Номинация: учащиеся 1 – 4 класс. Автор: Ромашов Юрий Александрович, г. Челябинск, МАОУ гимназия № 76, класс 4.


Что скрывается в чашке чая!?
Реферативная работа
на Всероссийский Конкурс «Радуга проектов»
(секция «Мир химии»)
Номинация: учащиеся 1 – 4 класс
Автор:
Ромашов Юрий Александрович,
г. Челябинск, МАОУ гимназия № 76, класс 4
Руководитель:
Лежнева Наталья Владимировна,
учитель начальных классов,
г. Челябинск, МАОУ гимназия № 76
Челябинск – 2015
Оглавление
Введение……………………………………………………………………………….......……3
Основная часть
Из истории чая………………………………...….…………………….………4
Технология производства чая.………………………………………….…......4
Разновидность чая ………………………………………………….….……....5
Состав и свойства чая........................................................................................7
Опытно-экспериментальная часть
Выделение из чая главных компонентов………………………….……….....8
Результаты исследования……………………………………………...……...9
Заключение……………………………………………………………………………….…….10
Список используемой литературы………………………………………………………..…..11
Приложения……………………….……………………………………………………..……..12
Введение
Чай – полезный и любимый многими напиток. Сегодня его можно назвать напитком № 1. Без него нельзя представить ни праздника, ни каждодневного стола. По примерным подсчетам чай является основным напитком почти для 2,5 млрд. людей на земле.
Актуальность темы. Мы каждый день употребляем чай, не предавая особого значения, с какой целью и почему этот напиток так необходим для процессов жизнедеятельности. Я задумался над вопросом, каков состав чая, содержит ли он витамины, какого его влияние на организм человека, почему многие люди с удовольствием пьют чай, и захотел найти ответы на все эти вопросы. Так появилась идея заняться исследовательской деятельностью на тему: «Что скрывается в чашке чая!?»
Цель исследования: исследование химического состава чая для определения наиболее полезного вида.
Задачи исследования:
1. Изучить историю происхождения и технологию производства чая.
2. Рассмотреть классификацию и химический состав чая.
3. Изучить физиологическое действие чая на организм.
4. Разработать и провести анкетирование среди учащихся класса.
5.Познакомиться с методикой и осуществить эксперимент по выделению компонентов чая.
6. Проанализировать полученные результаты, сформулировать выводы.
Объект исследования: чай различных видов.
Предмет исследования: химический вещества, входящие в состав чая.
Гипотеза исследования: предполагается, что химический состав черного, зеленого чая и каркадэ отличается. В домашних условиях можно выделить компоненты чая и провести опыты.
Методы исследования: теоретические (анализ и синтез), эмпирические (наблюдение, сравнение, эксперимент), математические (статистические, диаграммы, таблицы).
Практическая значимость исследования: раскрывает связь химии с жизнью, ориентирует на здоровьесберегающей поведение. Простота проведения эксперимента и доступность реактивов, выбранных для исследования, позволяют проводить данные опыты и в домашних условиях.
Из истории чая
Широкое распространение среди народов всех континентов получил замечательный напиток, чай. Свои чайные плантации имеют 37 стран мира. Производство сухого чая в мире приближается к 3 млн. тонн.
Под словом «чай» мы обычно подразумеваем и напиток (чашку чая), и сухой чай (пачку чая), и само чайное растение (куст чая). Откуда же взялось слово чай? В древних китайских сочинениях чай именовали «тоу», «тсе», «чунь», «минг». Самый благоухающий напиток получается из самых молодых листьев, и к названиям чая прибавили слово «ча», что значит «молодой листок». Японцы называют чай «тья» или «тя» отсюда английское название «tea».
