«Изучение химического состава чая»
 Скачать 205.36 Kb.
|
| Министерство образования, науки и молодежной политики Республики Тыва Муниципальное общеобразовательное учреждение Средняя общеобразовательная школа №3 г. Ак-Довурака Работа на XV республиканскую научно-практическую конференцию «Шаг в будущее» Секция химия Тема: «Изучение химического состава чая» Выполнила: ученица 10 «а» класса Кыргыс Чаяна Мергеновна МОУ СОШ №3 г. Ак-Довурака Руководитель: Сарыглар Татьяна Ашак-ооловна учитель химии и биологии высшей категории МОУ СОШ №3 г. Ак-Довурака г. Ак-Довурак 2011г Аннотация работы выполненной ученицей 10 «а» класса МОУ СОШ №3 г. Ак-Довурака Кыргыс Чаяна В исследовательской работе «Химический состав чая» изучается химический состав , влияния чая на организм человека Применение чая в косметике В экспериментальной части проводит анализ химического состава чая на пектиновые вещества и кофеин С целью является определить наиболее пектиносодержащие сорта чая; выявить возможности нетрадиционного использования чая в косметике. Оглавление 1. Введение……………………………………………………………… ………...3 2. Биология чайного растения ………………………….....................................4. 3. Химический состав чая……………………………………………………....... 5. 4. Влияние чая на организм человека…………………………………………….8. 5. Экспериментальная часть Получение пектинов из чая…………………………………………………..9 Получение кофеина из чая…………………………………………………….10 6. Выводы…………………………………………………………………………11 7. Литература…………………………………………………………………......12 8. Приложение …………………………………………………………………….13 Введение В настоящее время каждый человек в мире каждый день пьёт чай. Но совсем не задумывается об их пользе или вреде, от чего зависит качество и вкус чая, в чем разница между сортами и разница в цене, ведь на сегодняшний день разновидностей этих продуктов более чем достаточно. В нашей работе мы постараемся ответить на эти вопросы. Чай хорошо снимает утомление и головную боль, повышает умственную и физическую активность, стимулирует работу головного мозга, сердца, дыхания. Но отдельным категориям людей следует сократить потребление чая. Чай содержит намного больше кофеина, чем кофе. Чай состоит на 30-50% из экстрактивных, т.е. растворимых в воде частей. Шесть самых важных составных частей чая: это дубильные вещества, эфирные масла, алкалоиды, аминокислоты, пигменты и витамины, пектиновые вещества. Пектиновые вещества – один из компонентов профилактики нарушений жирового обмена, атеросклероза, сахарного диабета, желчно - каменной болезни. Содержание пектинов в чае колеблется от 2 до 3%, но от них зависит во многом качество чая.1 Определить наиболее пектиносодержащие сорта чая стало целью нашей работы Изучение химического состава чая Цель: - определить наиболее пектиносодержащие сорта чая; - выявить возможности нетрадиционного использования чая. Задачи: 1. Изучить литературы о химическом составе различных сортов чая.
Объект исследования – чай различных марок Предмет исследования - содержание пектиновых веществ в чае различных марок Актуальность работы заключается , что в настоящее время каждый человек в мире каждый день пьёт чай. Но совсем не задумывается об их пользе или вреде, от чего зависит качество и вкус чая, в чем разница между сортами и разница в цене, ведь на сегодняшний день разновидностей этих продуктов более чем достаточно. В нашей работе мы постараемся ответить на эти вопросы. Практическая значимость работы заключается в том, что в ходе теоретического и практического изучения химического состава чая учащиеся узнают о пользе или вреда чая. Можно рекомендовать несколько запретов на употребление его и дополнительного применения чая в косметике. Методы: изучение теоретического материала; эксперимент; сравнения и анализ.
