XVI Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся

Старт в науке. Летняя площадка 2022

Физиологическое воздействие на организм человека различных сортов чая

• Авторы
• Руководители
• Файлы работы
• Наградные документы

Чередниченко А.И. 1

---

1МБОУ СОШ 13

Бергер Е.И. 1

---

1МБОУ СОШ 13

Работа в формате PDF

117.4 KB

Автор работы награжден дипломом победителя II степени

Диплом школьникаСвидетельство руководителя

Введение

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 чае содержится кофеин, который является главным виновником тяги людей к чаю как тонизирующему напитку.

Фитотерапевты многих стран утверждают, что постоянное потребление чая снижает риск возникновения онкологических заболеваний. Чай хорошо воздействует на организм человека, снимает утомление и головную боль, повышает физическую активность, стимулирует работу головного мозга и сердца.

В чайном растении происходит синтез катехинов и витаминов, а также в нем много минеральных веществ. Биологически полезные вещества чая, благоприятно воздействуют на организм человека.

Чай хорошо адсорбирует вредные вещества (тяжелые металлы, радионуклиды) и выводит их из организма. Чай хорошо действует на пищеварение и нервную систему, стимулирует деятельность сердца и сосудистой системы, понижает кровяное давление и повышает жизненную энергию человека.

Мы пьем чай на завтрак, обед или ужин. В то же время редко задаемся вопросом, что содержит этот наш «друг» и чем один вид чая отличается от другого?

Может быть, зная состав различных чаев, мы использовали бы их иначе: иначе заваривали и иначе пили?

Объект исследования – различные виды чая.

Предмет исследования – химические вещества, входящие в состав чая.

Гипотеза – ­­­ мы исследуем чаи разных видов черный, зеленый и красный, и предполагаем, что наиболее полезно пить зеленый чай.

Цель - изучить химический состав разных сортов чая и узнать и их воздействие на организм человека.

Задачи:

1. Изучить литературу по данному вопросу;

2. Изучить биологическую роль чая и его влияние на здоровье человека;

3. Проведение анализа состава различных видов чая;

4. Сравнить чаи разных видов;

5. Провести анкетирование учащихся.

1.1. История открытия чая

Чай – в переводе с китайского означает «молодой листочек». Чай происходит из Китая, где он известен 5000 лет и имеет огромное народно-хозяйственное значение.

В китайской летописи можно прочесть о благоприятном влиянии чая: «Усиливает дух, смягчает сердце, удаляет усталость, облегчает и освежает тело, пробуждает мысль и не дозволяет поселиться лености, проясняет восприимчивость».

В Европу чай завезли в 1517 г. португальские моряки, но как напиток он получил распространение только в XVIII в. В 1638 г. было прислано в Москву четыре пуда чая в подарок царю Михаилу Федоровичу от монгольского Алтын-хана «ради варения чая».

В Туле были изобретены самовары для чая. Но, несмотря на широкое распространение этого напитка, выращивание чайных растений и изготовление чая было секретом Китая, который стал известен в России в конце XIX в.

Первый чайный куст как диковинка был посажен в 1814 г. в Крыму в Никитском ботаническом саду. Оттуда в 1833 г. несколько чайных кустов переправили в Закавказье. Широкое культивирование чая началось только после установления Советской власти.

Основная площадь чайных плантаций была сосредоточена в Грузии, Азербайджане, Краснодарском крае и в других районах бывшего СССР. Чай можно выращивать на всех почвах, пригодных для сельскохозяйственных культур. Селекционеры постоянно улучшают сорта чая, учитывая климатические условия данной местности.

1.2. Классификация чая

Чай классифицируется:

По цвету – черный, зеленый, желтый, красный.

По месту произрастания – Индийский, Китайский, Грузинский, Цей­лонский и т.д.

По качеству – букет, в/с, 1/с, 2/с, 3/с.

По технологии изготовления – байховый, плиточ­ный, кирпичный, разовой заварки, гранулированный, ароматизированный.

К чаю предъявляют определенные требования. Важное значение имеют физико-химические показатели качества чая. Из показателей безопасности в чае нормируется содержание токсичных элементов – свинца, мышьяка, кадия, меди, радионуклидов – цезия-137 и стронция-90, а также из микробиологических показателей – плесени.

При определении внешнего вида сухого чая обращают внимание на цвет, ровность, однородность и скрученность чаинок, а также на дефекты чая.

Фруктовый и травяной чаи нельзя считать настоящим чаем, поскольку чайного листа в них нет. Фруктовые чаи (заваренные сухие кусочки фрук­тов), хороши тем, что не содержат кофеина и их можно пить на ночь.