Появление чая окутано множеством легенд. По одной из них, открытие этого напитка принадлежит прославленному императору Шэнь Нуну — Божественному Земледельцу (ок. 2737-2697 гг. до н. э.), который в китайской традиции также является богом — покровителем медицины. Однажды, прогуливаясь по своим бескрайним владениям, Шэнь Нун долго плутал среди неприступных горных вершин. Истомившись от жажды, он присел отдохнуть возле небольшого деревца, листья которого источали чудесный аромат. Внезапно подул сильный ветер, и с ветви деревца сорвался молодой листочек, который плавно опустился прямо в чашу с чистой родниковой водой. Попробовав получившийся настой, император, был восхищён его нежно-зелёным цветом, удивительным вкусом и необычайно приятным ароматом. Сделав несколько глотков, он сразу ощутил прилив сил.
Трудно поверить, но чай, без которого невозможно представит русскую трапезу, появился в нашей стране менее 400 лет назад. До этого в Москву лишь иногда попадали небольшие партии чая – подарки царям от восточных правителей, однако они быстро заканчивались, и вкус напитка забывался вновь.
Технология производства чая.
Обработка чая (чайного листа) – процесс очень тонкий, состоящий из нескольких этапов. Из чайного растения собирают не весь лист, а только самые молодые и сочные листочки, едва распустившиеся или даже вообще не распустившиеся почки. Лучший чай делают только из первого и второго листа и почки. Для менее качественного чая берут третий и еще реже четвертый листочки.
На качество чая влияют несколько показателей: зона выращивания (климат, высота над уровнем моря, свойства почвы), срок сбора урожая, погодные условия сезона, способ сбора листа (берут только первые два листа и почку), метод и тщательность переработки, размер чаинок готового чая, смешивание (купажирование) разных урожаев и местностей.
Технологию обработки чая (чайного листа) придумали китайцы. Сначала это была ручная работа, очень сложная и тонкая, так как чайный лист очень чувствителен к условиям хранения и обработки.
Сейчас чай проходит следующие стадии обработки:
Завяливание свежих листьев – первый этап обработки чайного листа, осуществляется с помощью горячего воздуха при температуре около 500 0С в течение 3-8 часов или на решетках на воздухе при температуре 250-300 0С в течение 18-22 часов, при этом теряется 30 % влаги.
Скручивание происходит в специальных машинах – роллерах, скручивающих и сдавливающих листья, из которых выделяется клеточный сок, соединяющийся с кислородом воздуха. При этом происходит разрушение структуры чайного листа, и начинается процесс ферментации. На этом этапе образуются эфирные масла, определяющие аромат чая.
Ферментация представляет собой процесс окисления и брожения клеточного сока. Протекает в основном при температуре 350-400 0С продолжительностью до 4 часов. В процессе ферментации идет изменение цвета листьев – из желто-зеленых они становятся медно красными, сокращается количество дубильных веществ, активизируется кофеин, создаются условия для образования новых эфирных масел.
В результате сушки чая еще более понижается его влажность до 3-6 %. От влажности зависит длительность хранения готового продукта: чем выше влажность, тем быстрее чай стареет. Чай сушат в специальных сушильных машинах с помощью горячего воздуха при температуре от 800-1100 0С в течение 20 минут. После этого чай получает черный цвет, а при заваривании выделяет сок, и мы получаем напиток всех оттенков янтарного цвета.
Сортируют и расфасовывают чай непосредственно после сушки.
Разновидность чая
В зависимости от того, какие процедуры использовались при обработке листьев существует большое многообразие чаев.
Все это многообразие делится на три основные типа: черный, зеленый, оолонги (красные и желтые чаи). Цвет является лишь внешним отражением различий в процессах обработки чайного листа, что в конечном счете оказывает влияние на химический состав и основные вкусовые и ароматические признаки каждого типа чая. Красный и желтый чаи являются промежуточными типами между черным и зеленым. Красные чаи ближе стоят к черным, а желтые - к зеленым.
Зелёный чай
Зеленый чай, считавшийся до недавнего времени восточной экзотикой, приобретает среди любителей чая все большую популярность. В России ещё в XVII-XVIII вв. зеленый чай, привезенный из Китая, был достаточно распространен, но затем был вытеснен черным чаем.
