XXI Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся
Старт в науке
Исследование свойств пакетированного зелёного чая разных производителей
Автор работы награжден дипломом победителя II степени
Полная версия работы доступна во вкладке "Файлы работы" в формате PDF
Введение
Чай сегодня является вторым по популярности напитком в нашей стране. Невозможно представить ни повседневную жизнь, ни один праздник без чая. Мы пьем чай на завтрак, обед, ужин. Каждый из нас отдает предпочтение разному чаю: зеленому, черному, с молоком, с лимоном, сладкому, без сахара, каркаде и другим. Но мало кто задается вопросами: «Давно ли этот напиток стал таким популярным в нашей стране?», «Каков состав чая?», «Какими полезными свойствами он обладает?», «С одного ли куста собирают листья зеленого и черного чая?». Однажды, во время вечернего семейного чаепития мы разговорились про свойства чая. Возникли подобные вопросы. Мне стало интересно, и так возникла тема данного проекта.
Объект исследования: зеленый чай.
Предмет исследования: некоторые химические свойства зеленого чая.
Цель: проанализировать химический состав зеленого пакетированного чая разных торговых представителей.
Задачи:
-
Раскрыть полезные свойства и химический состав зеленого чая.
-
Исследовать пакетированный зеленый чай разных производителей на танины, красители и содержание витамина С.
-
Сравнить некоторые свойства свежезаваренного зеленого чая с настоявшимся раствором чая.
Гипотеза: химический состав зеленого чая различных производителей отличается друг от друга.
Методы исследования: анализ литературы по теме, наблюдение, экспериментальное исследование состава чая.
Научная новизна. Исследование состава некоторых образцов пакетированного зеленого чая, который можно увидеть на полках продуктовых магазинов.
Практическая значимость. Экспериментальные исследования зеленого пакетированного чая позволят выбрать образец чая для практического использования.
1. Основная часть
1.1 История появления чая в России
Чай – один из самых древних напитков, употребляемых человеком. По примерным подсчетам он является основным напитком почти для 2,5 млрд людей на земле. Созданию чайного напитка мир обязан древней цивилизации Китая, ставшей географической и культурной родиной этого волшебного напитка.
Источники XVIII—XIX веков нередко приписывали «введение» чая на Руси Петру I. В действительности же русские узнали о существовании чая и начали пить его задолго до воцарения Петра.[1]
Употребление чая на Руси началось в первой половине XVII века. Существует версия, что уже в 1618 году царь Михаил Фёдорович Романов получил в подарок от китайских послов несколько ящиков чая. Правда, до конца XVII века его употребляли в России только как лекарство. [2]Как и во Франции, чай стал популярен, прежде всего, как лечебный напиток, но вскоре начал употребляться просто для удовольствия. К середине XVII века в Москве уже можно было купить до десяти сортов чая, а в 1679 году был заключён договор с Китаем о его регулярных поставках. Практически весь ввозимый из Китая чай поступал в Москву, где продавался наряду с прочими товарами и был, несмотря на дороговизну, достаточно широко доступен. [1]
На русском рынке знали два вида чая: караванный (он же кяхтинский), который везли сухопутными маршрутами по Великому чайному пути (Этот путь просуществовал почти 300 лет. Он охватывал более 150 населенных пунктов. Вот основные из них: Пекин — Калган (сейчас Чжанцзякоу, КНР) — Урга (нынешний Улан-Батор, Монголия) — Кяхта — Иркутск — Красноярск — Томск — Тюмень — Казань — Нижний Новгород – Москва. Протяженность пути составляла около 9000-11000 км), и кантонский: он вывозился из Китая морем и уже через Европу попадал в Россию. [2]
Название «кяхтинский» у чая появилось благодаря крепости Кяхта на территории современной Бурятии, которая стала одним из форпостов русской торговли с Китаем. Самым ходовым товаром в обмен на чай была пушнина. Кяхта и кяхтинский чай глубоко вошли в русскую культуру, оставив свой след даже в народном фольклоре: «Кяхтинский чай да муромский калач — полдничает богач». [3]
