XX Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся
Старт в науке
Ферментация растения на примере Иван-Чая
Автор работы награжден дипломом победителя II степени
Полная версия работы доступна во вкладке "Файлы работы" в формате PDF
Введение
Иван-чай (ботаническое название кипрей узколистный, Epilobium angustifolium) — это многолетнее и быстрорастущее растение.
Произрастает по всему Северному полушарию. На территории России преимущественно в нечернозёмной полосе. Огромные площади занимает на Урале и Алтае. Встречается в полях, на опушках леса, по берегам лесных ручьев. Растет как сорняк. Цветение начинается в начале июля и продолжается до конца августа. Достигает в высоту 2 метра.
Растение, которым природа щедро одарила нашу страну, может занять достойное место в рационе человека, в нем содержится много полезных элементов. Способствует снятию стресса, нервозности, агрессивности и усталости. А благодаря высокому содержанию активных веществ дает мощную профилактику болезней свободных радикалов. Иван-чай не содержит кофеин и относится к пищевым растениям, которые можно употреблять в пищу регулярно.
Актуальность работызаключается взаботе о своем здоровье. Правильное питание очень важно, используя в своем рационе регулярно фито-чаи, мы можем продлить молодость, укрепить иммунитет, усилить сопротивляемость простудным заболеваниям. О своем здоровье мы должны заботится сами.
Гипотеза: Меняются вкусовые качество после ферментации, можно ли любое растение ферментировать.
Цель данной работы, заключается в изучении растения, на примере кипрея, узколистого, и ферментация его листа, понять, что такое ферментация.
Объектом изучения является растение кипрея узколистного (Иван чай)
Предметом исследования является листья, прошедшие ферментацию.
Задачи:
Для достижения цели работы необходимо решить следующие задачи:
1 Изучить структуру растения, кипрея узколистного, (Иван чай)
2 Изучить что такое ферментация, для чего она нужна.
3 Провести эксперимент, с процессом ферментации.
4 Провести социологический опрос.
Методы:
1 Изучение и анализ литературы по теме исследования.
2 Работа с интернет источниками.
3 Наблюдение за экспериментом.
4 Анализ социологического опроса.
Глава № 1 Знакомство с растением и его полезные свойства.
Кипрей- многолетнее травянистое растение. Корневище стержневое, толстое, ползучее. Стебель прямостоячий, гладкий, ветвистый. Листья цельные, гладкие, цветки собраны в крупные длинные кисти на верхушках стеблей. Окраска цветков у большинства видов кипрея сочно розовая или насыщенно красного цвета.
Исследования химического состава кипрея узколистного показали содержание многих биологически активных веществ в разных частях растения. В корневищах содержатся углеводы (крахмал, сахар и пектин), алкалоиды и дубильные вещества. Цветки иван-чая богаты витамином B и С, содержание последнего в кипрее в три раза больше, чем в апельсинах и в шесть с половиной раз больше, чем в лимонах.
Кипрей помогает избавиться от многих заболеваний, его состав богат микроэлементами. Кроме того, в нем присутствуют аскорбиновая кислота, железо, никель, медь, марганец, титан, молибден, бор. Это основные вещества, но также в растении содержатся натрий, калий, кальций, литий, магний.
В 100 гр. зелёной массы иван-чая содержится: железа −2,3 мг; никеля — 1,3 мг; меди — 2,3 мг; марганца — 16 мг; титана — 1,3 мг; молибдена — 0,44 мг; бора — 6 мг.
Ежедневное употребление чая:
-нормализует обмен веществ, давление;
- благотворно влияет на иммунную и эндокринную системы;
- снимает депрессию, повышает работоспособность;
- укрепляет кровеносные сосуды, волосы;
- обладает выраженным успокаивающим, мягким снотворным действием, не вызывающим привыкания;
- обладает жаропонижающими свойствами;
-эффективен при любых воспалительных процессах, инфекциях и простудах (по противовоспалительному действию Иван-чай опережает таких признанных лидеров, как кора ивы, толокнянка, кора дуба), в частности при ангине, при заболеваниях ОРВИ;
- приводит в идеальное состояние слизистую оболочку ротовой полости, что является лучшей профилактикой кариеса зубов;
Глава № 2 Ферментация растений.
Что нам говорит Википедия? Ферментация —это биохимическая переработка органических веществ (сырья или продукта) при помощи ферментов (белковых катализаторов) или под воздействием микроорганизмов. Ферменты могут вырабатываться микроорганизмами или содержаться в самом сырье.