Зеленый и черный чай производят из одного и того же чайного листа, но разница в технологии их изготовления определяет их различную биологическую ценность и вкус. Для получения зеленого чая сырье подвергают тепловой обработке, при которой погибают ферменты чайного листа, что позволяет сохранить от окисления вещества, содержащиеся в чайном листе. Поэтому по химическому составу зеленый чай ближе к чайному «натуральному» листу. В нем не образуются темноокрашенные фенольные соединения. Зеленый чай очень богат витаминами.
Основная задача при производстве зеленого чая - сохранить лечебные природные биологически активные вещества свежих листьев таким образом, что бы они смогли высвободиться в чашку с чаем во время заваривания.
Все зеленые чаи рекомендуется заваривать горячей водой 60-90 0С. После заваривания чайный настой может иметь цвет от светло-зеленого до довольно темного насыщенного зеленого или желто-зеленого.
Черный чай
Сухие чаинки черного чая могут иметь разную форму (качественные листовые черные чаи, как правило, все скручены продольно, т.е. чаинки длинные, как проволочки), но обязательно очень темный цвет коричневый или почти черный. Коричневый цвет допустим только для черных чаев низкого качества; заварка черно-серого цвета - испорченная или очень старая. Для высококачественных черных чаев характерен легкий блестящий отлив (искра) на чаинках.
Заваривается черный чай довольно горячей водой 90-100 0С и настаиваются дольше зеленых до 7 минут. Готовый чай имеет широкое разнообразие цветовых, вкусовых и ароматических оттенков. Специалисты подмечают, что если у зеленого чая аромат более травянистый, то у черного - более смолистый; зеленый чай обладает освежающей горчинкой, а горечь черного чая - более тяжелая. Цветочный аромат черного чая более сильный, но у зеленого он более богатый, более оттеночный.
Оолонг (красный чай)Оолонг («у-лун» - «чайный дракон») - занимает промежуточное место между неферментированным зеленым чаем и полностью ферментированным черным. Степень ферментированности классических оолонгов 40-50%. Оолонги чаще всего производятся из зрелых листьев, собираемых с взрослых чайных кустов. Сразу же после сборки чайные листья тонким слоем раскладывают на земле на специальных бамбуковых циновках под прямым солнечным светом для увядания и завяливания. Время завяливания от 30 до 60 минут, в зависимости от температуры.
Следующий этап изготовления оолонгов очень своеобразен: подвяленные листья не очень толстым слоем укладывают в большие бамбуковые корзины и убирают в тень. Примерно каждый час листья ворошат и аккуратно разминают, стараясь их не сломать и не измельчить.
Заваривание оолонгов - весьма деликатный процесс, т.к. сильно зависит от сорта оолонга, от степени его ферментации. Своеобразный вкус оолонгов весьма силен, иногда даже говорят, что оолонг - это острый и пряный чай. Цвет заварки весьма разнообразен: от бледно-нефритового до темно-красного.
Состав и свойства чая
Чай - это сложнейшее по своему химическому составу растение. Оно содержит более 300 химических веществ. В него входят почти все витамины, а также танин, кофеин, эфирные масла.
Дубильные вещества составляют от 15 до 30 % состава чая, в общей сложности их не менее 30. Своему основному, терпкому вкусу чай обязан именно им, и в особенности танину. Танина больше в зеленом чае, практически вдвое, чем в черном, Танины имеют мощные бактерицидные, кровоостанавливающие, ранозаживляющие, противовоспалительные и вяжущие свойства. В чае присутствует чуть ли не весь алфавит витаминов. Чай содержит витамины: P С, В1, В2, К, РР, пантотеновую кислоту. Все вместе они образуют биологически активный комплекс. Интересно, что витамина C в зеленом чае в 10 раз больше, чем в черном. Эфирных масел в чае совсем немного, всего 0,08 %, но от их содержания и качества зависит неповторимый аромат напитка, его «дух». Разные сорта чая имеют разный состав эфирных масел. Содержащийся в чае кофеин, или теин, мягче кофейного и не так резок в отношении нервной и сердечнососудистой системы. Кофеин — великолепный стимулятор мозга, и в умеренных количествах он совершенно безвреден при болезнях сердца и сосудов.
