Химический состав чая

Муниципальное бюджетное

общеобразовательное учреждение

«Средняя школа №2»

Химический состав чая

Работу выполнила: ученица 11 – А класса  

Теплых Мария

Руководитель: учитель химии Трегуб А.В.

Вилючинск

2017

«Чай усмиряет дух и гармонизирует разум, снимает усталость и придает сил, пробуждает мысль и предотвращает сонливость, придает легкость и освежает тело, обостряет ощущения»

                                                                 Конфуций

Чай — один из наиболее распространенных тонизирующих напитков. Ему присущи высокие вкусовые качества, изысканный аромат, хорошее стимулирующее и лечебное действия. Чайная церемония в нашей жизни – дело обычное и очень приятное. Сложно представить себе вечернее застолье без вкусного горячего напитка.  Но как   оказалось, многие не знают, в чем его польза, какой чай выбрать, как и когда его нужно пить, как приготовить.

 В связи с этим, целью  работы явилось: исследовать состав и свойства различных сортов чая; сравнить их по содержанию основных компонентов; научится правильно выбирать данный продукт.

Задачи:

1. Познакомиться с  историей возникновения чая, его появлением в России.
2. Изучить литературу,  касающуюся химического состава различных сортов  чая и его влияния на организм человека.
3. Узнать, какие сорта чая  и как предпочитают употреблять ученики МБОУ СШ №2.
4. Изучить методику выделения компонентов чая.
5. Сравнить  между собой по составу и свойствам чай наиболее часто употребляемых учениками торговых марок.
6. Дать рекомендации по выбору сортов чая.

Теоретическая часть

Люди живут и даже не представляют, какое огромное влияние, на их жизнь оказывает чай. Упоминания о чайном растении относят к самым начальным столетиям нашей эры. Именно тогда из его листьев начали готовить удивительно бодрый напиток, который способен отогнать сон, хотя поначалу все употребляли чай исключительно в религиозных целях. История чая включает в себя ряд спорных фактов, даже легенд, сохранившихся с того времени, по которым, например, родиной чая считается Китай. Долгое время именно так все и думали, пока в 1825 году в горных джунглях Индии не были найдены плантации чайных деревьев. Подобные лиственные насаждения также были обнаружены на юге Гималаев и в юго-восточном крае Тибета. Поэтому вопрос о родине чая до конца не решен и является предметом споров по сей день. В Россию чай впервые был привезен Василием Старковым. Ему он достался в подарок от монгольского хана Алтына. Позже царь Михаил Федорович впервые попробовал иностранный напиток, и он ему пришелся по душе. О чае как о целебном средстве вспомнили, когда уже у нового царя Алексея Михайловича заболел желудок. Придворный лекарь сначала сам пробовал зелье на себе, а уже потом поил им царя. В конце семнадцатого века между Россией и Китаем было подписано соглашение о поставках чая. В XVII – XVIII веках пить чай могли себе позволить только знатные бояре, а затем уже дворяне и купцы. Обычные люди пили привычные для них напитки, такие как квас, сбитень, заваренный липовый цвет. Уже после в XIX веке чай был доступным для всех жителей Руси. Этому способствовало появление напитка из Индии и с Цейлона. Что же означает  слово «чай»? Это слово произносили по-разному, но у всех вариантов названия присутствует один обобщающий их всех слог — «ча». С древнекитайского «ча» можно перевести как «молодой лист».

Свойства  чая и его химический состав

По разным данным в чае содержится около 300 химических элементов. Но стоит отметить, что в процессе роста чайных листьев, в зависимости  от технологий обработки и приготовления чая, соотношение веществ,  содержащихся в этом напитке, меняется. Вместе с тем меняются и полезные свойства чая. Следует обратить внимание на  несколько важных компонентов любого сорта чая: 

