XVIII Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся
Старт в науке
Ферментативное окисление листьев на примере изготовления чая
Автор работы награжден дипломом победителя III степени
Полная версия работы доступна во вкладке "Файлы работы" в формате PDF
Введение
Россия занимает 3 место в мире по потреблению чая на душу населения [3]. Чай является популярным напитком, что подтверждает актуальность моей работы.
На территории Кубани и Абинского района произрастает множество растений, при ферментации листьев которых можно получить прекрасный чайный напиток. При желании можно в домашних условиях провести полный цикл производства чая, поэтому результаты моей работы могут найти широкое применение практически в каждой семье.
Цель : получить разные виды чая из экологически чистого растительного кубанского сырья
Задачи:
познакомиться с процессом ферментации и историей приготовления чая;
определить растения - близкие аналоги чая для эксперимента;
провести эксперимент по сбору листьев и приготовлению напитков из ферментированных листьев;
обобщить полученные результаты
Гипотеза: Можно ли изготовить в домашних условиях чай из растений, произрастающих в Абинском районе?
Сбор сырья осуществлялся в лесной зоне предгорного Абинского района и на приусадебных участках на окраине города, вдали от промышленных объектов и автомобильных дорог (Приложение 1, фото 1,2).
Глава 1. Обзор литературы[7].
Ч ай, ча́йный куст, или каме́лия кита́йская (лат. Camélliasinénsis, кит. 茶 «ча», яп. 茶 «тя») — растение ; вид рода Камелия семейства Чайные (Theaceae).
Рисунок 1. Ча́йный куст(лат. Camélliasinénsis)
Место появления — тропические и субтропические горные леса Юго-Восточной Азии (Индокитай). В диком виде чайный куст был обнаружен в Верхнем Ассаме и на острове Хайнань. Чайный куст впервые стали культивировать в Китае, откуда он попал в Японию. В 1824 году голландцы стали культивировать чай на острове Ява, а в 1834 году англичане — в Гималаях. В настоящее время главнейшие культуры чая сосредоточены в Китае, Индии, Японии, Индонезии, в Шри-Ланке (Цейлон), в Африке (Кения , Наталь), в Южной Америке. В Европе растёт под открытым небом в России (Краснодарский край), на Кавказе (Грузия, Азербайджан), в южной Англии, Португалии, Сицилии, западной Франции. Листья чайного куста используются для производства чая. Существует большая группа напитков — травяных, ягодных, цветочных настоев, завариваемых листьев других деревьев и кустарников, которые традиционно называют чаями (иногда «гербальными», от англ. herbal — травяной), хотя они не содержат собственно листов чайного дерева. В законодательстве Российской Империи со второй половины XIX века имелся официальный запрет на использование слова «чай» в названии продуктов, не содержащих настоящего чайного листа. Сделано это было в целях борьбы с распространителями суррогатного чая, выработанного из не чайного сырья. На сегодняшний день такого запрета, по крайней мере, в России, не существует, поэтому растительный сбор может именоваться чаем, даже если собственно чая в его составе вообще нет. Но, как правило, в названиях таких продуктов используют дополнения, поясняющие состав сырья («фруктовый чай», «чай каркаде», «смородиновый чай»). Не так давно для подобных продуктов появилось собственное название «фиточай».
1.1 Растения для ферментации
При изучении флоры Абинского района и растений – близких аналогов чая были отобраны растения для проведения эксперимента по приготовлению чайного напитка в домашних условиях. Каждое из растений
Ежевика( лат.Rubus subgen) – колючий многолетний кустарник с ветвями до 150 см в длину. Листья ежевики тоже снабжены мелкими шипами, как у малины. Только форма у них другая. Цветёт с весны до осени белыми, довольно крупными, цветами (диаметром до 2 см). Ягоды внешне очень похожи на малину, с такими же косточками, но тёмно-синего или черного цвета. Пора активного плодоношения август-сентябрь. Надо отметить, что целебными у ежевики являются не только созревшие ягоды, но и её листья. Их лучше собирать поздней весной, когда кустарник цветёт. Добавленные в чай листья снижают уровень сахара в крови и применяются при лечении сахарного диабета. Кроме того, ежевичный чай нормализует обменные процессы, что очень важно при ожирении. Травяные чаи из ягод и листьев ежевики помогают предотвратить заболевания печени, улучшают функционирование почек, стимулируют защитные силы организма.
Листья ежевики имеют терпкий вкус, их часто применяют в травяных сборах и смесях. Но чай, заваренный лишь из листьев ежевики – тоже очень хорош! И не только на вкус. Он облегчает борьбу с воспалениями слизистых оболочек рта и желудка. Листья и ягоды ежевики (в виде настоя) применяют при атеросклерозе и гипертонии [8].
