Что там в чашке чая

Муниципальное образовательное учреждение «Средняя общеобразовательная школа №5 города Ершова Саратовской области»

Конкурс проектных и исследовательских работ

От гипотезы к открытию

 «Что там, в чашке чая?»

Секция естественных наук

                                                               выполнена ученицами

10 «А» класса МОУ «СОШ №5 г.Ершова»

                                                                                  Ванюшкиной Светланой Николаевной

                                                                    Лалим Оксаной Александровной

                                                                               Руководитель – учитель  химии

                                                                   Тихонова Елена Александровна

                                       т: 5-56-00

Ершов

 2010

Оглавление

I.        Теоретическая часть        

1.2.        Классификация чая        

1.3. Страны производитель чая        

1.4.        Маркировка чая от типа листа        

1.5.        Целебные свойства чая        

1.6.        Химический состав чая        

II.        Экспериментальная часть        

2.1.        Изучение покупательского спроса        

2.2 Дегустация        

2.3 Выделение кофеина.        

2.4. Качественная реакция на обнаружение кофеина        

2.5. Определение витамина С        

2.5. Чай- индикатор?        

2.6. Определение глюкозы        

2.7. Определение танина в чае        

Заключение.        

Список использованной литературы        

Приложение        

Типы цельнолистовых чаев        

Отношение учащихся нашей школы к чаю        

Результаты нашей дегустации        

Цель работы:

Изучить покупательский спрос на  чай, исследовать вкус и аромат  чая, рассмотреть вопрос, можно ли использовать чай в качестве природного индикатора.

Объект исследования: чай различных марок;

При выполнении работы были поставлены следующие задачи

1. По литературным источникам изучит вопросы: процесс производства и классификации чая.
2. Изучить покупательский спрос на чай в торговых точках города.
3. Провести исследование наиболее популярных марок чая.
4. Сравнить виды чая по составу и свойствам; сопоставить результаты исследования с покупательским спросом.
5. Дать рекомендации по употреблению сортов чая.        
6. Приобрести практические навыки:

• Научиться планировать работу, предвидеть результат;
• Научиться осуществлять поиск информации в системе Internet;
• Работая с информацией, научться выбирать главное, существенное, прямо или косвенно относящееся к теме;
• Познакомиться  качественным и количественным анализом;
• Научиться аккуратно и тщательно выполнять эксперимент.

1. Теоретическая часть

    Объект нашего исследования  самый  популярный напиток в России – чай.

Чай - напиток, получаемый варкой, завариванием или настаиванием листа чайного куста, который предварительно подготавливается определенным образом. Чаем также называется сам лист, предназначенный для приготовления этого напитка.

История чая насчитывает уже не одно тысячелетие и казалось бы, о продукте так давно знакомом и распространенном, должно быть известно все. Но нет, исследователь, погружающийся в разработку этого объекта, может найти массу неизвестных, интересных и полезных для него сведений. Так случилось и с нами.

1. Процесс производства чайного листа

Перед тем как попасть в чайник с чайного куста лист проходит 6 этапов:

     Сбор чайного листа. Сбор чая можно разделить на два типа: ручной и машинный. Для сборки годится не все подряд, а только молодой  зеленый чайный побег, на конце которого не более 2-3 листьев и почка. Такая верхушка чайного побега называется флеш. Выделяют следующие листья чая, сверху до низу куста:

флауари оранж пеко.

оранж пеко

пеко

пеко сушонг

сушонг

     Завяливание.  Основная цель этапа заваливания – обезвоживание чайного листа. Подвяливают чайные листья обычно в тени, в хорошо проветриваемом помещении (или под навесами), но некоторые сорта провяливают и на солнце.

    Скручивание. Для того чтобы компоненты чайного листа легко выделялись при заваривании, необходимо разрушить клеточную структуру листа. Чая помещают в роллер - специальную машину, для того чтобы разрушились клетки листьев, выделился клеточный сок. Скручивание должно продолжаться до тех пор, пока листья из зеленых не превратятся в темно-зеленые, т.е. не намокнут.