Чай — биологически активный продукт с огромным количеством полезных для здоровья эффектов. Это тонизирующий напиток, заряжающий человека бодростью, энергией и хорошим настроением. Чай снимает усталость, головную боль. Он парадоксальным образом помогает не только при гипотонии, но и при гипертонии, способствуя расширению сосудов.
Чай — питательный напиток, прекрасно утоляющий голод, одно из полезных свойств чая в том, что на нем даже можно худеть! Нормализует метаболизм, обмен веществ, предохраняет от самоокисления жиров, способствует их перевариванию. Чай выводит из организма яды, помогает при алкогольном и наркотическом отравлении. Полезен для зубов, так как содержит фтор.
II. ОПЫТНО – ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ
Выделение из чая главных компонентов
Опыт № 1 Определение витамина С в чае.
Поместить в пробирку 2 мл чая и добавить воду до объёма 10 мл, а затем немного раствора крахмала. Далее по каплям прилить раствор йода до появления устойчивого синего окрашивания, не исчезающего в течение 10-15 секунд.
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 раствор в синий цвет.
Опыт № 2 Определение танина в чае.
К 1 мл раствора чая добавить несколько капель хлорида железа (Ш). При наличии танина в чае наблюдается появление тёмно-фиолетового окрашивания.
Опыт № 3 Изменение окраски чая в зависимости от рН среды.
Заваренный чай имеет различную окраску. Особенно насыщенным цветом обладает чай «Каркаде», так как он приготовлен из ярких цветков растения гибискус. Окраска зависит от содержания антоцианов - красящих веществ клеточного сока цветков, плодов и овощей. Окраска антоцианов может меняться в зависимости от реакции среды. В связи с этим было интересно исследовать, будет ли изменяться окраска чая от действия на него кислот и щелочей.
Опыт № 4 Получение экологически чистого кипятка.
Для приготовления ароматного, вкусного, полезного чая нужна достаточно чистая вода. Водопроводная вода, как известно, содержит много нежелательных и даже токсичных примесей. Это могут быть ионы металлов, прежде всего железа, меди и цинка. Ионы железа попадают в воду за счет коррозии стальных труб, медь-за счет коррозии различной запорной арматуры, а цинк – из оцинкованных водопроводных труб. Регулярное использование неочищенной водопроводной воды может нанести существенный вред здоровью.
Предлагаем дополнительный способ очистки воды в электрочайниках с помощью таблеток активированного угля. Для этого понадобится активированный уголь в таблетках, который продается в аптеках и очень дешев. Одноразовые пакетики можно изготовить из одноразовых пакетиков для заваривания чая. Для этого использованный пакетик высушивают, вскрывают его нижнюю кромку ножницами, высыпают использованную заварку и помещают туда 2 таблетки активированного угля (на 1 литр воды). Кромку пакета заворачивают и герметизируют с помощью степлера. Полученный фильтр на ниточке помещают в электрочайник, включают его и как обычно получают кипяток для чая. При нагревании воды до температуры кипения происходит интенсивное поглощение активированным углем ионов металлов и вредных органических веществ. В результате получают 1 литр экологически чистого кипятка.
2. Результаты исследования
Для исследования было взято три вида чая: черный «Беседа», зеленый «Пиала» и чайный напиток «Каркаде».
Опыт № 1 позволил доказать наличие витамина С в чае. Молекулы аскорбиновой кислоты легко окисляются йодом. В зеленый чай добавлено 5 капель йода, в черный – 3 капли, поэтому витамина С больше содержится в зеленом чае, чем в черном.
Опыт № 2 Танин был обнаружен по появлению темно - фиолетового окрашивания при добавлению к раствору чая хлорида железа. Танин есть и в черном и в зеленом чае, но в большем количестве его в зеленом.
