается, фактически, единственным продуктом питания, который позволяется употреблять заболевшему?! В таких случаях «чайная пауза» - лучшее средство «угомонить» желудок. Чай облегчает пищеварение при переедании, особенно если вы позволили себе с избытком полакомится чем – то жирным. Полифенолы чая уменьшают риск появления язвенной болезни желудка.

Благодаря большому содержанию фтора чай является великолепным средством, предотвращающим образование кариеса. Однако, это верно при условии, если вы не добавляете в напиток сахар, способствующий порче зубов.

Лабораторное исследование, проведенные американским ученным, показали, что экстракт чая уменьшает легочные опухоли, вызванные табачным канцерогенами, и способствует извлечению начальной стадии рака кожи, возникающего из – за прямого воздействия ультрафиолетовых лучей.

Ученные отмечают, что под воздействием чая увеличивается способность мозга усваивать и перерабатывать получаемые впечатления, улучшается внимание и облегчает процесс создания идей. В отличие от других стимулирующих средств, включая кофе, чай никогда не приводит к сверхвозбуждению нервной системы, несмотря на то, что напиток является стимулятором благодаря чайному кофеину, или танину.

Но танин обладает важным преимуществом: он не накапливается в организме, что исключает опасность кофеиновой интоксикации. Кроме того, благодаря танину бодрящий эффект от чая появляется медленнее, зато длится дольше (6 часов, вместо 2 - кофе). Через чай мы получаем в сутки поистине микроскопическую дозу кофеина – 0,01 г, в то время как стимулирующая суточная доза, допускаемая фармакологами, по меньшей мере, в 30 раз больше!

Доказано, что чай ликвидирует спазмы сосудов, расширяет их и, тем самым, облегчает процесс кровообращения, создает нормальное кровяное давления.

При гипертонии катехины чая, употребляемые в более концентрированном виде в качестве препарата, снижают кровяное давление.

Содержащиеся в чае витамин Р предохраняет организм от возможных кровоизлияний. Чай превосходно действует на кроветворение, улучшает состав крови, повышает количество красных телец, потому рекомендуется для лечения анемии.

Современные исследования показывают, что катехины чая способны защищать хромосомы (наследственный аппарат) от повреждающего действия различных факторов, ускоряют выведение из организма радиоактивного стронция.

Основной активный компонент чайного листа – кофеин. Он возбуждает действие сердечной мышцы, расширяет сосуды мозга.

Теофиллин, входящий в состав чайного листа, оказывает сильное стимулирующее действие на почки, расширяет кровеносные сосуды сердца, расслабляет гладкую мускулатуру внутренних органов и таким образом может снимать спазмы желчных путей или бронхов, а также в какой-то мере снижать риск возникновения инфаркта миокарда.

Чайный танин - особая фракция дубильных веществ, которая по своему фармакологическому действию подобна витамину Р, обладающему способностью укреплять стенки капиллярных кровеносных сосудов и тем предотвращать внутренние кровоизлияния.

Танины чая способствуют накоплению витамина С во всех органах, обеспечивают наиболее полное усвоение этого жизненно важного для организма витамина и, таким образом, предотвращают развитие многих заболеваний. Танины чая, особенно в комбинации с витамином С оказывают выраженное противовоспалительное действие.

Крепкий чай можно давать в качестве средства первой помощи при отравлениях (как средство, возбуждающее при угнетении органы дыхания и сердечную деятельность).

Но нужно помнить, что крепкий чай противопоказан при сердечных заболеваниях, сопровождающихся нарушением ритма, а также при неврозах, язвенной болезни желудка и двенадцатиперстной кишки. Если в пожилом возрасте человек страдает запорами, то пить крепкий чай ему не рекомендуется. Поскольку крепкий чай повышает давление, его не стоит пить при гипертонической болезни. Смягчает действие чая молоко.

