I Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся

Старт в науке

ИССЛЕДОВАНИЕ ХИМИЧЕСКОГО СОСТАВА ЧАЯ.

• Авторы
• Руководители
• Файлы работы
• Наградные документы

Корнилова А.А. 1

---

1

Жамсаранова И. 1

---

1

Работа в формате PDF

295.6 KB

Введение.………………………………………………………………………..1-2

Основная часть.

Глава 1.Теоретическая часть.

§1.1.Историческая справка о чае………………………………………………3-4

§1.2.Как правильно заваривать чай. …………………………………………..4-5

Глава 2. Практическая часть.

§2.1. Исследования химического состава чая …………………………….....

§2.2 Результаты исследования…………………………………………………6-7

Заключение…………………………………………………………………..……8

Приложения…………………………………………………………………....9-12

Список литературы

Введение.

«За чаем не скучаем – по семь чашек выпиваем». «Чай не пить, так на свете не жить». «Чай крепче, если он с добрым другом разделен». «Чай не пьешь – откуда силу возьмешь?» (Народные пословицы).

Актуальность темы. 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. 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 этот наш «знакомец» 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 исследования: изучение состава чая, проведение опытов с ним.

Объект исследования: чай различных видов.

Предмет исследования: химические вещества, входящие в состав чая.

Задачи исследования: 1)изучить литературу, касающуюся истории, химического состава, видов и значение чая.

2)познакомиться с методикой и осуществить эксперимент по выделению компонентов чая. 3) провести анкетирование.

4) проанализировать полученные результаты, сформулировать выводы.

Проблема исследования: Можно ли в обычной школьной лаборатории выделить компоненты чая, и узнать его химический состав.

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

Практическая значимость исследования: раскрывает связь химии с жизнью, ориентирует на здоровьесберегающее поведение.

Новизна исследования: В школьной лаборатории можно выделить составные компоненты чая и провести с ними опыты. Мы доказали это своим исследованием.

Краткий обзор используемой литературы

1. Коробкина 3. В. Товароведение и экспертиза вкусовых товаров. — М.: Колосc, 2003.

2. Ольхин О. Опыты без взрывов. — М.: Химия, 1986.

3. Смоляр В. И. Рациональное питание. — Киев: Наукова думка, 1991.

4. Цоциашвили И. И. Химия и технология чая. — М.: Агропромиздат, 1989.

Степень изученности данного вопроса. Мы полагаем, что вопрос о химическом составе чая изучен довольно глубоко. И вообще вопрос о чае, его видах, составе, вкусе, свойствах, происхождении, выращивании и применении освещён достаточно широко. Существуют целые «чайные церемонии», заваривания и употребления этого замечательного и распространённого напитка в странах Азии. Например, есть индийская, китайская, японская церемонии чаепития. Где учитывается всё: сорт, вид, состав чая и даже определённая посуда (её размеры и форма, материал изготовления); которая изготавливается из природных материалов – глины и дерева. В Индии по наличию атрибутов и посуды для чаепития, можно судить о человеке к какому сословию, к какой касте он относится. В нашей стране многие народы тоже по-своему заваривают и пьют чудесный напиток-чай. Буряты и сонголы употребляют не только черный, но и зелёный «плиточный» чай - прессованный из цельных листьев; калмыки – желтый чай. Забайкальцы любят пить чёрный чай, заваривая его крутым кипятком «как с ключа». Получается ароматный, густой, горячий, крепкий, черный чай с молоком;

Лично для себя мы многое узнали, и поняли что употребление чая необходимо для человека. Так как чай снижает риск развития сердечно-сосудистых заболеваний; чай снижает вероятность развития онкологических заболеваний; усиливает активность пищеварительного тракта и нормализует микрофлору кишечника. Чай оказывает на организм тонизирующее воздействие, полифенолы зелёного чая активно воздействуют даже на вирусы гриппа. Усилить целебный эффект чая могут травы, бальзамы и мёд.

Основная часть

Глава 1. Теоретическая часть.

1. Из историичая.

«Чай - это короткое созвучье впитало в себя смысл легенд и научных трудов, народной молвы и государственных документов. Историческую жизнь чая, регламентировали императоры и богословы, врачи и гурманы, поэты и купцы, философы и художники, ученые и политики, правительство и контрабандисты, Разные виды чая могут быть совершенно непохожи один на другой и даже прекраснейший чай можно по разному готовить и по разному воспринимать – и как вожделенный нектар, и как подкрашенный напиток…» Так начинает свою книгу «Наш друг чай» талантливый грузинский публицист и большой энтузиаст чая М.Д. Давиташвили. (7)

Широкое распространение среди народов всех континентов получил замечательный напиток, чай, и сегодня его смело назвать напитком №1. По примерным подсчетам он является основным напитком для 2,5 млрд. людей на земле. 37 стран мира имеют свои чайные плантации, а производство сухого чая в мире приближается к 3 млн. тонн.