|
Рис.1. Прибытие чайного каравана из Монголии в Кяхту. Вторая половина XIX века |
Рис. 2. Гостиный двор в Кяхте. XIX век |
Перевозили чай в цыбиках – плетеных из травы или камыша корзинах. Чай заворачивали в тонкую китайскую бумагу, а более дорогие сорта – в цинковую фольгу. Цыбики покрывали коровьей или конской шкурой, шерстью внутрь. Вес такого цыбика был около 2 пудов (32,76 кг), в нем помещалось около 20 кг чая. Их опечатывали и грузили на караваны или сани. [3]
Возить чай было опасно: по пути караваны часто грабили так называемые чаерезы. В отличие от других товаров — фарфора, сукна, которые можно было детально описать и потом отследить, — след чая после пересыпки в новую тару бесследно терялся, и поймать грабителей было практически невозможно. По этой причине крестьяне-сибиряки, нанятые купцами для перевозки чая, сбивались в большие группы, чтобы была хоть какая-то возможность отбиться от грабителей. Даже в 1880-е годы многие подрядчики, узнав, что везти им предстоит чай, отказывались от опасного груза. [2]
С 1862 года в Россию стали поставлять морским путем во Владивосток кантонский чай, который был хуже качеством. После того, как в 1880-х годах началось движение по Самаро-Уфимской и Екатеринбургско-Тюменской железным дорогам, а в начале ХХ века – по Транссибирской железной дороге и её южному ответвлению – Китайско-Восточной железной дороге, чай стали перевозить по ним. Это еще более сократило время доставки чая из Китая и положило конец караванной торговле.
Начиная с 1870-х годов в Российскую империю также начали ввозить чай из Индии, с Цейлона, с Явы, из Японии. Его везли морем из Одессы, а оттуда развозили по другим городам страны. Однако объемы этих чаёв не могли сравниться с китайским. [3]
К началу XIX века чай пили практически все слои населения, однако его потребление было крайне неравномерно распределено по регионам. До середины XIX века он был чрезвычайно популярен в Сибири и многих городах Европейской части России, однако его практически не знали на Украине, в Среднем Поволжье, на Дону и в Белоруссии.
В 1886 году чай был включен в состав армейского пищевого довольствия. С середины 1890-х годов часть заработной платы нередко выплачивали чаем. К началу XX века русские пили чай больше всех в мире, за исключением, вероятно, китайцев. Интересно, что в тех районах, где был распространен чай, уменьшалось пьянство. [3]
Рис.3. Русско-японская война. Варка чая на позиции. Гравюра по фотографии Виктора Буллы. 1904-1905 годы
Были в России и те, кто с опаской смотрел на чай. Старообрядческий фольклор ярко передает отношение некоторой (но не всей) части староверов к чаю: «Кто пьет чай, тот спасения не чай». [2]
1.2. Виды чая
Несмотря на то, что настоящим чаем может считаться только настой из чайного листа (камелии китайской), большинство людей привыкли называть этим словом и все остальные травяные напитки, созданные путем заваривания различных растений. [5]
Прежде чем описывать виды чая, остановимся на этапах производства чая. Каждый из сортов чая обрабатывают по одинаковой, проверенной временем производственной технологии, которая включает в себя следующие стадии: завяливание, ломку, ферментацию, фиксацию, скручивание, сушку. [4]
Остановимся на ферментации, так как именно от ее степени зависит вид чая. Это этап обработка чая, при котором его выдерживают в хорошо проветриваемых помещениях, при определенных показателях влажности и температуры. На этом этапе в чайном листе происходит процесс разрушения хлорофилла с образованием одного из важных веществ – танина, известного своими антибактериальными свойствами, а также полифенола (см. приложение 2). [6]
Чай по типу растения делится на две категории – собственно из камелии китайской и из других растительных компонентов. [5]
Из чайного листа выделяют 6 основных видев чая: черный, зеленый, белый, жёлтый, улун и пуэр. Друг от друга они отличаются степенью ферментации и способом обработки, растение же всегда одно – Camellia sinensis, представляющая собой куст или дерево.