Исследования, проведенные в США, в Германии и Японии, показали, что чай «Каркаде» в своем составе имеет практически все витамины в полезных для человеческого организма количествах, укрепляет стенки сосудов, стабилизирует кровяное давление, обладает спазматическим и мочегонным действиями, улучшает выработку желчи и защищает печень от вредных воздействий.

Химический состав чая

Чай - это сложнейшее по своему химическому составу растение. Оно содержит более 300 химических веществ и соединений.

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.

Экстрактивными веществамиили 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 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.).

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.

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.).

Флавонолы в чайном листе представлены моно-, ди- и тригликозидами трёх агликонов — кемпферола, кверцетина и мирицетина: 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.

Лейкоантоцианы — вещества, которые накапливаются в органах чайного растения в сравнительно меньшем количестве, чем другие гликозиды.

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, кетоглутаровая, 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.

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.

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

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

Экспериментальные аспекты исследования

Результаты анкетирования учащихся

Для подтверждения популярности напитка, а также для выявления уровня знаний учащихся о чае было проведено анкетирование.

Вопросы анкеты.

1. Какой чай вы употребляете: А) черный, Б) зеленый В) Фруктовый, Г) Травяной?
2. Сколько раз в день вы употребляете чай: А)1-2, Б)3-4 В) более 4 Г) не пью?
3. Какой химический состав имеет чай?
4. Знаете ли вы о пользе чая для организма?

В анкетировании приняло участие 25 человек, учащиеся 9-х классов.

Таблица №1 Анкетирование учащихся

Предпочтение к употреблению чая
Результат опроса, количество учащихся в процентах(%)
Разновидность чая
Черный
72
Зеленый
16
Фруктовый
7
Травяной
5
Количество раз день
1-2
22
3-4
63
Более 4
13
Не пью
2
Химический состав чая
Знаю
2
Не знаю
98
Влияние на организм
Да
22
Нет
78

Как показало анкетирование, предпочтение отдают черному чаю, т.к. этот напиток более привычный и традиционный (72%).Оказывается, о полезных свойствах зеленого чая знают не многие (22%). 3-4 раза в день выпивают 63% ,это говорит о популярности напитка, более 4 -15%,совсем не пьют чай 2% опрошенных. Химический состав чая знают единицы(2%). Большинство учащихся не знают о пользе чая для организма (78%).

Материалы и методы исследования

Из всех рассмотренных нами методик исследования качеств чая выбрали наиболее приемлемые для нас в условиях школьной лаборатории. Мы провели исследования свойств пяти образцов чая.

• Пакетированный зелёный чай (Пиала Gold);
• Пакетированный черный чай (Akbar);
• Пакетированный фруктовый чай (Lipton Tropic fruit );
• Черный крупнолистовой;
• Зеленый крупнолистовой.

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.

Опыт №2 Определение витамина С в чае

Это определение проводим с помощью йодометрического метода. Помещаем в колбу 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.

Опыт №3 Определение кислотно-щелочного баланса

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

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.

Опыт №5 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. 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. В результате получают 1л. экологически чистого кипятка.

2.3. Результаты исследования и их обсуждение

При сравнении органолептических показателей пяти видов чая выявили, что все образцы соответствуют установленным нормам. Аромат достаточно нежный, вкус средней терпкости. Настои зеленого чая имеют светло-желтый оттенок, прозрачны. Черный и фруктовый чаи имеют яркий и прозрачный настой. Внешний вид мелкого чая ровный, однородный. Листовой чай по структуре неровный, скрученный.