Дикая груша
Дикая груша или дичка, как ее чаще всего называют в народе, это груша обыкновенная (лат. Pýrus commúnis), которая относится к роду косточковых плодовых деревьев семейства розовые [9].
Груша дикая[10]
Груша – крепкая опора для иммунной системы, набор элементов помогает напитку из растения резво бороться с такими проблемами как хроническая простуда, постоянная усталость. Горячий грушевый чай снимает стресс и помогает расслабиться после тяжелого дня, избыточный вес можно сжигать, сочетая тренировки, диету и чай из груши.
Яблоня
Яблоня (лат. Mālus) - род листопадных деревьев и кустарников семейства Розовые (Rosaceae) с шаровидными сладкими или кисло-сладкими плодами. Чай из листьев яблони защищает от сезонных вирусных заболеваний, укрепляет иммунную систему, восстанавливает жизненный тонус, напитывает энергией, улучшает эмоциональный фон. Регулирует давление, уровень холестерина в крови. Связывает и выводит свободные радикалы, продлевает молодость.
Листья яблони обладают противовоспалительным, антиоксидантным, вяжущим свойствами. Если пить яблочный чай каждый день по утрам за завтраком при отсутствии противопоказаний, улучшится настроение, укрепится иммунная защита, повысится стрессоустойчивость [10].
Айва
Айва́ (лат. Cydōnia) — род древесных растений семейства Розовые (Rosaceae). Вид Айва обыкнове́нная, или Айва продолгова́тая (лат. Cydonia oblonga) — единственный представитель этого рода, плодовая культура. Чай из листьев айвы улучшает иммунный ответ при столкновении с любыми вредными факторами внешней среды, общеукрепляющий, оказывает антибактериальное действие [11].
Чёрная смородина
Чёрная смородина (лат. Ribes) - листопадный кустарник, вид рода Смородина монотипного семейства Крыжовниковые. Целебный состав этих листочков применяется не только в народной медицине, но и в производстве лекарственных препаратов. В него входит большое количество необходимых витаминов и минералов. С помощью чая из этих листьев можно укрепить иммунитет и распрощаться с авитаминозом витамина С. Особенно полезно пить отвар в зимний период, когда риск подхватить простуду слишком велик. Его можно употреблять в качестве профилактики, или для восстановления организма после выздоровления.
Кустарник содержит большое количество фитонцидов. Они оказывают антисептическое и противовоспалительное воздействие на организм. Особую пользу приносят при простуде или заболеваниях органов дыхания.
Полезно пить чай людям пожилого возраста. Он помогает снизить артериальное давление, поддерживает остроту зрения, улучшает работу сосудов и самого сердца. Препятствует развитию болезни Альцгеймера [12].
Земляника
Земляника – это очень вкусная и полезная ягода, в которой содержится большое количество витаминов и минералов. Ее полезные свойства известны уже давно, но не все знают, что в народной медицине широко распространены и листья растения. Каждый элемент, содержащийся в листьях, имеет свою ценность для организма. Например, большое количество витамина C делает кожу здоровой, укрепляет иммунитет и является профилактикой вирусных заболеваний. Кальций способствует нормальному развитию костной ткани, благоприятно воздействует на ногти. Содержащиеся минералы способствуют очищению сосудов и понижению уровня холестерина в крови. В листьях земляники находятся различные антиоксиданты, которые обладают противовоспалительным действием [13].
Глава 2. Практическая часть
2.1. Изготовление чая методом ферментации
Для изготовления чая были выбраны листья следующих растений: ежевика, земляника, чёрная смородина, айва, груша дичка и лещина. Листья данных растений после сбора были разложены на поверхности для подвяливания.
2.2 Подвяливание
Подвяливание – процесс удаления из листьев лишней влаги, в результате подвяливания теряется до 40% лишней влаги. Это позволяет листьям стать более мягкими и облегчает их обработку. Поверхность для подвяливания покрывается хлопчатобумажной тканью, сверху равномерно распределяются сорванные листья (Приложение 1, фото 3-4).Через определённые промежутки времени листья слегка перемешивают, чтобы листья подвялились равномерно(Приложение 1, фото 5-6). Для ускорения подвяливания помещение должно быть хорошо проветриваемым. Определить нужную степень подвяливания можно по отсутствию характерного хруста прожилок листьев при сдавливании листа. Прожилки становятся эластичными и хорошо сгибаются. В результате скручивания клетки листьев разрушаются и начинает выделяться их сок. Наступает следующий этап.
