МБОУ «Гайнская СОШ»
филиал «Харинская ООШ»
Исследовательская работа:
«Исследование химического состава чая»
Выполнили:
Дегтянникова Виктория
Исаева Елизавета
9 класс
Руководитель: Васлуян Ольга Сергеевна
Учитель химии, биологии.
п. Харино, 2025 г.
Введение:
В нашем мире чай существует уже много лет. Его пьют всегда и везде. Утром, днем, вечером. Но мало кто задумывается о свойстве чая, его состава и влиянии на организм. Чай стимулирует работу мозга, снимает усталость, полезен для сердечно-сосудистой системы, помогает при гриппе. Чай – полезный и любимый многими напиток. Без него нельзя представить ни праздника, ни каждодневного стола. По примерным подсчетам он является основным напитком для большинства людей на земле. В то же время мы редко задаемся вопросом, что содержится в составе, и чем один вид чая отличается от другого? Может быть, зная состав различных чаев, мы использовали бы их иначе: иначе заваривали и иначе пили. Для дальнейших исследований я взяла именно указанный продукт, так как сама люблю пить его.
Актуальность темы исследования. 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.
Россия впервые знакомится с чайным напитком в 1618 году, когда послы из Китая преподносят российскому царю Михаилу Федоровичу Романову несколько ящиков превосходного китайского чая. А в 1679 году Россия заключает первый торговый договор, согласно которому чай поставлялся из Китая в Россию караванами через юго-восточную Сибирь и Среднюю Азию. Массовому употреблению чая в России способствовал Петр I, со времен которого чай стал традиционным русским напитком.
История отечественного чая берет свое начало с чайного куста, который был впервые высажен в 1817 году в Никитском ботаническом саду в Крыму. Первые плантации были заложены в 1884 году в Грузии, а немного позже — в 1900 году — в Краснодарском крае.
Чай — самым традиционный напиток в России. Вместе с тем, для некоторых людей его употребление крайне нежелательно.
Свойства чая зависят от химических веществ, входящих в его состав. Это и определяет актуальность нашего исследования.
Цель исследования: изучение состава чая различных фирм.
Объект исследования: чай различных видов
Предмет исследования: химические вещества, входящие в состав чая.
Задачи исследования:
1) изучить литературу о самом распространенном напитке в мире: происхождении, свойствах, химическом составе;
2) провести мини-социологическое исследование с целью определения уровня знаний о чае;
Чай, как напиток
Чай – это один из самых древних напитков, употребляемых человеком. Чай имеет высокие вкусовые качества и тонкий изысканный аромат, обладает хорошим стимулирующим и лечебным действием на организм человека. Основная его ценность обусловлена содержанием в нем алкалоида кофеина и дубильных веществ (танинно-катехиновой смеси). Кроме того, в чае содержатся белковые вещества, пигменты, эфирные масла, витамины и минеральные вещества.
Одним из важных показателей качества готового чая является содержание в нем водорастворимых экстрактивных веществ, переходящих при заваривании в настой. Их количество зависит от вида и сорта чая: чем выше сорт, тем больше их содержание (28-40%).
Чай получают путем специальной переработки верхних частей побегов (флешей) вечнозеленого чайного растения семейства чайных. Чайное растение имеет блестящие темно-зеленые овальные листья с короткими черешками. На нижней стороне листа находятся серебристо-белые волоски, называемые по китайски байхоа (белая ресничка), откуда и произошло название рассыпного чая. Больше всего волосков бывает на верхних нежных листках и почке. При скручивании чайного листа выделяющийся клеточный сок оседает на волосках и ферментируется, придавая почке и верхнему нежному листку золотистый цвет. Чем выше в чае содержание золотистых чаинок – типсов, тем выше его качество.
Все многообразие чая делят на четыре основных типа: черный, зеленый, красный и желтый. Такое деление отнюдь не обусловлено чисто внешним видом, различной окраской чая, как в сухом виде, так и особенно в настое. Цвет является лишь внешним отражением различий в биохимических процессах обработки чайного листа, что, в конечном счете оказывает влияние на химический состав и основные вкусовые и ароматические признаки каждого типа чая.
Если при производстве черных чаев чайный лист проходит такие стадии обработки, как завяливание, скручивание, ферментация и сушка (или укороченная ферментация плюс термическая обработка), то при производстве зеленого чая две стадии — завяливание и ферментация — исключены. При этом специально стремятся к тому, чтобы избежать какой-нибудь случайной или попутной ферментации во время других стадий обработки.
Таким образом, черный (ферментированный) и зеленый (неферментированный) чаи являются как бы полюсными типами. Красный и желтый чаи являются промежуточными типами между черным и зеленым.