Черный (красный). Черный чай – самый популярный в нашей стране и в европейской части мира. В Китае он известен как красный – по цвету настоя. Этот вид чая производится путем сильной ферментации (окисления). Как правило, имеет терпкий насыщенный вкус.
Зеленый. Зеленый чай подвергается минимальной ферментации. Такой тип обработки позволяет сохранить высокий уровень антиоксидантов, витаминов и минералов. Чай имеет настой золотисто-желтого цвета, а также легкий и травянистый вкус. Наиболее популярен в Азии.
Белый. Слабоферментированный (почти не ферментированный) чай, содержащий типсы (чайные почки). Особенно популярен в Китае, считается максимально полезным. Белый чай имеет светло-желтый цвет и нежный аромат.
Желтый. Слабоферментированный чай из сырья высокого качества. По степени окисления находится между белым и зеленым. Считается очень редким и чаще всего может быть приобретен только в Китае.
Улун. Полуферментированный чай, занимающий среднее положение между черным и зеленым. По степени окисления делится на сильноферментированные (ближе к черному чаю) и слабоферментированные (ближе к зеленому) сорта. Улуны дают настой от светло-желтого до светло-коричневого цвета, вкус насыщенный и яркий.
Пуэр. Постферментированный чай, который «дозревает» после обычной ферментации естественным (шен пуэр) или ускоренным (шу пуэр) образом. Окончательная ферментация происходит благодаря специальным микроорганизмам (aspergillus acidus). Темные пуэры становятся красно-коричневым настоем, иногда имеют землистый привкус. Светлые пуэры дают разный настой – от желто-зеленого до светло-коричневого. [5]
Хотя настоящим чаем можно назвать только напиток на основе чайного листа, в общемировой терминологии это слово объединяет очень много напитков, которые создаются путем заваривания растительных компонентов в горячей воде (это, так называемые тизаны). Это могут быть и листья, и цветы, и даже корни. Многие тизаны являются национальным достоянием стран, в которых они появились. Например, всем известный чай каркаде, который готовится из цветов гибискуса, не содержит кофеин, зато имеет в своем составе много витамина С. Этот напиток можно употреблять детям.
1.3. Химический состав зеленого чая и его полезные свойства
Польза зеленого чая была доказана еще в глубокой древности. Полезные качества зеленого чая объясняются содержанием в нем различных веществ. В составе чая насчитывается более 300 химических веществ и соединений. Причем, не все еще изучены до конца.
Основные компоненты (по данным Большой медицинской энциклопедии) [8]:
-
Компонент
Содержание
Кофеин, %
1,8-2,5
Танины, %
12-20
Витамин С, %
11-13
Кофеин, содержащийся в чае, оказывает умеренное возбуждающее действие на центральную нервную систему, стимулирует работу сердца и почек. Связанный с танином кофеин всасывается в желудочно-кишечном тракте медленнее и действует мягче, чем чистый кофеин или его препараты. [8]
Танин чая представляет собой комплекс дубильных веществ, главным образом катехинов. Именно танин придает чаю вяжущий привкус. Причем танинов в зеленом чае содержится больше, чем в черном. [10]
Витамин С помогает организму бороться с инфекциями, формировать кости, заживлять раны, а еще витамин С защищает клетки от окисления и разрушения. В интернете можно встретить разную информацию о содержании витамина С в чае. В некоторых источниках указано, что этот витамин содержится только в зеленом чае. В других пишут, что черный тоже содержит витамин С, только в малых количествах. Этот компонент тоже придает чаю волшебные свойства. [9]
Минералы в составе зеленого чая способствует нормальному функционированию всех систем организма. Поддержание правильного баланса минералов в организме – залог крепкого иммунитета, здоровья волос, ногтей, зубов и т.д. [7]
ТАК В ЧЕМ ЖЕ ПОЛЬЗА?
Зеленый чай является эффективнейшим потогонным средством. Его рекомендовано пить при повышенной температуре, лихорадке, разного вида воспалениях.