    Ферментация. Результатом этого процесса является образование сложных органических веществ, придающих настою черного чая его характерный красно-коричневый цвет.

   Сушка. После скручивания чай  необходимо просушить. Существуют   разные способы сушки, такие как прожаривание, сушка в печи или на солнце.

  Сортировка. Цель данного процесса очень проста: получить чаи однородного качества. Для сортировки чая используют как ручной труд, так и множество разнообразных механизмов.

2. Классификация чая

Как мы выяснили, любой чай будь то черный или зеленый начинает свой путь с одного и того же чайного куста, дальнейшая их судьба зависит от способа обработки.  Листья чая, в процессе обработки подвергается окислению. И именно эта операция в значительной степени определяет внешний вид, аромат, и вкус будущего чайного настоя на вашем столе. Существуют  две базовые категории чая:

• Зеленый чай

- неокисленный или слабо окисленный. Его настой - неяркого желтоватого или зеленоватого цвета. На вкус настой терпкий, может быть чуть сладковатый, но не горький.

• Черный чай (в китайской классификации красный чай)

- сильно окисленный. В сухом виде такой чай имеет тёмно-коричневый или почти черный цвет, а его настой - от оранжевого до тёмно-красного.

Помимо двух базовых видов, выделяют еще несколько классов по степени окисления или по определенным особенностям производства, которые находятся между черным и зеленым чаем. Причем все они производятся исключительно в Китае или на Тайване

• Белый чай

- чай из типсов (нераспустившихся чайных почек), к которым добавляются молодые листья чая. По степени окисления, белый чай превосходит большинство зеленых чаёв. Настой белого чая имеет жёлто-зеленоватый цвет, более тёмный, чем настой зеленого чая.

• Жёлтый чай

- считается элитным. Некоторые сорта этого чая ранее были запрещены к вывозу из Китая. По степени окисления он, почти как зеленый, но перед сушкой проходит процедуру закрытого «томления». ^[1]

1.3. Страны производитель чая

Основные страны производители чая, они же главные экспортеры на мировой рынок - это Китай, Индия, Шри-Ланка, Япония и Африка. По этому признаку и определяется следующее деление чаев:

• Китайский чай.
• Индийский чай.

• Цейлонский чай.
• Японский чай.

4. Маркировка чая от типа листа

чтобы быть во всеоружии придя в магазин , мы должны знать как осуществляется маркировка чая, в зависимости от типа чайного листа.  Мы не раз слышали  эти "нерусские" слова: оранж, пекой, оранж-пекой, и эти загадочные аббревиатуры CTC. Как показало наше исследование это наименования видов листьев чая и типы их порезки. (приложение1)

Черный чай подразделяется на две большие группы: листовой и измельченный. В свою очередь измельченный состоит из трех категорий: так называемого ломанного, высевки и крошки^[2].

5. Целебные свойства чая

       В заключение несколько слов о целебных свойствах чая, именно этот вопрос заинтересовал наших родителей.

    Чай издавна употребляли как лекарственное средство. Люди, прежде всего, заметили, что чай стимулирует жизнедеятельность организма, усиливает работоспособность, ликвидирует усталость. известно, что калорийность чая почти в 24 раза выше калорийности пшеничного хлеба, что объясняется высоким содержанием в чае белковых веществ. мы остановимся подробнее на вопросе о том, какое действие оказывает чай на наши внутренние органы.

    Благотворное влияние чай оказывает на органы дыхания. Замечено, что при потреблении чая количество вдыхаемого лёгкими воздуха и выдыхаемой ими углекислоты увеличивается, т.е. дыхательный обмен при чаепитии идёт интенсивнее. Вот почему при всех простудных и воспалительных заболеваниях органов дыхания (бронхи, лёгкие) чай бывает исключительно полезен  как стимулирующее дыхательный процесс средство.