Оба они испытывают ферментацию, но в неполной, не доведенной до конца форме, поэтому их называют недоферментированными или полуферментированными чаями – и это их характерный признак.
Биологические свойства чая
Чай представляет собой уникальный концентрат ценнейших вкусовых, диетических и лекарственных веществ.
Наряду с алкалоидами (кофеин, теобромин и теофиллин), которые придают напитку стимулирующее свойство, в листьях чая содержатся биологически ценные вещества: танин, разнообразные витамины, микроэлементы, эфирные масла, растворимые азотистые соединения и все незаменимые аминокислоты.
В нем много различных фенольных соединений, которые придают напитку уникальные целебные свойства.
В большей или меньшей степени все они сохраняются в готовом чае и вместе с другими полезными соединениями при правильной заварке переходят в настой, тогда как балластные и вредные вещества чая остаются нерастворенными.
Ни один напиток не имеет такого богатого комплекса биологически ценных, целебных качеств. Лечебное и профилактическое действие чая делает его одним из важных средств современной медицины.
Сок свежих листьев, отвар, настой или экстракт различных сортов и видов чая применяются при различных патологиях.
Чай является прекрасным капилляр укрепляющим средством из-за содержания в нем разных витаминов и комплекса катехинов, обладающих витаминными свойствами.
Чай усиливает деятельность нервной системы и рассеивает сонливость, полезен как при дневной, так и при ночной работе, улучшает зрение, помогает человеку сосредоточить внимание, оказывает мочегонное, антитоксическое действие, повышает общий тонус организма.
Химический состав чая
Чай изучают на протяжении веков, а над раскрытием его химического состава ученые 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. Но и сегодня некоторые химические вещества остаются в чае нераскрытыми либо распознанными лишь в самом общем виде.
Если еще в конце XIX века считали, что чай состоит из четырех-пяти основных веществ, то теперь в чае насчитывают десятки одних лишь крупных групп веществ, каждая из которых включает множество сложных и простых элементов. Общее число входящих в чай химических веществ и соединений пока еще невозможно подсчитать, десять – пятнадцать лет тому назад их насчитывалось около 130, а в настоящее время обнаружено уже около 300, причем 260 из них уже удалось идентифицировать, т. е. раскрыть их формулу.
Следовательно, чай – сложнейшее и разнообразнейшее по своему химическому составу растение.
Следует обратить внимание на шесть самых важных групп или составных частей чая: это дубильные вещества, эфирные масла, алкалоиды, аминокислоты, пигменты и витамины.
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 (по крайней мере семи) катехинов, полифенолов и их производных.
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. Основных ферментов чая три, а всего свыше десяти. Главные из них – полифенол оксидаза, пероксида за и каталаза.
Эфирные масла имеются как в зеленом листе, так и в готовом чае. Несмотря на их крайне незначительное количество, они более других веществ, привлекали внимание человека: именно им справедливо приписывали неповторимый чайный аромат. От них, следовательно, зависит и качество чаев. Теперь установлено, что эфирных масел в зеленом листе чая содержится всего лишь около 0,02%. Это значит, что для получения 100 г этих масел в чистом виде надо переработать свыше полутоны чайного листа. Хотя при переработке чайного листа потеря эфирных масел достигает 70-80%, при этом происходит и другой процесс – возникновение новых эфирных масел.
Белковые вещества вместе со свободными аминокислотами составляют от 16 до 25% чая. Белки – важнейшая составная часть чайного листа. Белками являются все ферменты. Кроме того, белки служат источником тех аминокислот, которые возникают в процессе переработки чайного листа в готовый чай. По содержанию белков и их качеству, а, следовательно, по питательности чайный лист не уступает бобовым культурам. Особенно богаты белками зеленые чаи (среди них более всего японские).
Другую группу растворимых органических соединений в чае образуют органические кислоты (около 1%), в состав которых входят щавелевая, лимонная, яблочная, янтарная, пировиноградная, фумаровая и еще две-три кислоты. В составе чая они еще слабо исследованы, но ясно, что в целом они повышают пищевую и диетическую ценность чая.
Углеводы в чае содержатся разнообразные – от простых сахаров до сложных полисахаридов. Чем выше в сахаре процент содержания углеводов, тем ниже его сорт. Поэтому углеводы являются своего рода балластом для чая. К счастью, большинство их нерастворимы. Причем 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.
Пигменты, входящие в состав чая, играют также немаловажную роль. Способность чайного настоя принимать разную окраску, давая всевозможные оттенки, от светло-зеленого до темно-оливкового и от желтоватого и розоватого, до красно-коричневого и темно-бурого, давно была замечена людьми и связывалась с наличием в чае различных красителей. Более тщательные исследования последних лет показали, что цветность настоя связана главным образом с двумя группами красящих веществ – теарубигинами и тиофлавинами.