Он особенно полезен людям, страдающим болезнями почек и мочеполовой системы, а также благотворно влияет на желудочно-кишечный тракт и пищеварении в целом.
Употребление этого чая положительно сказывается на работе двенадцатиперстной кишки, желчного пузыря, печени и поджелудочной железы.
Он способен повысить внимание и улучшить память, может взбодрить и избавить от сонливости, нормализует обмен веществ в организме и укрепляет нервную систему, помогает выйти из депрессивных состояний.
Благотворное влияние зеленого чая распространяется и на сердечно-сосудистую систему: полезные свойства зеленого чая снижают вероятность атеросклероза, улучшают эластичность артерий, предотвращают появление холестериновых бляшек, повышают прочность капилляров, при этом снижается проницаемость стенок кровеносных сосудов и лучше усваивается аскорбиновая кислота.
А еще он – прекрасный помощник для тех, кто мечтает похудеть.
A В ЧЕМ ЖЕ ВРЕД?
Зеленый чай вреден людям, страдающим нервным истощением. Кофеин, который находиться в зеленом чае в немалом количестве, возбуждает нервную систему. В связи с этим, у людей, страдающих нервным истощением, может прослеживаться нарушение сна и беспричинный упадок сил.
Зеленый чай перед сном лучше вообще не пить, есть риск столкнуться с бессонницей. Не рекомендован зеленый чай и тем, кто страдает тахикардией, а также повышенной возбудимостью.
Вред зеленого чая могут почувствовать на себе люди, имеющие проблемы с давлением. Он зачастую понижает артериальное давление, поэтому в больших количествах пить его не стоит при гипотонии, а употребление зеленого чая при гипертонии в острой форме полностью противопоказано.
Если у вас наблюдается какое – либо хроническое заболевание, то зеленый чай следует пить с осторожностью, он может вызвать обострение заболевания и ухудшить самочувствие. Например, при язвенной болезни, употребление зеленого чая может привести к повышению кислотности желудочного сока.
КАК ПРАВИЛЬНО ПИТЬ ЗЕЛЕНЫЙ ЧАЙ
Натощак пить зеленый чай вредно, так как он раздражает слизистую оболочку даже здорового желудка. А если выпить зеленый чай после употребления пищи, то он наоборот, способствует пищеварению.
Зеленый чай гораздо полезнее, если пить его в течение дня, а не вечером или на ночь. Выпитый перед сном свежий зеленый чай, обладая тонизирующим действием, вместо ожидаемого отдыха и сладкого сна, преподнесет вам головную боль и усталость.
Нельзя запивать зеленым чаем таблетки и другие лекарственные препараты – он выведет из организма все химические вещества, тем самым снизит эффективность лекарственных препаратов.
Вред зеленого чая может таиться в его некачественных сортах. Нужно постараться найти настоящий, свежий зеленый чай, а не его подобие в дешевых чайных пакетиках. [7]
Как известно, рекомендуют покупать чай листовой, а не пакетированный. Однако пакетированный чай продается на полках магазинов. Мы в нашем исследовании будем проводить опыты именно с пакетированным чаем. Они отражены во второй главе нашей работы. На следующем этапе мы планируем приобрести подобные образцы, только листового чая, провести с ними такие же эксперименты и сравнить полученные результаты.
2. Практическая часть
2.1. Экспериментальные исследования свойств свежезаваренного пакетированного зеленого чая.
Для проведения эксперимента на состав зеленого чая в домашних условиях, нами были приобретены 5 образцов пакетированного зеленого чая.
|
Номер образца |
Страна производства |
Вес пакетика |
|
1 |
Россия, Краснодарский край |
2 г |
|
2 |
Россия (Китайский чай) |
2 г |
|
3 |
Россия (Китайский чай) |
2 г |
|
4 |
Казахстан (Индийский чай) |
1,8 г |
|
5 |
Россия (Китайский чай) |
1,8 г |
Опыт 1. Визуальный анализ состава образцов зеленого чая и настоя чая.
Цель: проанализировать величину и цвет частичек сухого чая; проанализировать цвет настоя зеленого чая.
Оборудование: образцы чая, 5 бокалов, кипяченая горячая вода.