Появление чая окутано множеством легенд. По одной из них, открытие этого напитка принадлежит прославленному императору Шэнь Нуну — Божественному Земледельцу (ок. 2737-2697 гг. до н. э.), который в китайской традиции также является богом — покровителем медицины. Однажды, прогуливаясь по своим бескрайним владениям, Шэнь Нун долго плутал среди неприступных горных вершин. Истомившись от жажды, он присел отдохнуть возле небольшого деревца, листья которого источали чудесный аромат. Внезапно подул сильный ветер, и с ветви деревца сорвался молодой листочек, который плавно опустился прямо в чашу с чистой родниковой водой. Попробовав получившийся настой, император, был восхищён его нежно-зелёным цветом, удивительным вкусом и необычайно приятным ароматом. Сделав несколько глотков, он сразу ощутил прилив сил.

Откуда же взялось слово чай? В древних китайских сочинениях чай именовали «тоу», «тсе», «чунь», «минг». Самый благоухающий напиток получается из самых молодых листьев, и к названиям чая прибавили слово «ча», что значит «молодой листок». Известное всем русское слово «чай» произошло от монгольского «цай». Японцы называют чай «тья» или «тя» отсюда английское название «tea».(2) Вопрос о родине чая до нашего времени оставался спорным. Чайное растение произрастает в Китае, в Индии, провинция Ассам. Однако, если китайский чай представляет собой вечнозеленый куст с мелкими глянцевидными, упругими, зубчатыми листочками, достигающий в зрелом возрасте 2-3 метров в высоту. То ассамский чай – это мощное дерево, порой высотой 15 метров, с крупными, в несколько раз большими листьями, и к тому же не такими плотными как у китайского чая. Учитывая эти различия, стали различать 2 вида чая – китайский и ассамский.(1)

В настоящее время, по единодушному мнению ученых, родиной чайного растения следует считать Юго-западный Китай. Именно здесь обнаружена древняя первичная форма чая. Чай – растение долговечное, живет и плодоносит 100 и более лет.(1)

В Европу чай завезли в 1517 г. португальские моряки, но как напиток он получил распространение только в XVIII в. В Россию чай попал из Азии совершенно самостоятельно, независимо от Западной Европы, через Сибирь. Еще в 1567 г., в годы правления царствования Ивана Грозного, побывавший в Китае казачий атаман Иван Петров, описал неизвестный в России напиток – чай. Но только столетие спустя, в 1638 году чай привез посол Василий Старков в качестве подарка царю Михаилу Федоровичу от Алтын – Хана из Монголии довольно значительный запас чая – 64 кг. Русским чай понравился. В Туле были изобретены самовары для чая. В России чаепитие стало не просто застольем, а особенным общественным институтом. За чашкой чая решались важные семейные дела, происходили знакомства, заключались торговые сделки, обсуждались политические дела.(1)

2. Как правильно заваривать чай.

Чтобы приготовить хороший чай нужно в первую очередь выбрать качественную заварку. При выборе следует обратить внимание на внешний вид заварки. Во-первых, цвет должен соответствовать виду чая: черный чай должен быть именно черного цвета, зеленый – зеленого или светло зеленого. Во-вторых, хороший чай не включает посторонних примесей и выглядит однородным. Вода для приготовления чая, как и для приготовления, пищи, вообще должна быть максимально мягкой. Для заваривания хорошего чая нужна хорошая вода. Чтобы чай заварился, как следует, то есть, говоря химическим языком, легко экстрагировался, в воде должно быть мало примесей. Вода должна быть без запаха (в том числе хлора). Минеральная вода непригодна, когда в ней растворены соли, мешающие экстракции. Жесткая вода лишает чай вкуса и аромата. Воду для чая по степени пригодности можно выстроить в такой ряд: ключевая вода, вода горных рек, вода проточных ледниковых озер. Если в вашем распоряжении только обычная водопроводная вода, то дайте ей, хотя бы ночь отстояться, чтобы выдохся хлор.Чтобы чай лучше заварился, заварочный чайник следует предварительно прогреть. Черный и зеленый чай завариваются по-разному. Самый распространённый способ заваривания черного чая является:На востоке для этого его целиком окунают в горячую воду. Далее в заварочный чайник засыпается заварка. Количество ее – дело вкуса каждого, тут все подбирается экспериментальным путем. Сразу же после засыпания заварки заливаем ее кипятком, примерно до 1/3 чайника. Накрываем чайник льняным полотенцем или другой подходящей тканью и ждем 1-2 минуты. Затем доливаем кипятка до 3/4 чайника и опять же накрываем, не давая чайнику слишком быстро остыть. Так чай заваривается еще минут 5-10. Затем можно разливать заварку по чашкам, доливая по вкусу кипятком.О добавлении сахара в чай, лимона или молока - дело вкуса. Заваривание зеленого чая отличается от заваривания черного в первую очередь тем, что зеленый чай можно заваривать многократно – до 10 раз. В Китае при заваривании зеленого чая пользуются следующим рецептом:как и для приготовления черного чая, берут воду с минимальным содержанием минеральных солей. Заварочный чайник также прогревают. Заварки кладут из расчета 1 чайная ложка с горкой на 150-200 мл воды. Заливают заварку водой, подогретой до температуры 75-80ºС, дают настояться в течение 1,5-2 минуты, а после сливают в специальную посуду, которую китайцы называют «чахай». В принципе для этого может подойти любая керамическая или стеклянная емкость. Затем процедуру повторяют, заливая заварку горячей водой и сливая настой в «чахай», каждый раз увеличивая время настаивания на 15-20 секунд. Хорошие сорта зеленого чая позволительно повторно заваривать до 10 раз. После того, как заварка исчерпает себя, чай из «чахая» разливают по чашкам.(2)