      Аналогичное стимулирующее воздействие оказывает чай и на дыхание нашей кожи, а также на её общее состояние. Если от кофе деятельность кожи понижается, то чай, наоборот, усиливает эту деятельность, вызывает расширение кожных пор, содействует интенсивному потоотделению и не только механически, но и биохимически очищает и прочищает поры.^[3]

      Наконец, чай превосходно действует на кроветворение и сердечнососудистую систему. Соли железа, имеющиеся в чае, играют положительную роль в кровообразовании, улучшают состав крови, повышают количество красных кровяных телец .

     Так же чайный напиток оказывает положительное воздействие на деятельность мозга. чай помогает раскрытию творческих сил, увеличивает способность мозга перерабатывать полученные впечатления, располагает к более углублённому и сосредоточенному мышлению.  именно под влиянием чая творческий процесс резко облегчается и значительно усиливается полет фантазии, но в то же время внимание человека не рассеивается, а, наоборот, с ещё большей лёгкостью сосредоточивается на определённом вопросе.

         Было замечено, что после принятия чая улучшается общее расположение духа, люди делаются более благодушными и миролюбивыми^[4].  

6. Химический состав чая

Все описанные целебные свойства чая объясняются сложным составом чая. Несмотря на то, что состав чая очень сложен, можно выделить шесть самых важных составных частей чая: дубильные вещества, эфирные масла, алкалоиды, аминокислоты, пигменты и витамины.

1.Дубильные вещества – один из существенных компонентов чая и чайного настоя. Они составляют 15-30% чая и представляют собой сложную смесь более трех десятков полифенольных соединений, состоящую из танина и различных катехинов, полифенолов и их производных.

1. Ферменты, или энзимы, содержатся  в чае в основном в нерастворимом, связанном состоянии. Это биологические катализаторы. Основных ферментов три, а всего более десяти. Главные из них – полифенолоксидаза, пероксидаза и каталаза.
2. Эфирные масла имеются как в зеленом листе, так и в готовом чае. Несмотря на их крайне незначительное содержание, именно им справедливо приписывается неповторимый чайный аромат. От них, следовательно, зависит и качество чаёв.
3. Белковые вещества вместе со свободными аминокислотами составляют от 16 до 25% чая. Белки – важнейшая составная часть чайного листа. Белками являются все ферменты. Кроме того они служат источниками тех аминокислот, которые появляются в процессе переработки чайного листа в готовый чай. По содержанию белков и их качеству, а следовательно, по питательности чайный лист не уступает бобовым культурам.
4. Органические кислоты (около 1%) образуют другую группу растворимых органических соединений в чае. В их состав входят щавелевая, лимонная, яблочная, янтарная, пировиноградная и еще три – четыре кислоты. Они повышают пищевую и диетическую ценность чая.
5. Углеводы в чае содержатся разнообразные от простых сахаров до сложных полисахаридов. Чем выше в чае процент углеводов, тем ниже его сорт. Поэтому они являются балластом. Это нерастворимые: крахмал, целлюлоза от 10 до 12%. Зато полезные углеводы – сахароза, глюкоза, фруктоза, мальтоза (их в чае от 1 до 4%) – растворимы.
6. Пигменты, входящие в состав чая, играют также немаловажную роль. Способность чайного раствора принимать разную окраску, давно замечена людьми и связывалась с наличием в чае различных красителей.
7. Пектиновые вещества – это коллоидные вещества со сложным составом. Содержание их колеблется от 2 до 3%. В присутствии сахаров и кислот они могут образовывать студенистые массы – желе. Пектины имеют большое значение в сохранность чая. Они покрывают каждую чаинку тонкой, слабопроницаемой для влаги пленкой и играют роль плаща для чая.
8. В чае присутствуют почти все витамины. Провитамин А – важен для зрения, группа витамина В. Имеется витамин С, причем в свежесорванном листе его в 4 раза больше, чем в соке лимона. Но основной витамин чая – витамин Р, он повышает эффективность аскорбиновой кислоты, способствует ее накоплению  и задержанию в организме.

В своем исследовании мы постарались качественно определить основные вещества из названных групп. Количественное определение веществ в условиях школьной лаборатории не представляется возможным.