Чай из пакетиков мы высыпали на тарелки и сравнили размер и цвет структурных частиц. Размеры частиц приблизительно одинаковы. В образцах 4 и 5 присутствует больше частиц темного цвета (см. фото 1-5, приложение 3). Среди частиц можно увидеть измельченные листья, стебли.
Пять образцов зеленого чая мы заварили горячей водой 85-90 , оставили на 4 минуты, извлекли пакетики. Сравнили цвет полученных настоев. Образец 1 имел грязно-зеленый оттенок. Самыми светлыми оказались образцы 3 и 5. Когда мы перелили по 2 мл настоя чая в пробирки, сравнили цвет, более светлым (немного зеленоватым) оказался образец 5. Все остальные настои имели светло оранжевый цвет (фото 2, приложение 4).
Опыт 2. Исследование pH-среды с помощью индикаторной бумаги (фото 3 и 4, приложение 4).
Цель: исследовать pH-среду настоев чая.
Оборудование: 5 образцов настоя чая; индикаторная бумага.
Полоски индикаторной бумаги погрузили в свежезаваренный чай, извлекли и сравнили цвет и образцом.
Таблица 1. Результаты pH-среды в образцах зеленого чая
-
Образец
Уровень pH-среды
1
7
2
7
3
7
4
7
5
7
Рис.4 Шкала pH и окраска универсального индикатора в разных средах.
Таким образом, по окраске универсального индикатора, можно сделать вывод, что настои образцов чая имеют нейтральную среду, а образец 1 имеет слабо-щелочную среду.
Опыт 3. Исследование образцов зеленого чая на танины (фото 5, приложение 4).
Цель: исследовать настой чая на наличие танина.
Оборудование: 5 образцов настоя чая; штатив, пробирки, мерная пипетка, шприц без иглы объемом 10 мл, раствор хлорида железа (3)
Свежезаваренный чай мы налили в пробирки по 2 мл. Затем в каждый образец капнули по 1 капле раствора хлорида железа (3). Все растворы моментально окрасились в черный цвет. В образце 2 образовался осадок темного цвета. Это говорит о том, что в образце 2 содержится меньше танинов, чем в остальных образцах.
Опыт 4. Определение красителей в образцах зеленого чая (фото 6 и 7, приложение 4).
Цель: исследовать настой чая на наличие красителей.
Оборудование: 5 образцов настоя чая; штатив, пробирки, мерная пипетка, шприц без иглы объемом 10 мл, лимон.
В теплый свежеприготовленный раствор добавляли по каплям лимонный сок и проверяли окраску раствора. После третьей капли произошло осветление всех растворов. Причем цвет растворов после эксперимента оказался приблизительно одинаковым. Это говорит о том, что красители либо не содержатся в данных образцах, либо их содержится приблизительно одинаковое количество.
Опыт 5. Содержание витамина С в растворах зеленого чая (фото 8 и 9, приложение 4).
Цель: определить, в каком образце чая содержится больше и меньше всего витамина С.
Оборудование: 5 образцов настоя чая; штатив, пробирки, мерная пипетка, шприц без иглы объемом 10 мл, раствор крахмала, дистилированная вода, йод медицинский.
Для опыта мы приготовили раствор крахмала (1 чайная ложка на 100 мл воды). В каждую пробирку налили по 2 мл чая, 10 мл дистиллированной воды, добавили по 2 мл раствора крахмала. Затем в каждый образец добавляли по каплям йод. Как только витамин С перестанет нейтрализовывать йод, последний вступит в реакцию с крахмалом и образуется темный осадок.
После восьмой капли йода стал образовываться осадок в образцах 4 и 5. Образец 3 содержит больше всего витамина С, там осадок выпадает только при 11 каплях йода. В образцах 4-5 содержится меше всего витамина С.
2.2. Исследование настоя зеленого пакетированного чая на танины и содержание витамина С
Все проделанные опыты со свежеприготовленными растворами чая мы провели с 4-хчасовым и 24-х часовым настоями.