Ферментация — это сложные химические реакции с участием биологических катализаторов - ферментов, присутствующих во всех живых клетках. По своей химической природе ферменты являются белками. Ферменты катализируют биохимические реакции, вследствие которых происходит превращение определённых веществ, влекущее за собой качественные изменения первоначального вещества. Другими словами, в результате ферментации мы получаем качественно новый продукт, отличный от исходного.
Ферментация обычно происходит в живой клетке. Часто путают с брожением, но ферментация — это лишь более простая часть из многих сложных процессов брожения. Например, в результате брожения размножаются дрожжи, а под действием ферментов, вырабатываемых дрожжами, сахар преобразуется в спирт.
Так же, ферментацию не стоит путать с маринованием или солением. Эти два способа обработки продуктов не предполагают развития бактерий. Ферментация же создает среду для выращивания этих бактерий, которые изменят продукт: видоизменят волокна, придадут новый вкус и запах.
Ферментация растений применяется для расщепления дубильных веществ, содержащихся в них. Ферментация растений может быть аэробной (при доступе кислорода) и анаэробной (без доступа кислорода).
Дубильные вещества — это природные высокомолекулярные фенольные соединения, широко распространенные в мире растений. Если говорить более простыми словами, то это такие вещества, которые придают разным плодам вяжущий и терпковатый вкус. В зависимости от того, какова их концентрация в определенном растении, у него будет более или менее выраженная терпкость. Терн, хурма, груша, кизил – припоминаете характерный вкус этих фруктов и ягод? Все дело именно в наличии дубильных веществ.
Примером аэробной ферментации может служить потемнение листьев или травы некоторых растений при их скручивании (мята, листья ежевики). Это происходит из-за нарушения целостности клеток растения и воздействия на них кислорода как окислителя.
Анаэробная ферментация — это процесс брожения, для которого необходимо отсутствие кислорода. При этом условии (а также при сопутствующих изменениях температуры и кислотно-щелочного баланса) начинают работать ферменты, присутствующие во всех живых клетках, и развиваются клеточные культуры, которые изначально находятся на поверхности листьев и травы растений, поэтому перед началом ферментации растения не нужно промывать, их следует собирать в чистых местах и следить, чтобы на их поверхности не было пыли и грязи. В процессе анаэробной ферментации образуются газы, спирты, кислоты.
В ферментированных травах не только сохраняются изначально содержащиеся в них витамины, но и образуются дополнительные полезные вещества, включая аскорбиновую кислоту и витамины группы В.
Естественная ферментация — это термин, который мы можем применить к процессам, проистекающим в сочных надземных частях растений без вмешательства человека, под воздействием природных явлений, после того, как к ним перестают поступать питательные вещества от корней. Обычно это происходит в листьях и сочных побегах в осенний период, что сопровождается потерей хлорофилла и образованием антоциана (покраснение и пожелтение листьев).
Химический состав в листьях меняется и вкус чая, приготовленного из таких листьев, становится другим.
Такие же процессы могут происходить у некоторых растений и в зимний период. Например, у зимующих листьев бадана. К весне листья бадана обычно буреют и количество дубильных веществ в них заметно сокращается, что позволяет использовать эти листья в качестве чайной добавки.
Ферментация чайных трав нужна для того, чтобы улучшить вкус и аромат продукта, а также уменьшить количество дубильных или горьких веществ. В то же время, не все чайные травы нуждаются в ферментации, а некоторые растения, подвергшиеся ферментации, не только не улучшают свой вкус и аромат, но и значительно их теряют, вследствие чего использовать их в качестве чайных добавок уже не имеет смысла. Это касается, в первую очередь, пряно-вкусовых растений, имеющих выраженный, сильный аромат или горький вкус. К ним относятся чабрец, мелисса, мята, полынь, пижма, тысячелистник и др.
Также не имеет смысла подвергать ферментации растения, у которых в качестве чайного сырья используют цветки и соцветия. Эти части растений уже изначально обладают всеми необходимыми для чайной заварки свойствами и в ферментации не нуждаются. К тому же, вещества, содержащиеся в цветках довольно, легко разлагаются под действием ферментов и совершенно теряют свои первоначальные свойства. В качестве примера можно привести цветки яблони, груши, земляники, липы, зверобоя, лабазника (таволги), душицы и т. д.
В первую очередь, это относится к листьям иван-чая. Просто высушенный, лист иван-чая является лекарственным сырьём. После ферментации он набирает неповторимый фруктовый аромат, очень приятный, с лёгкой кислинкой, вкус и становится чаем, придающим настою красивый насыщенный цвет. То же самое можно сказать и о листьях ежевики, топинамбура, вишни, черноплодной рябины, брусники.