3. Исследование химического состава чая.

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.

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 его 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 Изменение окраски чая в зависимости от рН среды.

Заваренный чай имеет различную окраску. Особенно насыщенным цветом обладает чай «Каркадэ», т.к. он приготовлен из ярких цветков растения гибискус. Окраска зависит от содержания антоцианов - красящих веществ, клеточного сока цветков, плодов и овощей. Окраска антоцианов может меняться в зависимости от реакции среды.

4. Результаты исследования.

Во время выполнения работы мы узнали много полезной и интересной информации о чае. По научным данным, зеленый чай обладает более выраженными целебными свойствами, чем черный, но его употребляют реже. С целью проверки знаний учащихся о чае было проведено анкетирование, в нём приняло участие 40 человек. Вопросы анкеты даны в приложении IV.

Как показало анкетирование, предпочтение отдают черному чаю, т.к. этот напиток более привычный и традиционный (70%).Оказывается, о полезных свойствах зеленого чая знают не многие (12%), а чай «Каркадэ» пробовали всего лишь (18%) опрошенных. Не крепкий чай пьют 60% опрошенных и это правильно. От 3до 5 чашек в день выпивают 73% ,это говорит о популярности напитка, более 5 -21%, совсем мало пьют чая от 1 до 2 чашек- 6% опрошенных. Химический состав чая знают единицы(8%). Большинство учащихся считают чай, полезным для организма (72%), указывают на его вредное влияние (4%) . Для исследования было взято три вида чая: пакетированные черный «Greenfield», зеленый «Ява» и чайный напиток «Каркадэ». Химический эксперимент наглядно показал, что в состав исследуемого чая входит кофеин. (Опыт № 1). 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. (Приложение III. Опыт № 1) Опыт № 2 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. (Приложение III. Опыт № 2) Опыт № 3 дал возможность определить, что у чая слабо щелочная реакция среды. (Приложение III. Опыт № 3).Танин есть и в черном и в зеленом чае, но больше его в зеленом. (Опыт № 4) (Приложение III. Опыт № 4) Опыт № 5. этот опыт показал, как меняется окраска (антоцианов - красящих веществ) в зависимости от реакции среды. Наиболее интересные опыты по изменению окраски мы провели с чаем «Каркадэ». К напитку добавляли небольшие количества щелочи и наблюдали изменения окраски от ярко-красного до ярко зеленого. Универсальной индикаторной бумагой измеряют рН среды.

Заключение. Вывод по проведенной исследовательской работе: История чая очень интересна и занимательна. 70% учащихся потребляют чай, предпочитая черный. Химический состав чая очень разнообразен и сложен. Экспериментально в обычной школьной лаборатории можно выделить составные компоненты чая и провести с ними познавательные опыты. Биологическое действие чая на организм многогранно. Для заваривания полезного, ароматного чая нужна хорошая вода. А также мы выявили основные правилами употребления чая.

Список литературы

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.: КолосС, 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».

Приложение I . Химический состав чая.

Приложение II.Результаты анкетирования.

Цель: выявление уровня знаний учащихся о чае.

Приложение III. Техника эксперимента

Для исследования было взято три вида чая: пакетированные черный, зеленый и чайный напиток «Каркадэ»

Опыт №1 Цель: проведение качественной реакции на кофеин.

Опыт №2 Цель: определение витамина С в чае.

Опыт №3 Цель: определение кислотно-щелочного баланса.

Опыт №4 Цель: определение танина в чае.

Опыт №5 Цель: показать, как меняется окраска (антоцианов - красящих веществ) в зависимости от реакции среды.

Приложение IV.

Вопросы анкеты.

1. Нравится ли вам чай?

2. Какой чай вы употребляете: А) черный, Б) зеленый В) «Каркадэ»

3. Предпочитаете пить чай: А) крепкий, Б) некрепкий

4. Количество стаканов в день: А)1-2, Б)3-5 В) более 5

5. Какой химический состав имеет чай?

6. Какое влияние оказывает на организм чай?

Приложение V.

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 очень 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.