Визуальный анализ растворов чая показал, что раствор становится более насыщенным и мутным с течением времени.
Кислотно-щелочная среда чая не изменяется. Опыты на содержание танинов и красителей дали такие же результаты, а вот опыт на содержание витамина С показал, что с течением времени витамин С улетучивается.
Заключение
В результате работы над проектом, мы выяснили, что чай появился в нашей стране с начала XVII века (1618 год) и изначально его использовали в качестве лекарства. Он прошел очень долгий путь распространения и лишь к началу XIX века его стали пить практически все слои населения.
Анализ литературы позволил сделать выводы, что зеленый чай является наиболее полезным по сравнению с черным, так как в процессе своей обработки сохраняет больше полезных веществ. Хотя покупают наиболее часто черный чай.
Исследование некоторых химических свойств выбранных образцов зеленого чая: визуальный осмотр частиц, входящих в состав; цвет настоя; содержание витамина С, танина, красителей, позволил сделать выбор в пользу образца 3. Таким образом, цель работы достигнута: эксперименты проведены. Гипотеза о том, что химический состав чая может отличаться в зависимости от его производителя, подтверждается.
Дальнейшую работы мы хотим посвятить изучению химических свойств таких же образцов зеленого чая только листового. А также сравнить свойства пакетированного и листового чаев.
Список использованной литературы
1. Википедия. Чай в России. https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%A7%D0%B0%D0%B9_%D0%B2_%D0%A0%D0%BE%D1%81%D1%81%D0%B8%D0%B8
2. Арзамас. Курс «История русской еды». Краткая история чая в России. https://arzamas.academy/materials/2229
3. Дорогами срединного пути. Великий чайный путь, история распространения чая в России и традиции русского чаепития. https://anashina.com/velikij-chajnyj-put/
4. Русская чайная компания. Все этапы производства чая. Все этапы производства чая | Русская Чайная Компания | Дзен (dzen.ru)
5. Tea.ru. Каким бывает чай: самый полный гид по видам вашего любимого напитка. https://tea.ru/article/kakim-byvaet-chay-samyy-polnyy-gid-po-vidam-vashego-lyubimogo-napitka/
6. Аurivallis.ru. Производство чая. https://www.aurivallis.ru/articles/proizvodstvo-chaya/#2_5
7. Эвалар. Чай зеленый. https://shop.evalar.ru/encyclopedia/item/zelenyy-chay/
8. Большая Медицинская Энциклопедия (БМЭ), под редакцией Петровского Б.В., 3-е издание, Чай. https://xn--90aw5c.xn--c1avg/index.php/%D0%A7%D0%90%D0%99
9. Википедия. Зеленый чай. https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%97%D0%B5%D0%BB%D1%91%D0%BD%D1%8B%D0%B9_%D1%87%D0%B0%D0%B9
10. Мой здоровый рацион. Калорийность чай зеленый. Химический состав и пищевая ценность. https://health-diet.ru/table_calorie_users/140301/
Приложения.
Приложение 1. Главные пути русской чайной торговли [3]
Приложение 2. Схема обработки чайного листа в зависимости от сорта чая
Приложение 3. Фото содержимого пакетиков образцов пакетированного зеленого чая
|
Образец 1 |
Образец 2 |
|
Образец 3 |
Образец 4 |
|
Образец 5 |
Приложение 4. Фото экспериментов
Фото 1. Визуальный анализ состава зеленого чая
|
Фото 2. Визуальный анализ цвета настоев зеленого чая. |
Фото 3. Окрашивание индикаторной бумаги и сравнение ее цвета со шкалой pH. |
|
Фото 4. Сравнение цвета индикаторной бумаги со шкалой pH. |
Фото 5. Определение танинов в образцах зеленого чая |
|
|
Фото 6. Образцы зеленого чая до добавления в него лимонного сока |
Фото 7. Образцы зеленого чая после добавления в каждый по 3 капли лимонного сока |
|
|
Фото 8. Образцы зеленого чая после добавления в каждый по 3 капли йода |
Фото 9. Образцы зеленого чая после добавления в каждый по 8 капель йода |
|