Биология чайного растения А откуда произошло слово «чай»? Чайный напиток первые упоминается в рукописях 2700 г. до н.э. Культивировать чай начали в Китае в IV в. н.э. Россия раньше Европы познакомились с китайским напитком «тцай-е». Это название впоследствии трансформировалось в слово «чай». В 1638 г. русский посол Василий Старков привез Михаилу Федоровичу высушенные листья чая в дар от монгольского Алдын – хана. Где выращивают чай? Основными чаепроизводящими странами мира считаются государства Азии: Индия, Китай, Шри-Ланка, Индонезия, Пакистан, Япония, Малайазия, Бирма, Таиланд, Вьетнам, Иран. В Европе: Грузия, Азербаждан, Россия на юге Краснодарского края, в Причерноморье. В Африке: Кения, Судан, Уганда, Руанда, Танзания, Зимбавба, Замбия, Мозамбика, Камеруна, Бурунда, Мали, Мадагаскар, ЮАР, а также на островах Маврикии, Азорских. В Южной Америке: в Бразилии, Аргентине, Перу, в Чили, Колумбии, Боливии, В Центральной Америке: в Мексике, Гватемале.. В Северной Австралии, Папуа- Новая Гвинея и на остовах Фиджи. Чай – вечнозеленое растение, которое существует в двух видах: китайский чай- (это кустарник – горные районы Юго-Восточной Азии) и ассамский чай ( дерево, растущее в Индии) Какие внешние факторы влияют на развитие и на вкусовые качества чая? Для произрастания чая необходимы теплые лето и осень; ( не ниже +20), но при этом достаточно холодная зима ( не выше +10 , но не ниже -3). От продолжительности светового дня и общего количества солнечных дней зависит концентрация ароматических веществ в чайном листе. При недостатке света и солнца чай приобретает грубый вкус, становится неароматным и травянистым. Качество готового чая тесно ли связано с местом произрастания? Конечно. Индийские черные чаи отличаются крепостью, дают интенсивный настой Цейлонские обладают более ярки настоем с красноватым отливом и таким же крепким вкусом. Китайские более разнообразны по оттенкам вкуса и аромата, менее резки по вкусу. Азербажданские и краснодарские чаи со своим свойствам ближе к китайским и индийским, отличаются ровностью вкуса и аромата, нежные, но слабоватые. Грузинские чаи обладают приятным, бархатистым, трепковатым вкусом более приятным, аромата слабо выражен. 4. Химический состав чая Хотя чай изучают на протяжении веков, а над раскрытием его химического состава учёные трудятся, по меньшей мере, полтораста лет, только за последние десятилетия стало возможным получить сравнительно полное представление о том, какие химические вещества входят в состав чая. Как показали исследования, чай состоит на 30-50 % из экстрактивных, т.е. растворимых в воде частей. На практике растворимость никогда не осуществляется полностью. Зелёные чаи содержат больше растворимых веществ (40-50 %), а чёрные – меньше (30-45 %). Кроме того, чем моложе, выше качеством листья чая, тем богаче экстрактивными веществами полученный из них сухой чай. И наоборот, чем старее, грубее листья, тем менее выходят в настой растворимые вещества, тем менее вкусен чай. Из растворимых веществ, прежде всего, следует обратить внимание на шесть самых важных групп или составных частей чая: это 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 трёх десятков полифенольных соединений, состоящую из таннина и различных (по крайней мере, семи) катехинов, полифенолов и их производных.1 Таннин в чае приобретает приятную терпкость, придающую основной вкус настою чая. Чем больше дубильных веществ, тем выше качество чая, лучше цвет, трепкость и аромат. Таннины оказывают успокаивающее действие на желудок и кишечник; Существенным компонентом чая являются и алкалоиды. Среди алкалоидов самым известным всегда был и остаётся кофеин или, как его ещё называют в составе чая, теин. Он оказывает возбуждающее действие, В чае кофеина больше, чем в кофе ( 1-4%), но чайный кофеин действует мягче: во- первых, чая для заварки берут меньше, чем кофе; во-вторых, кофеин в чае образует соединение с таннином, который более мягко действует на сердечно – сосудистую и центральную нервную системы; в – третьих, кофеин чая не накапливается в организме человека; в- четвертых, помимо кофеина в состав чая входят алкалоиды теобромин и теофиллин – они являются хорошими сосудорасширяющими и мочегонными средствами. Кофеин – один из главных виновников тяги людей к чаю как тонизирующему напитку. В чистом виде он представляет собой бесцветное, не имеющее запаха, но горькое на вкус вещество, содержащееся, впрочем, не только в чае, но и в кофе, какао, орехах кола, матэ и некоторых других тропических растениях. 