1. Дубильные вещества — составляют 15-30%  чая и представляют собой смесь из трёх десятков полифенольных соединений, состоящую из танина (группа фенольных соединений растительного происхождения, содержащие большое количество ОН), катехинов (группа флавоноидов, это органические вещества), полифенолов (многоатомные фенолы). Дубильные вещества являются сильными антиоксидантами. Танин, который уничтожает множество бактерий, тем самым предупреждает стоматит, ангину, энтерит и другие кишечные инфекции. Полифенолы вместе с  витамином «С» задерживают старение организма и препятствуют развитию онкологических заболеваний.
2.  Алкалоиды — азотсодержащие вещества, в чайном листе содержатся алкалоиды, которые принадлежат к гетероциклическим соединениям и представляют собой органические основания, поэтому они дают соли с кислотами (винной, яблочной, лимонной и др.). В чайном листе находятся производные пурина — кофеин, теобромин и теофиллин. В чайном растении образуется и накапливается преимущественно кофеин, содержание которого может достигать 2-3%. Высокое содержание кофеина в чае указывает на его качество. Именно с помощью алкалоидов чай бодрит и избавляет от усталости.
3. Ферменты (энзимы) — это биологические катализаторы, с их помощью происходят все химические превращения. Основных ферментов 3, а всего насчитывают больше10. Главные из них—  полифенолоксидаза, пероксидаза и каталаза.
4. Органические кислоты — образуют другую группу растворимых органических соединений в чае. В их состав входят щавелевая, лимонная, яблочная, янтарная, пировиноградная, фумаровая и ещё две-три кислоты. В составе чая они не до конца исследованы, но уже ясно, что они повышают пищевую и диетическую ценность чая.
5. Углеводы —  в чае содержатся самые разнообразные углеводы (от сахаров до самых сложных полисахаридов), чем выше в чае коэффициент углеводов, тем ниже сорт.
6. Пигменты — они тоже играют немаловажную роль. Именно с помощью пигментов, настой чая может принимать разную окраску, давая всевозможные оттенки

- хлорофилл, содержится в большинстве своём в зелёном чае;

- ксантофилл и каротин, содержатся преимущественно в чёрных чаях;

- теарубигины, придают чаю красновато-коричневые тона.

- теафлавины дарят чаю золотисто-жёлтый цвет.

Благодаря своему сложному химическому составу чай, как лекарственное средство, может оказывать большую помощь организму, а при неправильном использовании - вред.

Практическая часть

1.Анкетирование:

Существует множество марок, видов и сортов чая. Мы провели небольшой опрос, для выявления наиболее часто употребляемых марок чая и потребительских видов этого напитка.

Оказалось, что чаще всего употребляют пакетированный  черный чай (37%), на втором месте пакетированный зеленый чай (27%). Черный листовой предпочитают всего 18% опрошенных и столько же зеленый листовой (18%).

 Наиболее часто употребляется чай торговых марок: «Lipton» чёрный пакетированный  – 27%; «Greenfield» чёрный пакетированный  – 20%; «Беседа» зелёный пакетированный  – 17%; «Принцесса Нури» черный пакетированный – 16%; «Basilur» чёрный листовой – 10%; другие марки чая – 10%.

В среднем опрошенные люди выпивают по 3 чашки чая в день.

Крепкий чай предпочитает всего 18% опрошенных, остальные 82% – некрепкий.

На вопрос «Знаете ли Вы, как правильно выбирать чай?» положительный ответ дали 27%, отрицательный – 73%.

Лишь 6% опрошенных заявили, что знают химический состав чая, 94% ответили «нет».

Данные данного опроса позволили сделать вывод об актуальности темы правильного выбора чая и его химического состава.

2.Исследование химического состава чая:

Для исследования были взяты  торговые марки, которые наиболее часто употребляются опрошенными: Образец 1 - черный пакетированный чай «Basilur», образец 2 - зеленый пакетированный чай «Беседа», образец 3 – черный пакетированный чай «Greenfield», образец 4 – черный пакетированный чай «Принцесса Нури», образец 5 – чёрный пакетированный чай «Lipton».

Эксперимент 1: Определение  витамина «С» с помощью йодометрического метода. 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.  Витамина  больше всего содержится  в образцах под №5 и №6, а меньше в образце под №2. При сравнении пакетированных и  рассыпных   видов чая видим, что больше витамина «С» в последнем. 