Таблица №2 Органолептические показатели образцов чая

Наименование показателя

Образцы чая
1
2
3
4
5

Аромат и вкус
Достаточно нежный аромат средней терпкости вкус
Нежный аромат, приятный с терпкостью вкус
Достаточно нежный аромат средней терпкости вкус
Полный букет, тонкий нежный аромат, приятный сильно-терпкий вкус
Слабый аромат, терпкий вкус

Настой
Прозрачный, светло-зеленый с желтоватым оттенком
Яркий, прозрачный «средний»
Яркий, прозрачный, «средний»
Яркий, прозрачный, интенсивный, «вышесредний»
Прозрачный, светло-желтый

Внешний вид чая (уборка):
листового
Неровный, недостаточно скрученный

мелкого
Ровный, однородный

гранулированного
—

По химическим показателям образцы под номерами 1,3,4,5 содержат кофеин. Появление вещества оранжевого цвета, а затем коричневого и сравнение опытного образца с эталоном говорит о наличии в чае кофеина. Установлено, что в черном чае его содержится больше. Витамина С больше в крупнолистовом и фруктовом пакетированном чае (образцы под номерами 3 и 4).

Вещество танин был обнаружен по появлению темно-фиолетового окрашивания при добавлении к чаю раствора хлорида железа. Танин есть в каждом из образцов чая. При определении рН среды выявили, что все исследуемые виды чая имеют нейтральную среду.

Таблица №3. Сравнение химических показателей образцов чая

Химический показатель качества чая
1
2
3
4
5

Кофеин
Изменение окраски смеси
Норма
Изменение окраски смеси
Изменение окраски смеси
Изменение окраски смеси

Витамин С
Цвет раствора приобрел темно-коричневую окраску
Насыщенный темно-синий цвет раствора
Цвет раствора приобрел темно-коричневую окраску

Общая кислотность pH водного раствора
Нейтральная среда

Танин
Темно-фиолетовое окрашивание раствора

Провели опыт по изменению окраски (антоцианов - красящих веществ) в зависимости от реакции среды. Наиболее интересные опыты по изменению окраски мы провели с фруктовым чаем. К напитку добавляли небольшие количества щелочи и наблюдали изменения окраски от ярко-красного до ярко зеленого. Универсальной индикаторной бумажкой измеряют рН среды.

Таблица №4. Изменение окраски чая Фруктового в зависимости от рН среды.
рН
Цвет раствора
3,0
Ярко- красный
5,0
Красный
6,0
Красно-коричневый
7,0
Коричнево-черный
8,0
Коричнево- зеленый
10,5
Болотный
12
Ярко зеленый

Для приготовления ароматного, вкусного, полезного чая нами была приготовлена чистая вода. Водопроводная вода, как известно, содержит много нежелательных и даже токсичных примесей Полученный фильтр на ниточке поместили в электрочайник, включили его и получили кипяток для чая. При нагревании воды до температуры кипения происходит интенсивное поглощение активированным углем ионов металлов и вредных органических веществ. В результате получили 1л. экологически чистого кипятка.

Заключение

Изучили теоретический материал по теме исследования, выявили химический состав чая, его полезные свойства.

Провели анкетирование для выявления уровня знаний учащихся о чае. Результаты показали, что большинство учащихся предпочитают чёрный чай, пьют его 3-4 раза в день. О химическом составе чая учащимся практически ничего не известно.

Овладели методикой исследования качества чая в условиях школьной лаборатории. Опыты оказались достаточно простыми.

Исследовали образцы различных видов и марок чая и определили показатели качества. По химическим показателям образцы под номерами 1,3,4,5 содержат кофеин. Вещество танин был обнаружен по появлению темно-фиолетового окрашивания при добавлении к чаю раствора хлорида железа. Танин есть в каждом из образцов чая.

Гипотеза подтвердилась. Действительно в обычной лаборатории можно выделить составные компоненты чая и провести с ними опыты. Мы доказали это своим исследованием. Также были даны рекомендации для правильного употребления чая.