1 В.В. Похлебкин. Чай 5. Кофеин принадлежит к тем немногим веществам чая, состав и количество которых крайне незначительно изменяются при переработке. Между тем различные сорта чая содержат различный процент кофеина. Долгое время это оставалось загадкой. Затем выяснилось, что кофеин распределяется неравномерно в чайном растении. Первый листочек флеши содержит 4-5 % кофеина, второй – 3-4 %, третий – 2,5 %, остальные – от 0,5 до 1,5 %. В семенах же чая кофеин совершенно отсутствует. Это говорит о том, что кофеин не заложен в чае от рождения, а приобретается в процессе выращивания чайного куста. Отсюда понятно, что чаи высокого качества, изготовленные из первых листочков, содержат больше кофеина, чем чаи из грубого сырья. Вот почему прессованные чаи, где кофеин практически отсутствует, народы Бурятии, Калмыкии, Монголии могут пить в очень больших количествах. И вот почему казахи, туркмены, употребляющие чёрный чай также в больших количествах, предпочитают его вторые и даже третьи сорта, где кофеин содержится в крайне малых дозах, зато много танина, пектинов, столь важных для предотвращения желудочно-кишечных заболевании в условиях Средней Азии. Кроме того, белки служат источником тех аминокислот, которые возникают в процессе переработки чайного листа в готовый чай. Белковые вещества вместе со свободными аминокислотами составляют от 16 до 25 % чая. Белки – важнейшая составная часть чайного листа. Белками являются ферменты. По содержанию белков и их качеству, а следовательно, по питательности чайный лист не уступает бобовым культурам. Особенно богаты белками зелёные чаи. Что касается аминокислот, то их в чае обнаружено 17, причём природа одной из них до сих пор не выяснена. Среди аминокислот чая имеется глютаминовая кислота, чрезвычайно важная для жизнедеятельности человеческого организма, активно способствующая восстановлению истощенной нервной системы. Аминокислоты при взаимодействии с сахарами, а также танином и катехинами в условиях повышенных температур в процессе производства чая образуют альдегиды и таким образом принимают участие в образовании аромата чая. Пигменты (рутин), входящие в состав чая, играют также немаловажную роль. Люди давно заметили способность чайного настоя принимать различную окраску, Эти вещества обуславливают окраску настоя, который в зависимости от типа и сорта чая может быть от светло –желтого до красно- коричневого. .Минеральных и других неорганических веществ в чае содержится от 4 до 7 %. Они не ограничены солями железа, открытыми в чае сравнительно давно. Помимо железистых соединений, в чае присутствуют и такие металлы, как магний, марганец, натрий. 6. Вместе с кремнием, калием, кальцием они крайне важны для питания различных тканей человека и особенно для образования в нашем организме центров электростатических и радиоактивных явлений. В чае содержатся и другие металлы и неорганические вещества в виде микроэлементов, в том числе фтор, йод, медь, золото и др. Все они входят в состав сложных соединений, но, находясь в коллоидальном состоянии, поддаются растворению в воде и выходят в чайный настой (особенно фтор и йод, служащий антисклеротическим средством). Особо следует указать на фосфор и его соединения. Чем выше сорт чая, тем больше в нём фосфора и калия. Последний весьма важен для поддержания нормальной деятельности сердечно-сосудистой системы. В состав чая входит и небольшая по удельному весу, но разнообразная группа смолистых веществ. Это сложные по химическому составу комплексы: спирты (резенолы), смоляные кислоты, смоляные фенолы и другие органические соединения. Но их роль в чае в общих чертах ясна: они выступают в основном как носители, а ещё в большей степени как фиксаторы