Некоторые чайные растения имеет смысл ферментировать не глубоко, а только запуская процесс ферментации и тут же его останавливая. В этом случае аромат получается гораздо интереснее, чем при сильной ферментации. Такой способ ферментации хорошо использовать для листьев яблони, груши, калины, земляники, смородины, малины, сабельника болотного, кровохлёбки, облепихи, клёна остролистного, шиповника.
Глава № 3 Экспериментальная часть.
Изготовление Иван-чая - очень увлекательный процесс. И он состоит из нескольких этапов.
(Приложение №1)
-
Сбор Иван-чая.
Верхушку растения снимают, когда начинается цветение, при этом бутоны должны быть открыты не до конца. Молодые побеги срезают в мае, а корешки – поздней осенью.
Мы же собрали в июле цветы и листья. Соцветия срезали и разложили на ткани для высыхания.
-
Подготовка к ферментации, подвяливание.
Листья собрали без видимых дефектов, зеленые, сочные, на вид здоровые. Разложили на ткани для того чтоб они подвялились и стали гибкие, примерно на 4 часа. При помощи подвяливания из зеленой массы листьев удаляется до 40 % влаги. Листья становятся мягкими и их легче обрабатывать. Концентрация ферментирующего сока увеличиться, и как следствие, улучшится качество ферментации, уменьшаться энергозатраты при сушке.
Для подвяливания листья раскладываем слоем до 10 сантиметров. Далее периодически перемешиваем. Важно проводить подвяливание в тени, чтобы исключить попадания прямых солнечных лучей и предотвратить разрушение полезных веществ.
-
Анаэробная ферментация.
Ферментация. На этой стадии происходит чудо- превращение травы в настоящий Иван-чай. При помощи сока, выделившегося на предыдущей стадии, происходит высвобождение полезных веществ, содержащихся в кипрее, которые переходят в водорастворимую форму.
Для процесса анаэробной ферментации переложили в небольшую емкость. Подавили, пожали, выделился сок, по запаху свежей травы, цвет листьев не изменился. Плотно утрамбовали и поставили под пресс, накрыли влажным полотенцем чтоб кислород не поступал, оставили на 12 часов в сухом месте, температуре воздуха примерно +200С.
Через 12 часов, открыли полотенце, запах изменился, стал ягодно-цветочным, с нотками меда, цвет листьев потемнел. Если процесс ферментации не остановить вовремя, то листья растения могут заплесневеть. Поэтому завершаем процесс ферментации сушкой.
-
Сушка листьев Иван-чая.
Эта процедура так же ответственная, поскольку недосушенные листья могут испортиться в упаковке, пересушенные приобретут горелый привкус.
Нарезали лист Ивн-чая. И выложили на пергаментную бумагу. Мы сушили в духовом шкафу около 2 часов при температуре 90 0С, с конвектором. После сушки лист и соцветия перемешали получилось красиво.
-
Хранение Иван-чая.
Готовую сухую заварку переложили в плотно закрытую емкость. Хранить Иван-чай нужно в сухом помещении. Важно не допускать попадания солнечных лучей. Интересная особенность Иван-чая – со временем его вкусовые и целительные свойства становятся только ярче и лучше. При хорошем хранении Иван-чай становится качественнее и ценнее.
Заваривание самого чая, простые рецепты полезного напитка.
Есть несколько разных методов заваривания напитка.
Залитый кипятком в 90-95°C Иван-чай отстаивают в заварочном чайнике в течение 10-15 мин.
Готовить можно и на китайский лад – проливом. На 150 мл потребуется 1 ст. л. сухого растения. Несколько проливов нужно делать через каждые 30-40 секунд отстаивания сбора (всего заварка выдерживает около 5 проливаний).
Также Иван-чай можно варить, насыпав высушенные побеги в кастрюлю и залив холодной водой. Жидкость должна покрывать их на 5-10 сантиметров. На медленном огне нужно довести отвар до кипения, после чего снять емкость и оставить на 15 мин. под крышкой.
Мы использовали метод заваривания Иван-чая в запарнике. Залили кипятком в 90-95°C настаивали в течение 10-15 мин. Получился очень вкусный, с нотками фруктов, по цвету нежно золотистого цвета.