Наконец, чайные напитки — это напитки, изготовленные из цветов, плодов, ягод, почек, листьев и других компонентов, разрешенных к примене­нию в качестве пищевого сырья.

Обычному человеку наиболее интересно то, какие вещества, экстрагируемые при заваривании чая, поступают в его организм и какое воздействие на него оказывают. К числу экстрагируемых, то есть растворимых, специали­сты относят шесть основных частей чая: дубильные вещества, эфирные масла, алкалоиды, аминокислоты, пигменты и витамины.

В чае кофеина содержится больше, чем в кофе, но чайный кофеин действует мягче, чем кофейный. Объясняется это тем, что на заварку идет меньше чая, нежели кофе, а также тем, что в чае кофеин выступает не изолированно, а в комплексе с танином, образуя соединение таннат кофеина, а оно более мягко действует на сердечно-сосудистую и центральную нервную сис­тему.

Помимо кофеина, в состав чая входят в незначительном количестве дру­гие алкалоиды – растворимые в воде теобромин и теофиллин, которые являются хорошими сосудорасширяющими и мочегонными средствами.

Таблица 1 – Витамины, входящие в состав чая

1.3. Воздействие чая на организм человека

Употребление чая оказывает благотворное воздействие на самые различные системы органов человека, что позволяет говорить о нём не только как о повседневном напитке, но и как о профилактическом и даже лечебном медицинском средстве.

Желудочно-кишечный тракт. Теотанин обладает сильным бактерицидным действием. Исследования С. Я. Бердыевой подтвердили эффективность зелёного чая при лечении даже таких заболеваний, как дизентерия и брюшной тиф.

Мочеполовая система и печень. Теобрамин и кофеин стимулируют работу почек, поскольку обладают лёгким мочегонным действием. По некоторым данным, постоянное употребление чая снижает риск образования камней в почках, мочевом пузыре, а также в печени.

Сердечно-сосудистая система. Совместное действие танина и кофеина приводит к нормализации работы сердца, расширению сосудов, устранению спазмов, нормализации артериального давления.

Органы дыхания. При простудных заболеваниях органов дыхания чай полезен не только как потогонное и общеукрепляющее средство, но и как стимулятор дыхательной деятельности.

Выведение радиоактивных веществ. Некоторые современные исследования подтверждают действенность зелёного чая как средства выведения из организма вредных веществ, в частности, радиоактивных изотопов. Так, подтверждено, что применение зелёного чая приводит к ускоренному выводу из организма изотопа стронций-90.

Обмен веществ. Стимулирующее действие, оказываемое чаем на отдельные системы органов, а также высокое содержание в нём витаминов, теоретически, должно приводить к общему улучшению обмена веществ и, следовательно, состояния организма.

Практическая часть.

2.1. Определение рН чая

Важным показателем чая, как напитка является качество воды. Одним из основных показателей, влияющих на качество воды является соотношение в ней кислоты и щелочи или кислотно-щелочное равновесие, которое характеризуется специальным показателем рН.

При рН равном 7,0 говорят о нейтральной среде. Чем ниже уровень рН - тем среда более кислая (от 6,9 до 0). Щелочная среда имеет высокий уровень рН (от 7,1 до 14,0). Тело человека тоже имеет определенное кислотно-щелочное соотношение.

Организм постоянно стремится уравновесить это соотношение, поддерживая строго определенный уровень рН. При нару­шенном балансе могут возникнуть множество серьезных заболеваний.

В пробирку с чаем, опускали индикаторную бумагу для определения рН, а затем сравнивали её с эталоном. Мы определили pH чая: образец №1– 6,0, образец №2 – 6,0, образец №3 – 2,0, образец №4 – 5,0, образец №5– 4,0, образец № 6 7,0.

2.2. Определение изменения окраски в зависимости от среды

Заваренный чай имеет различную окраску. Особенно насыщенным цве­том обладает образец №3, 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.

К напиткам добавляли небольшие количества щелочи и кислоты наблюдали изменения окраски.

Наиболее интересные опыты по изменению окраски произошли с образцом №3. Поэтому его можно использовать в качестве индикатора кислотно-щелочного состояния используемой для чая воды

Таблица 2 – Изменение окраски чая в зависимости от рН среды.

2.3. Определение содержания танинов

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. Все сорта чая содержат танин.

2.4. Определение содержания кофеина

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. Все сорта чая содержат кофеин.

2.5. Определение содержания витамина С

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 йода до появления устойчивого синего окрашивания, не исчезающего 10-15 с.

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.

Расчет количества витамина С

С помощью пипетки посчитаем, сколько капель содержится в 1 мл (в 1 мл содержится 28 капель йода). Зная объём одной капли, можно довольно точно определить объём раствора йода, израсходованного на титрование аскорбиновой кислоты. Концентрация раствора йода нам известна: 1 мл его 5%-ного раствора соответствует 35 мг аскорбиновой кислоты.