2.3 Подготовка листьев для ферментации
Мы любим чай за насыщенный вкус и целебные свойства, для того, чтобы они проявились в будущем чае необходимо размять листья. Беря в руки пачку с чаем, мы читаем к какому виду относится тот или иной чай: гранулированный, крупнолистовой, мелколистовой, листовой. Значит и мы попробуем изготовить ферментированный чай нескольких видов. Особо трудоёмким оказался процесс перетирания подвяленных листьев, для того, чтобы они пустили сок.
Самым дорогим и изысканным считается чай ручной скрутки, для его изготовления не понадобится никаких специальных приспособлений. Необходимо сложить друг на друга несколько подвяленных листков и начинать между ладонями скручивать их в трубочку, а затем получившиеся трубочки плотно уложить в ёмкость для ферментации (Приложение 2, фото 7).
Следующий вид чая – гранулированный, самый простой в изготовлении: зелёную массу листьев перекрутить на мясорубке, сложить в ёмкость для ферментации (Приложение 2, фото 8).
Есть ещё один вид чая – крупнолистовой (Приложение 2, фото 9), для его изготовления мы будем использовать специальную доску для перетирания листьев. Доска была изготовлена вручную, для этого на верхнюю часть доски толщиной 4-5 см по трафарету нанесён рисунок будущих полос - зубцов и вырезаны полосы рисунка под углом против часовой стрелки (Приложение 3, фото 11). Листья плотно уложены в полукруглую стеклянную форму, в которой во время перетирания образуется шар из перетёртых листьев (Приложение 3, фото 12). Перетирание листьев производилось по часовой стрелке, полосы – зубцы при надавливании на них позволяют быстро получить сок (Приложение 3, фото 13-14).
После того, как появился сок, шар необходимо разделить на несколько частей (Приложение 3, фото 15) и плотно уложить в ёмкость для ферментации.
2.4 Ферментация
Ферментация – это биохимическая переработка сырья под воздействием собственных ферментов субстрата. Основная задача ферментации – изменение вкусовых свойств продукта за счёт разложения его сложных компонентов на более простые формы. Иногда можно наблюдать как в результате процесса ферментации продукт становится испорченным, например потемнение банана или среза яблока, но в чае ферментация раскрывает чудесные свойства листьев. На свойства чая и его цвет оказывает влияние процесс ферментации, т.е. процесс окисления чайного листа. При перетирании листьев и появлении сока появляется неповторимый аромат, это сок чайных листьев под воздействием кислорода и микроорганизмов, которыми насыщены листья, начинает процесс ферментации. При благоприятных температурных условиях начинается брожение, то есть чайный лист начинает ферментироваться в собственном соку. На процесс ферментации влияет очень много факторов. К ним относятся:
-температура листьев после скручивания;
-степень влажности сырья после процесса завяливания;
-влажность в помещении, где проходит ферментация;
-доступ воздуха.
Смятые листья в ёмкости должны быть плотно прижаты друг к другу (Приложение 4, фото16-17). Ёмкость сверху накрывают влажной тканью и ставят в тёмное место. Температура в помещении для ферментации чая 22-25оС, время ферментации у различных чаёв разное. В чае образуются специальные вещества, от которых зависит цвет готового чая. Под воздействием ферментации чай приобретает коричневый цвет, появляется сильный фруктовый запах. Очень важно определить момент, когда приятный запах наиболее сильный. Ферментация чая проходила в глиняных горшочках (Приложение 4, фото 18), листья постепенно начинали менять свой цвет (Приложение 4, фото 19). Мне приходилось несколько раз в день нюхать каждый горшок, чтобы не пропустить момент, когда пора остановить ферментацию. Её останавливают, когда чайные листья начинают издавать цветочный, фруктовый, ореховый или иные запахи. Продолжительность ферментации у разных растений занимает от 8 до 60 часов. В процессе изготовления чая я поняла, что могу управлять процессом окисления. Ферментация — процесс непрерывный, и на определенном этапе его надо остановить. Корректируя длительность окисления, температуру, влажность можно производить чай разной степени обработки.
Диаграмма 1.Время ферментации разных видов чая (час)
Из диаграммы видно, что процесс ферментации при изготовлении гранулированного чая идёт быстрее, чем при ручной скрутке. Быстрее всего проходит ферментация у груши дички, а дольше всего ферментируется смородина. Ферментацию останавливают, когда чайные листья начинают издавать цветочный, фруктовый, ореховый или иные запахи, цвет чая становится темным (Приложение 4, фото 20). Процесс ферментации закончен, но ферментированный чай не может храниться во влажном виде, иначе он заплесневеет – его необходимо высушить. Конечная стадия производства чая – простая сушка.