чайного аромата. Другую группу растворимых органических соединений в чае образуют органические кислоты (около 1 %), в состав которых входят щавелевая, лимонная, яблочная, янтарная, пировиноградная, фумаровая и ещё две-три кислоты. В составе чая они ещё слабо исследованы, но ясно, что в целом они повышают пищевую и диетическую ценность чая. Ферменты, или энзимы, содержатся в чае в основном в нерастворимом, связанном состоянии. Это биологические катализаторы. С их помощью происходят все химические превращения как в живом чайном растении, при его росте, так и в процессе фабричного приготовления чая. Пектиновые вещества – это коллоидные вещества со сложным составом. Содержание их в чае колеблется от 2 до 3 %. В присутствии сахаров и кислот они могут образовывать студенистые массы – желе. Пектины имеют немаловажное значение для сохранения качества чая: с ними связано такое физическое свойство чая, как его гигроскопичность. При недостатке в чае пектиновой кислоты его гигроскопичность резко повышается, а следовательно, чай портится быстрее. Дело в том, что пектиновая кислота покрывает каждую чаинку тонкой, слабопроницаемой для влаги желатиновой пленкой и таким образом играет для чая роль «дождевого плаща». В последнее время всё более определяется положительная роль пектинов для человеческого организма, особенно при лечении желудочно-кишечных заболеваний. Хороший по качеству чай содержит, как правило, больше водорастворимых пектинов, чем плохие сорта чая. 7. Углеводы в чае содержатся разнообразные – от простых сахаров до сложных полисахаридов. Чем выше в чае процент содержания углеводов, тем ниже его сорт. Поэтому углеводы являются своего рода балластом для чая. К счастью, большинство их нерастворимы. Причём нерастворимы как раз ненужные человеку полисахариды – крахмал, целлюлоза, гемицеллюлоза, составляющие от 10 до 12 % чая. Зато полезные углеводы – сахароза, глюкоза, фруктоза, мальтоза (их в чае от 1 до 4 %) растворимы. 1 Итак, даже беглое и неполное ознакомление с химическим составом чая убеждает нас в том, что природа создала в чайном листе своеобразный химический склад или, вернее, целую химическую лабораторию. Причём самое удивительное и замечательное в том, что это постоянно действующая лаборатория. Каково же влияние чая на организм человека? Чай повышает умственную активность, устраняет усталость, тонизирует нервную систему, усиливает кровообращение, улучшает пищеварение, способствует регуляции деятельности почек и накоплению в организме аскорбиновой кислоты, укрепляет стенки кровеносных сосудов. Чай защищает зубы от кариеса: в нем содержит фтор. Чай способствует выведению из организма токсинов, в нем много минеральных веществ, которые восстанавливать кислотно - щелочной баланс организма. Кроме того, находящиеся в чае катехины очищают организм от свободных радикалов, и снижает уровень холестерина в крови. Вывод:
На вкусовые качества чая оказывает влияние способ приготовления заварки. Нужна хорошая вода, чистая, без запаха. Заварочный чайник может быть керамическим, фарфоровым или стеклянным. Зеленый чай заваривают в течение 2-3 мин, а затем сразу процеживают, так как он быстро начинает горчить. Черный чай – подольше – до 4-5 мин, чтобы большее количество дубильных веществ растворилось в воде. К чаю подают сливки или молоко, а также ягоды и фрукты. 1.А.Т. Солдатенков, Н.М. Колядина и др., Основы органической химии пищевых, кормовых и биологических добавок 8. Экспериментальная часть Получение пектиновых веществ Цель: определить наиболее пектиносодержащие сорта чая Ход работы:
Результаты эксперимента на наличие пектинов в чае
Вывод:
Значение их: профилактика жирового обмена, атеросклероза, сахарного диабета, желчно- каменной болезни; влияют на функцию толстого кишечника; отмечается положительная роль пектинов при лечении желудочно - кишечных заболеваний. Входят в состав клеточных стенок растений, но особенно богаты ими корки цитрусовых плодов (40%), а также сердцевина яблок(20%). Находятся в плодах и корнеплодах. Они предохраняют их от высыхания, влияют на засухоустойчивость 9. Получение кофеина из чая. Цель: выделение кофеина из чая Оборудования: фарфоровый тигель, ступка с пестиком, спиртовка, спичка, лабораторный штатив, фарфоровая чашка Реактивы: черный чай, 2 г оксида магния Ход работы: 1.В фарфоровый тигель положить чайную ложку измельченного в ступке черного чая и 2 г оксида магния. 2.Смешать вещества и поставить тигель на огонь. Нагревать на умеренном огне 3.Сверху на тигель поставить фарфоровую чашку с холодной водой 4.В присутствии оксида магния кофеин будет возгоняться, т.е. превращаться в пар. Попадая на холодную поверхность, кофеин станет твердым и осядет на дне чашки в виде бесцветных кристаллов Качественные реакции на пектин и кофеин Цель: доказать наличие полученных пектина и кофеина Ход работы: 1. К щелочному раствору галактуроновой кислоты ( пектат натрия) добавили 5 мл 1Н уксусной кислоты и 1мл ацетата свинца и нагрели на водяной бане. При наличии пектина наблюдается образование кирпично- красного осадка пектата свинца. 2.Несколько кристаллов кофеина положить на фарфоровую чашку и капнуть 1-2 кали концентрированной азотной кислоты. Нагревать до тех пор, пока смесь на ней не станет сухой. Кофеин окислится и превратится в амалиновую кислоту. При нейтрализации кислоту раствором аммиака образуется соль красного цвета 10. ВЫВОДЫ: 1. Чай оказывает одновременно и оздоравливащее, и ослабляющее воздействие на организм. В чае присутствует чуть ли не весь алфавит витаминов. Страдающим атеросклерозом и гипертонией не стоит пить крепкий чай, что связано с возбуждающим действием кофеина на центральную нервную систему. 2. Пектины в чае есть и гораздо больше чем в кофе, но меньше, в яблоке. Наибольшее количество пектинов было обнаружено в чае «Акбар», « Лисман». Из участвовавших в том же эксперименте марок чая « Принцесса Канди», «Принцесса Нури» «Принцесса Гита» не получили пектинов, что говорит о плохом качестве чая или о его подделке. 3. В ходе эксперименте доказали, что состав чая «Акбар» входит кофеин. Получили их в чистом виде и провели качественные реакции, чтобы убедиться, что это действительно получаемые органические вещества. 4. Выявлена возможность дополнительного использования пектиносодержащих сортов чая: ванночки для глаз, питательные и увлажняющие маски по уходу за кожей лица, повышение тонуса усталой, увядающей кожи, маски для рук, ломких ногтей и волос 5. Чай – сокровищница полезных для человека веществ. Чайное растение вытягивает из почвы и синтезирует самые разнообразные и редкие, полезные для человека вещества. 6.Готовый чай обладает способностью – отдавать в раствор свою самую лучшую, самую полезную для человека часть 7.Для сохранения химического состава чай необходимо правильно заваривать 11 Литература: 1.В.В. Похлебкин. Чай. -- М.: Центополиграф, 1997. 2.А.Т. Солдатенков, Н.М. Колядина и др., Основы органической химии пищевых, кормовых и биологических добавок. – Москва: ИКЦ, 2006 3. Журнал Химия в школе №1. 2010 . 12 Приложение 1 Рекомендации для применения пектиновых веществ Чай в косметике Использование чая в косметике достаточно широко известно. Современные косметические линии на основе экстракта чайного дерева предлагают различные средства по уходу за кожей лица и рук, волосами, средства гигиены и т.д. Но, во-первых, все эти средства достаточно дороги, а во-вторых, содержат синтетические ингредиенты, которые могут вызвать аллергическую реакцию. Ну, и в-третьих, приготовив косметическое средство своими руками, вы абсолютно уверены в его составе и происхождении компонентов. Приложив немного усилий, вы создадите свою собственную косметическую линию. Каждая женщина мечтает о нежной бархатистой коже, красивых блестящих волосах, а сколько огорчений доставляют руки, которые не лучшим образом выглядят после использования различных моющих средств, или же пятки, которые не хотят быть мягкими и нежными, как у младенца. Любая женщина, а в наши дни и многие мужчины, должны выделить немного времени для «себя любимых» и заняться уходом за кожей. Чай для лица 1. Ополаскивание лица настоем подсоленного зеленого чая, а лучше протирание кубиками льда из него сохранит вашу кожу свежей и вернет ей здоровый вид. 2.