2. Экспериментальная часть

3. Изучение покупательского спроса

Свое исследование мы начали с посещения торговых точек нашего города реализующих чай.

Менеджеру нашего «Магнита» мы задали вопросы:

1.Назовите наиболее покупаемые марки чая.

2.Как связан выбор покупателя и цена продукта?

И Нам стало известно, что среди лидеров продаж являются марки «Принцесса Канди», «Принцесса Нури», «Принцесса Гита», «Lipton», «Brook Bond» , «Ахмад», «Гринфилд» и «Акбар». Главная причина покупательского спроса – цена.
Так же Мы провели опрос среди учащихся нашей школы. Было опрошено 50 школьников. Результаты опроса представлены в таблице.(приложение2)

Как показал социологический опрос, предпочтение отдают черному чаю, т.к. этот напиток более привычный и традиционный.

Итог :   лидерами  известности стали марки: "Майский чай", "Беседа", "Brook Bond", "Цейлонский", и "Индийский" чай.

2.2 Дегустация

Дегустация - самый старый и самым простой,  метод определения качества чая Опробование производится титестером  — профессиональным дегустатором чая. Дегустация — это метод оценки качества пищевого продукта, который осуществляется с помощью органов чувств без применения специальных аппаратов или химических анализов.

Опробование производится титестером (английское слово титестер можно перевести как «пробующий чай») — профессиональным дегустатором чая. Круг обязанностей титестеров определяется оценкой качества готовой продукции. Кроме того, он также несет ответственность за составление купажа готового чая. Профессия титестера очень уважаема в «чайном» мире, поскольку именно он определяет качество образца чая, ставя каждому баллы за внешний вид, аромат, цвет и вкус настоя. Сложная техника не в состоянии сравниться с его умением и знанием. Однако дегустатор чая — это больше, чем профессия. Это еще и призвание, особые способности (тонкий вкус, совершенное обоняние), колоссальная самодисциплина, уникальный опыт и обширные знания^[5].

Порядок дегустации. Процедура дегустации строго последовательна мы старались ее выдержать. Сначала на электронных весах отвешивают порции по 2 г чая, которые в течение 5 минут заваривали свежим кипятком. Пока чай настаивался, изучали содержимое пачек — сухие чаинки, чай остывал, мы  оценивали интенсивность цвета настоя, его оттенки и прозрачность, а также аромат. Результаты занесены в таблицу. (приложение 3)

2.3 Выделение кофеина.

 В чае есть несколько тонизирующих веществ – витамины, эфирные масла и т.д. Но ведущая роль принадлежит кофеину Кофеин – это вещество, которое поднимает жизненный тонус и бодрит, и он, же является одним из главных виновников тяги людей к чаю как тонизирующему напитку.

Мы  провели работу по обнаружению кофеина в зеленом и черном чае.

Для опыта потребовались фарфоровые тигли (можно использовать любые металлические сосуды, желательно не плоские, а высокие, вроде стакана). В них положили по 2 г (около чайной ложки) измельчённого с ступке чёрного  и  зелёного чая и по 2 г оксида магния. Смешали оба вещества и поставили тигель на огонь.  Нагрев должен быть умеренным, не слишком энергичным.  Сверху над тиглем закрепили колбу со снегом. В присутствии оксида магния кофеин возгоняется, т.е. превращается в пар, минуя стадию  жидкости. Попадая на холодную поверхность, кофеин вновь возвращается в твёрдое состояние и оседает на дне колбы в виде  кристаллов. Кристаллов было немного, но больше их было в чашке над зеленым чаем. Делаем вывод о том, что в зеленом чай кофеина больше.^[6]

2.4. Качественная реакция на обнаружение кофеина

Для того, чтобы убедиться в том, что перед нами кофеин. Несколько кристаллов положили на керамическую пластинку и капнули несколько капель концентрированной азотной кислоты. Нагревали пластинку до тех пор, пока смесь на ней не стала сухой. Кофеин при этом окислился и превратился в оранжевого цвета тетраметилаллоксантин. При реакции с концентрированным раствором аммиака это вещество превращается в пурпурат аммония.