Вывод эксперимента
Изучив литературу, я сделал вывод что моя, гипотеза подтверждается, не все травы имеет смысл ферментировать, чтобы сделать их пригодными для использования в чайных композициях. Ферментировать травы необходимо прежде всего, те, которые изначально не имеют выраженного вкуса и аромата. После ферментации такие растения приобретают приятный и насыщенный вкус и тонкий своеобразный аромат, как например Иван-чай, после ферментации он набирает неповторимый фруктовый аромат, очень приятный, с лёгкой кислинкой, вкус и становится чаем, придающим настою красивый насыщенный цвет.
В дальнейшем весной я хочу попробовать собрать в саду листья бадана после естественной ферментации. Бадан официально является лекарственным растением, а это значит, что эффективность его не только подтверждена нетрадиционными методами лечения, но и признана официальной медициной.
Социологический опрос.
Количество опрошенных респондентов составило 50 человек, возраст от 18-45 лет. (Приложение №2)
Был задан первый вопрос:
1.Знаете ли вы растение Иван-чай в простонародье, или кипрей узколистный?
«да» ответили 40 человека (40 %), «нет» (10%).
Тем, кто дал положительный ответ, мы задали дополнительные вопросы:
2. Умеете ли вы его ферментировать?
«да» ответили 20 человек (20%), «нет» (20%).
3. Пробовали ли вы напиток, приготовленный из Иван-чая?
«да» ответили 20 человек (20%), «нет» (20%), при этом заинтересовались процессом ферментирования Иван-чая.
4. Употребляете ли вы регулярно в своем рационе напиток Иван чай?
«да» ответили 10 человека (10%), «нет» (30%).
По результатам опроса сформулирован вывод:
Значительное количество опрошенных имеют общее представление о растении Иван-чай и его свойствах. Очень немногие пили напиток Иван-чай, не говоря уже о том, чтобы употреблять его регулярно, и уметь ферментировать.
Мной решено сделать буклет с полезной информацией, который позволит любому заинтересовавшемуся человеку изготовить вкусный напиток самостоятельно.
Я отобрал фото материал и сопроводительную информацию для буклета, опираясь на следующие критерии, которые сам определил:
Значимость иллюстративного и информационного материала буклета, взято из моего эксперимента, поэтапного объяснения, как в домашних условиях можно заготовить, ферментированный Иван-чай;
В моем буклете продемонстрирована доступность толкования информации для учащихся начальной школы.
(Приложение № 3)
Заключение.
Усыпанные лесные поляны, красивыми яркими цветами, ароматно пахнувшими, привлекли мое внимание, этим летом. Так прошло мое знакомство с растением Иван–Чай, прочитав литературу, интересные статьи, я пришел к выводу, что заготовить на зиму чудо-растение не так уж и сложно. Много узнал о ферментации, оказывается она помогает изменять вкусовые качества продуктов.
Я приступил к эксперименту, а именно самостоятельно изготовил напиток иван-чай в домашних условиях. Эксперимент удался! Чай получается очень вкусный, с нотками фруктов, нежно золотистого цвета.
Провел социологический опрос в ходе опроса пришла идея подготовить буклет, с помощью которого любой человек интересующийся напитком Иван-чай, может попробовать
самостоятельно его заготовить, и понять, что такое ферментация, в результате которой мы получаем новый продукт, отличающийся от исходного. Многие не знают, как заготовить, Иван-чай, но много слышали о его полезных качествах, и хотели бы часто использовать напиток в качестве чая.
Мой проект был представлен на классном часе, буклет предложен для семейного использования моим одноклассникам. (Приложение №3). Работа получила положительные отзывы.
Список литературы:
1.Пастушенков Л.В., Пастушенков А.Л., Пастушенков В.Л., Лекарственные растения: Использование в народной медицыне и быту-Л.: Лениздат, 1990- 384 с.
2. Источник: https://ru.wikipedia.org/wiki
3. Источник: https://theoryandpractice.ru/posts/20373-chto-takoe-fermentatsiya-ili-zachem-portit-produkty
4. Источник: https://coffeetea.ru/fileadmin/user_upload/magazine_files/2018/6_2017_RUS_Ivan-tea_2.pdf
5. Источник: https://herbana.world/articles/o-fermentacii-chajnyh-trav.html
6. Источник: https://dary-prirody.su/rastitelnye-dubilnye-veschestva
Приложение №1 Фото экспериментальной части.
-
Сбор Иван-чая 2) Подвяливание
-
Окисление Подготовка к ферментации Ферментация
4) Сушка листьев Иван-чая. 5) Хранение
Приложение №2 График Социологического опроса.