Расчеты:

1 мл р-ра иода – 28 капель р-ра иода

Х мл р-ра иода – Y капель р-ра иода

Тогда

1 мл р-ра иода – 35 мг аскорбиновой кислоты Х мл р-ра иода – Z мг аскорбиновой кислоты

Таблица 3 – Содержание витамина С в чае

2.6. Определение наличие красителей

Качественно искусственный краситель красного цвета в чае легко можно обнаружить методом, основанным на изменении рН среды раствора. Это происходит путем добавления любого щелочного раствора (аммиака, соды и даже мыльного раствора) в объеме, превышающем объем напитка. При изменении рН среды на щелочную натуральные красители красного цвета меняют окраску на оттенки грязно-синего, темно-зеленого цвета.

Синтетические красители в данных условиях не изменяют цвет.

Соки желтого, оранжевого и зеленого цветов после добавления щелочного раствора необходимо прокипятить примерно 2-3 минуты. При термической обработке натуральные красящие вещества (каротин, ксантофилл) довольно быстро разрушаются. Цвет натуральных красителей изменяется: желтые и оранжевые соки обесцвечиваются (полностью или частично). Зеленые соки становятся буро - или темно-зелеными. Синтетические красители не изменяют свой цвет.

Таблица 4 – Определение красителей в чае

2.7. Социологический опрос учащихся 6 класса

В опросе участвовало 28 человек.

Из них 83% часто употребляют чай. При выборе чая 46% предпочитаю и черный, и зеленый чаи. 58% опрошенных предпочитают чай средней крепости. Чаще всего ребята пьют следующие торговые марки чая: образец №3(черный), образец №2 (черный и зеленый), образец №1.

Заключение

В результате проведенного исследования нами были изучены шесть видов чая
При проведении химического анализа мы установили, что pH чая составляет: образец №1– 6,0, образец №2– 6,0, образец №3– 2,0, образец №4– 5,0, образец №5– 4,0, образец №6 - 7,0.

Заваренный чай имеет различную окраску. Окраска зависит от содержания антоцианов – красящих веществ кле­точного сока цветков, плодов и овощей. Окраска антоцианов может меняться в зависимости от реакции среды.

Окраска черного и зеленого чая сильно не изменилась, так как они приготовлены из листьев и не содержат антоцианы. Наиболее интересные опыты по изменению окраски произошли с чаем образец №3. Поэтому его можно использовать в качестве своеобразного индика­тора рН.

Все чаи содержат танин и кофеин. Чайный танин – теотанин имеет другую структуру, нежели его синтетический аналог и прочие дубильные кислоты из растений. Именно теотаин дает чаю приятную терпкость, которая создает его основной вкус.

Чайный лист богат витамином С. Однако в процессе переработки чайного листа содержание этого витамина резко уменьшается, особенно при ферментации и сушке. Больше витамина С было обнаружено в красном и зеленом чаях. По оценке наличия красителей, наши опыты показали, что почти во всех чаях присутствуют синтетические красители, кроме красного чая образец №3 и образец №1.

Мы подтвердили выдвинутую гипотезу, и можем порекомендовать:

1. Не пить чай натощак – это может быть вредно для пищеварительной системы.

2. Не пить слишком горячий или слишком холодный чай.

3. 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.

4. Не заваривать чай слишком долго – это ухудшает его вкусовые и питательные качества.

5. Не запивать чаем лекарства, так как они могут плохо усваиваться. Лекарства вообще лучше всего запивать чистой водой.

6. Не заваривать многократно черный чай.

7. Не пить вчерашний чай – он не только не содержит полезных веществ, но и может навредить организм

Список использованных источников

1. Ольгин О.М. Давайте похимичим! Занимательные опыты по химии. М.: Детская литератутра, 2002.

2. Пашинский В.Г. Растения в терапии и профилактике болезней. Томск: Изд-во Томского университета, 1989.

3. Химия в школе №9,2008г., А.А.Кролевец «Не попить ли нам чайку».

4. Биологический энциклопедический словарь. Гл. ред. М.С. Гиляров. А.А. Баев – М.:Сов.Энциклопедия, 1989.

5. Коробкина 3. В. Товароведение и экспертиза вкусовых товаров. — М.: Колос, 2003.

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

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

8. Стёпин Б. Д., Аликберова Л. Ю. Занимательные задания и эффектные опыты по химии. — М.: Дрофа, 2002.

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

10. Химия в школе.№6,2011г.,Л.А Яковишин «Химические опыты с чаем каркадэ».