Первые, дающие красновато-коричневые тона, составляют 10% сухого чая; вторые, золотисто-желтую гамму, — лишь 2%.
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 чае присутствует чуть ли не весь алфавит витаминов. В нем имеется провитамин А – каротин, важный для нашего зрения. В чае представлена и обширная группа витамина В. Имеется и витамин С. В свежем чайном листе его в 4 раза больше, чем в соке лимона и апельсина. Но основным витамином чая является витамин Р. Витамин Р (или С2) в комплексе с витамином С резко усиливает эффективность аскорбиновой кислоты, способствует ее накоплению и задержанию в организме.
Практическая часть
По результатам анкетирования учащиеся 9 класса 40% выбрали черный чай, 10% зеленый, 50% с добавками и другие.
По результатам анкетирования учащиеся 9 класса 90% выбрали ответ «да» Остальные же, 10% затрудняются ответить, или, думают иначе.
По результатам анкетирования учащиеся 9 класса 20% предпочитают фирму «Гринфилд» , 30% Ричард, 30% Тесс, остальные 20% другой.
По результатам анкетирования учащиеся 9 класса 22% пьют чай 1-3 раза в день, 56% 3-6 раза в день, 22% 7 и более.
Вывод: Как показало анкетирование о полезных свойствах чая знают многие (90%), остальные же либо не знают, либо думают иначе. От 7 и более чашек в день выпивают 22%. От 1 и до 3 выпивают 22%, остальные пьют 3 – 6 раза. Это говорит о том, что чай пользуется большой популярностью.
Положительные качества чая на организм человека
- Это хороший и приятный способ ежедневно получать часть необходимой организму жидкости
- Чай может повысить физическую выносливость — катехины повышают способность организма сжигать жир в качестве топлива, что способствует повышению выносливости мышц.
- Чай может помочь организму восстановиться от радиации.
- Чай может снизить риск сердечного приступа и инсульта. Он помогает предотвратить образование опасных сгустков крови, которые очень часто являются причиной сердечных приступов и инсультов.
- Чай помогает пищеварению, а также может уменьшать воспаление кишечника и уменьшать желудочные спазмы.
- Чай может незначительно усилить метаболизм, что полезно в долгосрочном плане.
- Чай может влиять на иммунную защиту организма и может быть профилактикой от простуд и инфекций.
- Чай снижает вероятность когнитивных нарушений и неврологических заболеваний.
- Чай может уменьшить последствия пищевого отравления.
- Чай может устранить неприятных запах изо рта.
Отрицательные качества чая на организм человека
1.Чай может вызвать зависимость, связанную с кофеином.
- Чрезмерное потребление кофеина может привести к нервозности, беспокойству, дрожи и расстройству сна. Бывает и индивидуальная непереносимость кофеина, когда эти симптомы проявляются даже от небольшого количества чая. Также в этом случае возможно повышение кровяного давления.
- Употребление слишком большого количества зелёного чая может вызвать у организма проблемы с усвоением железа – этому препятствуют дубильные вещества в чае. Один из способов устранение этой проблемы – добавление лимона. Простое увеличение содержания железа в пище в свою очередь снижает антиоксидантные свойства чая, соединения железа с полифенолами просто покинут организм, не попав в кровоток.
- Зеленый чай является кислым и, следовательно, может влиять на слизистую оболочку пищевода, раздражая её и вызывая кислотный рефлекс или изжогу.
- У начинающих пить зелёный чай может как побочный эффект возникнуть диарея.
- У этой же категории лиц могут возникнуть аллергические реакции.
- Чай не рекомендуется при инфекциях мочевыводящих путей.
- Чай может препятствовать действию ряда лекарств на организм, в каждом случае этот вопрос нуждается в уточнении с лечащим врачом.
- Чай не рекомендуется или должен быть ограничен при беременности из-за кофеина и мочегонных свойств.
Заключение
В результате проведенной исследовательской работы я пришла к выводу: История чая очень интересна и занимательна. 40 % учащихся потребляют чай, предпочитая черный. Химический состав чая очень разнообразен и сложен. Экспериментально в обычной лаборатории можно выделить составные компоненты чая и провести с ними занимательные опыты. Биологическое действие чая на организм многогранно. Для заваривания полезного, ароматного чая нужна хорошая вода.
Цель и задачи, которые были поставлены выполнены. Мы узнали много интересного и полезного. Эти знания нам пригодятся в дальнейшей жизни.