Слабым настоем чая можно пользоваться вместо молочка для снятия макияжа. 3. Протирание кожи настоем из красного чая в каскаде поможет при воспаленных угрях. 4. Маска из чая поможет при воспаленной от солнца коже, расширенных порах и сосудах. Мягкую ткань или марлю смочите раствором чая и приложите на 20 минут. Если кожа сухая, то после маски необходимо нанести питательный крем. 4. Из чая можно сделать маску для увядающей кожи. Столовую ложку муки разведите крепким чаем до консистенции сметаны, добавьте один желток. Нанесите на кожу на 10-15 минут, смойте теплой водой. 6. Чай для автозагара. Заварить чайную ложку черного чая тремя столовыми ложками воды, прокипятить 2–3 минуты, процедить. Утром и вечером после умывания протирать настоем лицо. 7. От мешков под глазами и отекших век поможет гуща чая, которая осталась в заварнике. Смешайте ее со сметаной и нанесите на веки на 5-10 минут. Чай для тела 1. От потливости рук хорошо помогают ванночки из крепкого настоя чая. Лучше выбрать зеленый, потому что черный может окрасить кожу. Заварите 4 чайные ложки чая двумя стаканами воды и кипятите 2-3 минуты. Делайте теплые ванночки по 10-15 минут. 2. От потливости ног спасет та же процедура, только желательно к 4 чайным ложкам чая добавить 1 чайную ложку молотой коры дуба. 3. Очень тонизируют кожу ванны из чая. Заварите 4 десертные ложки черного или зеленого чая стаканом кипятка. Настаивайте 10 минут, процедите и влейте в ванну. Если вы примете ванну с черным чаем, то она поможет вашей коже слегка -загореть-. Но после этого саму ванну придется хорошенько почистить. 13 4. Если у вас есть мелкие ссадины или порезы на теле, кожа немного воспалена, протирайте ее настоем каркаде. Чай для волос 1. Ополаскивайте волосы после мытья некрепким настоем зеленого чая. Волосы станут пышными и блестящими. Если вам не подходит этот вариант, просто втирайте настой чая в корни волос ватным тампоном. Так вы укрепите корни и избавитесь от перхоти. 2. Для жирных волос. Смешайте 30 г водки с чайной ложкой лимонного сока и стаканом зеленого чая, разбавьте литром кипяченой воды. Нанесите все на вымытые волосы и не смывайте. Проделать 3-4 процедуры. 3. Подкраска волос. Для придания волосам каштанового оттенка приготовьте крепкий настой черного гранулированного чая. Это примерно 2 столовые ложки на литр воды, прокипяченные на медленном огне 10–15 минут. Их нужно настоять, процедить и нанести на волосы, укрыть их полиэтиленовым пакетом и утеплить. Через 10-15 минут появится оттенок, через 40 минут насыщенный цвет. Не смывайте. Для седых волос. Стакан крепкого горячего чая смешайте с 4 столовыми ложками порошка какао или кофе, нужно размешать, нанести на волосы, втереть и расчесать. Не смывайте. 4. Вместо лака для волос. Перед накручиванием на бигуди или заплетанием косичек хорошо смочите волосы следующим раствором: 2 чайные ложки сухого чая залить стаканом кипятка, настоять и процедить. Кудри будут держаться гораздо дольше. 14. РЕЦЕНЗИЯ на работу выполненной ученицей 10 «а» класса МОУ СОШ №3 г. Ак-Довурака Кыргыс Чаяна Мергеновной Автором изучена работа по теме «Химический состав чая». Ставиться цели определить наиболее пектиносодержащие сорта чая и выявить возможности нетрадиционного использования чая. Объектом исследования выбраны различные сорта чая Для достижения поставленной цели автором изучен литературный обзор по теме исследования, что дает возможность расширить знания о биологии чайного растения и химическом составе, о пользе и вреда чая, а также возможности применение чая в косметике. Работа изложена четко и последовательно по плану. Автором использованы методы эксперимента, сравнительный анализ. Производится обработка, анализ результатов эксперимента. Сделаны выводы на фактах и соответствует целям работы. В конце работы даны практические рекомендации Сущность выполненной работы показывает, что учащаяся хорошо изучила теоретические вопросы и владеет методикой изучения и анализа химического состава чая Рецензировала работу учитель биологии и химии высшей категории МОУСОШ №3 г. Ак-Довурака Сарыглар Татьяна Ашак-ооловна.       |