2.5 Сушка
Момент сушки также очень важен, так как просушивание производится при температуре не выше 60оС. Листья ручной скрутки сушатся трубочками, как были скручены. Гранулированный чай мы получим, прокрутив через мясорубку проферментированное сырье и будем сушить уже гранулы, а крупнолистовой чай можно высушить, порезав проферментированные листья ножом. Лучше всего использовать электрическую духовку, где, прогрев со всех сторон одинаков. При сушке в духовке необходимо открыть дверцу духовки. Наберитесь терпения, результат превзойдёт все ваши ожидания: в среднем через 1,5 часа вы получите сухой целебный чай. Во время сушки множество эфирных масел выходит на поверхность листьев и чай получает характерный аромат. Как только мы зальём чай кипятком, эфирные масла начнут извлекаться из чая и у чая появятся и вкус, и неповторимый аромат.
Диаграмма 2. Время сушки разных видов чая (мин)
На диаграмме 2 можно увидеть, что в основном время сушки гранулированного чая совпадает с чаем ручной скрутки и крупнолистовым чаем, или чуть меньше. Только у груши – дички гранулированный чай сушился дольше, чем крупнолистовой и ручной скрутки. Самая быстрая сушка у гранулированного чая из смородины составила 40 минут, самая долгая у ежевики – 120 минут. Для того, чтобы насладиться насыщенным вкусом, цветом и ароматом придётся подождать, ведь известно, что со временем вкусовые и полезные свойства чая только усиливаются. При простой сушке сырья невозможно добиться такого результата, получается не чай, а травяной настой. Сухой чай необходимо хранить герметично закрытым в картонной коробке, пакете или стеклянной банке. Я решила свой чай упаковать в бумажные пакеты.
2.6 Определение свойств полученных чаёв
Любой потребитель обращает внимание при заваривании чая на такие характеристики, как крепость и вкус. Именно на эти два свойства чая мы решили обратить внимание и по 5-ти бальной шкале определить, какой же чай самый крепкий, а так же самый вкусный, на мой вкус, чай. Во время ферментации чай приобретает цвет (Приложение 5, фото 21-22). Неферментированный чай можно узнать по белому, жёлтому, зелёному цвету, после ферментации чайный напиток приобретает тёмно – коричневую, красную или рубиновую окраску.
Диаграмма 3. Интенсивность цвета разных видов чая, баллы
Самым насыщенным по цвету оказался чай из ежевики, а чай из айвы имел слабо выраженный цвет. Ферментированный чай не зря относится к категории элитных – он обладает насыщенным вкусом, цветом и ароматом. Кроме того, в таком чае нет ни грамма кофеина, он не влияет на сон и поэтому его можно пить в любое время суток.
Следующим этапом стало определение вкуса ферментированного чая (Приложение 5,фото 23-25).
Диаграмма 4. Сравнение вкуса видов ферментированного чая, баллы
На диаграмме видно, что больше всего мне и членам моей семьи понравился чай из листьев смородины, самым слабо выраженным вкусом, на мой взгляд, оказался чай из земляники, хотя маме и бабушке он тоже понравился. Во время процесса ферментации сложные вещества, присутствующие в листьях разных растений, расщепляются на более мелкие, легко растворимые элементы, ферментированный чай можно заварить даже в тёплой воде. Можно получить более насыщенный цвет и неповторимый аромат, смешав разные ферментированные чаи. Лучше всего сочетаются малиновые, земляничные, ежевичные и смородиновые листочки. Чем зеленее цвет чая, тем более травяной вкус имеет чайный напиток. Внешний вид готового чая также влияет и на вкусовые свойства, чем темнее чай, тем вкус более насыщенный и ароматный.
Я упаковала чай в бумажные пакеты, оформила их по своему вкусу (Приложение 5, фото 26), вкусные и полезные подарки родственникам готовы. Ферментация позволяет увеличить срок хранения чая. Если высушенные листья хранятся 1 год, то прошедшие ферментацию могут храниться на протяжении 3 лет и не потерять полезные качества и аромат.