Литература

1. Биологический энциклопедический словарь. Гл. ред. М.С. Гиляров, А.А. Баев –М.: Сов. Энциклопедия, 1989
2. Коробкина 3.В. Товароведение и экспертиза вкусовых товаров. — М.: Колос С, 2003.
3. Ольхин О. Опыты без взрывов. — М.: Химия, 1986.
4. Смоляр В.И. Рациональное питание. — Киев: Наукова думка, 1991.
5. Стёпин Б.Д., Аликберова Л.Ю. Занимательные задания и эффектные опыты по химии. — М.: Дрофа, 2002.
6. Тюкавкина Н.А. Органическая химия. — М: Дрофа, 2008.
7. Цоциашвили И.И. Химия и технология чая. — М.: Агропромиздат, 1989.
8. Химия в школе.№6,2011г., Л.А. Яковишин «Химические опыты с чаем каркадэ».
9. Химия в школе №8.2011.,В.К. Половняк «Как получить экологически чистый кипяток»

Приложение. Правила употребления чая

• Не пить чай натощак – это может быть вредно для пищеварительной системы.
• Не пить слишком горячий или слишком холодный чай. Горячим можно обжечься, а от холодного банально застудить горло.
• Не пить чересчур крепкий чай. Высокая концентрация кофеина в таком напитке плохо влияет на самочувствие человека. Особенно, не рекомендуется пить крепкий чай людям, страдающим гипертонией, глаукомой, при обострении язвы желудка.
• Не заваривать чай слишком долго – это ухудшает его вкусовые и питательные качества.
• Не запивать чаем лекарства, так как они могут плохо усваиваться. Лекарства вообще лучше всего запивать чистой водой.
• Не заваривать многократно черный чай.
• Не пить вчерашний чай – он не только не содержит полезных веществ, но и может навредить организм

Как правильно заваривать чай

Для того, чтобы получить настоящее удовольствие от чая, его нужно правильно заварить. Приготовить хороший чайный напиток несложно, для этого нужно просто соблюдать некоторые правила. Для того чтобы чай получился хорошим, в первую очередь хорошей должна быть вода. В Древнем Китае воду для заварки привозили из горных источников, а во Вьетнаме зелёный чай раньше заваривали исключительно дождевой водой.

Для заварки необходимо чтобы вода была чистая и мягкая. Сильно хлорированную воду нужно отстоять. Желательно чтобы вода проходила через специальные водоочистительные фильтры. Для того чтобы заварить чай вода должна кипеть. Вода проходит три стадии кипения. Первая стадия воды характеризуется появлением небольшого количества пузырьков, которые образуются на боковых поверхностях чайника.

Затем начинается очень большое образование пузырьков, вода начинает заметно кипеть. Это вторая стадия кипения воды, из-за того, что её поверхность из-за обилия пузырьков начинает белеть, эта стадия ещё называется «белым ключом». Это стадия довольно непродолжительная и быстро переходит в третью стадию. Для заваривания чая нужна вода именно второй стадии кипения т. к. долго кипящая вода считается непригодной для заваривания чая, хотя, к сожалению, уловить эту стадию бывает непросто.

Хорошей водой нужно заваривать хороший чай. Желательно покупать чай в специализированных магазинах, где риск купить подделку или некачественный чай существенно снижается. Аромат чая во многом определяется эфирными маслами, которые образуются в пене чая, поэтому после заваривания чая рекомендуют размешать ложечкой образовавшуюся пену. Время заварки зависит от вида чая. Чёрный чай рекомендуют заваривать 4-6 минут и не более 8 минут, ароматизированный чай нужно заваривать не более 3 минут, некоторые виды зелёного чая настаиваются до 15 минут.

Чай пить не рекомендуется

1. При обострении язвы желудка;
2. При гипертонии;
3. При любых заболеваниях, сопровождающихся высокой температурой;
4. При обострении заболеваний почек;
5. При беременности, когда есть склонность к токсикозам;
6. При психастении, сопровождающейся повышенной возбудимостью, бессонницей и т.п.;
7. Крепкий чай не рекомендуется употреблять при любых заболеваниях, которые протекают в тяжелой форме или в период обострения.

Несмотря на то, что чай очень полезен, следует ограничить употребление крепкого черного чая детям и подросткам.