Эксперимент 2: Обнаружение  танина в чае. При наличии танина в чае при добавлении хлорида железа(III) наблюдается тёмно - фиолетовое окрашивание. В каждый образец  добавили по 2 капли FeCl3. По  интенсивности окраски судили о концентрации танина.  Танин  определяется  и в чёрном, и в зелёном чае, но больше всего танина содержится в зелёном (Образец №4;  №5 ). (См. таблицу 1)

Эксперимент 3: Обнаружение  кофеина.  В  фарфоровую чашку  поместили 0,5 г чая, добавляли 8 капель 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.    Этот эксперимент показал, что в состав чая входит кофеин.  Количество его во всех образцах меньше чем  43 %.   Литературные данные о том, что в  черном чае кофеина больше, чем в зеленом не подтвердились. Зелёный  чай, как пакетированный, так и листовой (образец №3, №7) содержит в своём составе больше кофеина, чем  некоторые марки чёрного чая. Сравнивая пакетированный и листовой чай, мы обнаружили, что в листовом (зелёном чае) содержится больше кофеина чем в пакетированном. С чёрным же чаем наоборот (пакетированный содержит больше кофеина, чем листовой). Среди пакетированного чая наибольшее количество кофеина содержится в чёрном  пакетированном  чае (Марка №1).Среди листового - наибольшее количество кофеина в зелёном чае (образец №7); чай «Майский» (Марка №5) уступает по окраске зелёному,  «Принцесса Нури» в химическом составе содержит  наименьшее количество кофеина из всех листовых марок.

Эксперимент 4: Определение кислотно-щелочного баланса. Определение проводили с помощью универсальной индикаторной  бумаги. Во всех образцах  среда близка к нейтральной: от pH=6 в черном до pH=7 в зеленом чае.

Выбор чая

Черный чай

Давно известный и многими любимый черный чай может быть разных сортов. Общее у них всех то, что чайные листья поддаются длительной обработке, от 14 дней до месяца листья должны проходить процесс окисления. В сухом виде такой чай может иметь как черный цвет, так и коричневый или темно-коричневый.

При его заваривании меняется цвет, он становиться бледно-коричневый, могут появиться оттенки оранжевого или красного. Настоящий черный чай имеет насыщенный аромат и вкус, чувствуется немного агрессивная терпкость, но горечи быть не должно.

Зеленый чай

Это не только один из лучших и самых популярных сортов чая на сегодняшний день, но и один из самых полезных. Во время обработки чайных листьев для зеленого чая используется только подсушивание и обработка паром, именно поэтому они сохраняют большое количество имеющихся изначально полезных веществ.

В сухом виде такой чай должен быть глубокого зеленого цвета, при заваривании цвет немного меняется, он может быть ярко-зеленым или иметь желтоватый оттенок. Аромат должен быть сильным с травяными нотками, а на вкус он терпкий и немного сладковатый, горчинки не должно чувствоваться.

Общие выводы:

• Мы узнали, что чай возник в первые столетия нашей эры, но вопрос его Родины до сих пор не решен;
• Мы познакомились с главными химическими составляющими чая: дубильными веществами, алкалоидами, ферментами, органическими кислотами, углеводами и пигментами;
• Мы выяснили, что ученики МБОУ СШ №2 предпочитают черный некрепкий пакетированный чай марки «Lipton»;
• Мы изучили методику выделения компонентов чая;
• Мы сравнили  между собой по составу и свойствам чай наиболее часто употребляемых учениками торговых марок;
• Мы узнали, что настоящий черный чай имеет насыщенный аромат и вкус, в нем чувствуется немного агрессивная терпкость, но горечи быть не должно, а аромат зеленого чая должен быть сильным с травяными нотками, а на вкус он немного сладковатый, горчинки не должно чувствоваться.

Заключение.

Чай – прекрасный тонизирующий напиток, полезный для здоровья и очень вкусный! Его по праву называют эликсиром бодрости. Благодаря содержанию кофеина и танина других полезных веществ чай активизирует деятельность центральной нервной системы, в частности головного мозга. Чайный напиток бодрит, поднимает настроение, повышает работоспособность и снимает усталость. Следует пить только свежезаваренный чай. Кроме того, не рекомендуется пить слишком крепкий и обжигающе горячий чай, а также злоупотреблять чайным напитком (4-5 чашек не очень крепкого свежезаваренного чая в день вполне достаточно для здорового взрослого человека).

Литература:

1. Википедия https://ru.wikipedia.org/wiki/Заглавная_страница
2. Чайный блог http://chayblog.ru/category/istoriya-chaya/
3. teatips.ru : сайт о чае http://teatips.ru/index.php?act=2&id=116&dep=6