2.5. Определение витамина С

В колбу поместили 2 мл чая добавили воду до 10 мл, затем немного крахмала. Далее по каплям добавляли раствор иода до появления устойчивого синего окрашивания, неисчезающего в течении 10-12 с. Молекулы аскорбиновой кислоты легко окислялся иодом. Как только иода окислил всю кислоту, следующая капля окрасила иод в синий цвет.

2.5. Чай- индикатор?

К индикаторам относятся такие вещества, которые вызывают изменение окраски раствора и дают возможность устанавливать тип среды. В связи с этим было интересно исследовать,  изменится  ли окраска чая при действии на него кислот и щелочей. В повседневной жизни мы видим, как светлеет чай от добавления к нему лимона, это мы подтвердили опытным путем. Отчего сода пищевая называется чайной? Оказывается , что купцы в России добавляли ее в чай для экономии заварки. У нас тоже чай потемнел, при добавлении щелочи. Из этого мы сделали вывод, что чай может служить индикатором. Действие кислот и щелочей на окраску чая вы можете увидеть в таблице^[7] ( приложение4).

Кислотно-щелочного баланса проводили с помощью рН-метра. Как оказалось, что раствор содержащий зеленый чай имеет слабо кислую характеристику – рН=6

2.6. Определение глюкозы

Определение глюкозы проводили с помощью качественной реакции на альдегиды. К 0,5 мл свежеприготовленному осадку гидроксида меди(II) добавили 1 мл чая. Нагревали полученную смесь. При этом нагретая часть раствора окрашивалась в оранжево-желтый цвет вследствие выпадения оксида меди(I)  

2.7. Определение танина в чае

К 1 мл раствора чая добавляли 1-2 капли хлорида железа(III). При наличии танина в чае наблюдали темно-фиолетовое окрашивание. Танин содержит бензольные кольца.

Заключение.

Мы выяснили, что чаи  различается по технологии сбора и обработки чайного листа. Из литературных источников мы узнали, что все сорта чая, растут на одном кусте, в  зелёном чае кофеина больше, чем в остальных сортах, так как он не подвергается ферментативной обработке, в отличие от красного, жёлтого и в особенности чёрного чая, который больше остальных подвержен ферментации. Да и место, где растут чайные кусты, как, оказалось, имеет немаловажное значение.

Таким образом, чай, начавший свою жизнь как популярный чайный напиток  в IV веке  переживает на пороге своего полуторатысячелетнего юбилея «вторую молодость».

Проект подошел к завершению. Чему же мы научились?

• Научились планировать работу, предвидеть результат;
• Научились осуществлять поиск информации в системе Internet;
• Работая с информацией, научились выбирать главное, существенное, прямо или косвенно относящееся к теме;
• Взвешивать на электронных весах;
• Познакомились с  качественным и количественным анализом;
• Аккуратно и тщательно выполнять эксперимент

Список использованной литературы

1. Коноплёв Н.П. Химикаты из буфета.- М.:Факел, 1985 г
2. Ольгин О. Опыты без взрывов. Изд. второе, переработанное. — М.: Химия, 1986
3. В. Похлёбкин. Чай, его история, свойства и употребление.
4. Пашинский В.Г. Растения в терапии и профилактике болезней.
5. В.Н. Челноковой и В.В Похлебкина « Чайная церемония»        
6. Щеголевский Н.В. Учимся выбирать чай. - Спб.: Российские аптеки №5 2003 г.
7. Чайный портал TEA.ru: все о чае и чай обо всем!
8. Сайт о чае: зеленый чай, черный чай, белый чай. Элитный китайский чай, его выращивание. 2007 © knigachaya.com
9.  http://www.zeremonia.ru/made.html
10.  http://www.jhana.ru/tea/23-tea-encyclopedia-chapten2
11. http://www.knigachaya.com/foto2.html

Приложение

Таблица1

        Типы цельнолистовых чаев

Таблица2

Отношение учащихся нашей школы к чаю

Таблица3

Результаты нашей дегустации

Таблица4

Изменение цвета чая в разных средах