Заключение, выводы
Природа Кубани богата растениями для изготовления чая в домашних условиях, задача человека – взять эти богатства, раскрыть их пользу и обратить на благо людей. Одним из способов восполнить энергию, выработать иммунитет, создать хорошее настроение – является употребление ферментированного чая. Его можно принимать по 2-3 чашки за раз несколько раз в день. Также приготовление чая своими руками является настоящим творчеством, доступным каждому. Я считаю, что ферментирование чая- это настоящий творческий процесс, где каждый может попробовать себя в роли режиссёра, который руководит процессом ферментации. От того, насколько тщательно вы будете определять процесс ферментации, зависит вкус и цвет вашего конечного продукта – чая. Хочется выразить слова благодарности лаборанту кабинета химии МБОУ СОШ№1 Даниловой Светлане Николаевне за поддержку и помощь в выполнении моего эксперимента. С помощью проведённых опытов мне удалось:
- установить временные рамки для ферментации различных растений.
Анализируя проделанную работу и обобщив полученные данные можно сделать следующие выводы:
-с помощью проведённых опытов мне удалось получить опыт ферментирования, планировать последующее ферментирование других видов растений, изучив историю употребления чая, я узнала, что культивироваться чай начал в Китае, а наш Краснодарский край является единственным регионом России, где произрастает самый северный чай в мире краснодарский;
- мной определена группа растений – аналогов чая для ферментации, изучены их полезные свойства, найден самый насыщенный по цвету ежевичный чайный напиток и самый вкусный, по моему мнению смородиновый чайный напиток;
- у меня получилось в домашних условиях пройти полный цикл ферментации, получить вкуснейшие и полезнейшие чайные напитки из 6 разных растений и подтвердить свою гипотезу:
из растений, произрастающих на территории Краснодарского края и Абинского района можно изготавливать чай в домашних условиях, для изготовления чая нужно провести ферментативное окисление листьев растений, выбранных в качестве сырья.
Список использованных источников
Большая медицинская энциклопедия в 29 т. / под редакцией Б. В. Петровского. — Москва: Советская энциклопедия, 1974. – 323с.
Жук К. Домашняя ферментация. – М.: ХлебСоль, 2021. – 96с.
Забродина Н.П. Читательская грамотность: пособие по развитию функциональной грамотности старшеклассников. – М.: Академия Минпросвещения России, 2021. – 80с.
Кац С.Э. «Живая ферментация». – М. : Попурри, 2020. 336с.
Мальцева Ю. Секреты домашней ферментации /Юлия Мальцева. – М.: Эксмо, 2020. – 168с. Ил. – (Кулинария. Зелёный путь)
Скотт Каннингем Магия трав от А до Я: Полная энциклопедия волшебных растений. – М.: Издательская группа Весь, 2021. – 251с.
Интернет – источники
https://school-science.ru/15/1/50221
https://edaplus.info/produce/blackberry
https://ekolekar.com/dikaya-grusha-lechebnye-svojstva
https://www.torrefacto.ru/blog/fermentation_tea/
https://ru.wikipedia.org/wiki/
https://lisa.ru/zdorovye/596002-chaj-iz-smorodinovyh-listev-polza-i-vred-napitka/
https://polzavred-edi.ru/listja-zemljaniki-lechebnye-svojstva-i-protivopokazanija/
Приложение 1
КРЕМИНСКАЯ Анастасия Александровна
Краснодарский край, Абинский район, г. Абинск, муниципальное бюджетное общеобразовательное учреждение средняя общеобразовательная школа №1 имени Героя Советского Союза В.Г.Миловатского муниципального образования Абинский район,
8 класс
ФЕРМЕНТАТИВНОЕ ОКИСЛЕНИЕ ЛИСТЬЕВ НА ПРИМЕРЕ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ЧАЯ
руководитель Водовская Татьяна Васильевна,
библиотекарь МБОУ СОШ№1 г.Абинск
Сбор сырья и подвяливание
Фото 1. Сбор листьев яблони Фото 2. Сбор листьев груши
Фото 3-4. Подготовка сырья к подвяливанию
Фото 5-6. Подвяливание сырья
Приложение 2
Изготовление разных видов чая
Фото 7. Чай ручной скрутки
Ф ото 8. Гранулированный чай
Фото 9. Крупнолистовой
Приложение 3
П одготовка листьев для ферментации
Фото 10. Доска для перетирания Фото 11. Укладка листьев в форму
Фото 12-13. Перетирание
Фото 14. Перетирание Фото 15. Перетёртое сырьё
Приложение 4
Ф ерментация
Фото 16-17. Укладка сырья для ферментация
Фото 18. Посуда для ферментации Фото 19. Ферментация
Фото 20. Ферментация чая ручной скрутки
Приложение 5
О пределение свойств полученных чаёв
Фото 21-22. Определение интенсивности цвета чая
Фото 23-25. Определение вкуса чая
Фото 26. Хранение чая
Консультирование
Фото 27. Консультация с лаборантом кабинета химии Даниловой С.Н