Опыт «Изменение окраски чая в зависимости от рН среды» показал как меняется окраска в зависимости от реакции среды. Изменение рН в зеленом и черном чае не вызвало изменения их окраски, что свидетельствует о том, что зеленый и черный чай приготовлены из листьев, почти не содержащих антоцианов. (см. приложение А)
К чаю «Каркаде" добавляли небольшие количества щелочи и кислоты, при этом наблюдали изменения окраски антоцианов - красящих веществ от ярко-красного до тёмно - зеленого. Универсальной индикаторной бумажкой измеряли рН среды. (см. приложение Б) Таким образом, чай «Каркаде» можно использовать в качестве индикатора.
Во время выполнения исследовательской работы было получено много полезной и интересной информации о чае. По научным данным, зеленый чай обладает более выраженным целебными свойствами, чем черный, но его употребляют реже. Чтобы проверить эти данные, был проведен социологический опрос.
Опрашиваемым были заданы следующие вопросы:
Какой чай вы употребляете?
Предпочитаете крепкий чай или нет?
Сколько чашек чая выпиваете в день?
В опросе участвовало 68 человек – это учащиеся и мои родственники. Отношение опрошенных к чаю и результаты социологического опроса смотреть в приложение В.
Как показал социологический опрос, большинство опрашиваемых предпочтение отдают черному чаю – 60%, так как этот напиток более привычный и традиционный. 82% опрошенных пьют не крепкий чай и это правильно. 43% опрошенных выпивают в день от 3 до 5 чашек чая и это говорит о популярности напитка, Оказывается, о полезных свойствах зеленого чая и «Каркаде» многие даже не подозревают и не пробовали эти разновидности чая. Отношение детей к чаю закладывается в семье. На мой взгляд, нужно проводить разъяснительную работу по пропаганде более полезных видов чая, чем черный.
Заключение
Чай - не только напиток для утоления жажды, прежде всего это волшебный напиток для сохранения здоровья, поэтому чаепитие для всех народов и во все времена воспринимается как своеобразный ритуал наполнения себя живительной силой Природы.
Сейчас, когда чай неоднократно протестирован, подвергнут многочисленным лабораторным исследованиям, когда тысячи ученых подтвердили то, о чем древние люди только догадывались, можно смело утверждать, что другого природного продукта с таким универсальными характерами в мире просто не существует!
В мире сегодня производят различные сорта чая: чёрный, зелёный, красный, белый, жёлтый и т.д. Чай различается по технологии сбора и обработки чайного листа. Из литературных источников мы узнали, что все сорта чая, образно выражаясь, растут на одном кусте.
Гипотеза исследования подтвердилась. Действительно в домашних условиях экспериментально можно выделить составные компоненты чая. Данный факт подтвержден моими исследованиями.
Цель и задачи, которые я поставил, выполнены. Считаю, что полученные знания пригодятся мне в дальнейшей деятельности. Рассмотрев все поставленные перед собой задачи, мы пришли к выводу, что чай – превосходный оздоровительный напиток, который предупреждает множество известных заболеваний.
И в заключение хотелось бы сказать. Несмотря на то, что чай очень полезен, следует ограничить употребление крепкого черного чая детям и подросткам.
Литература
Смоляр В. И. Рациональное питание. — Киев: Наукова думка, 1991г.
Химия в школе. №9, 2008 г., А.А. Кролевец «Не попить ли нам чайку?», с. 7-13.
Химия в школе. №6,2011г., Л. А. Яковишин «Химические опыты с чаем каркадэ».
Цоциашвили И. И. Химия и технология чая. — М.: Агропромиздат, 1989 г.
В. В. Похлёбкин. Чай, его история,свойства и употребление. М.: Центрполиграф, 2007 г.
Челнокова В.Н., Похлебкин В.В. « Чайная церемония» М.: Центрполиграф,2007 г.
Байкова В.М. Химический вечер «Что скрывается в чашке кофе» - М.: Педагогика, Химия в школе №6, 1995 г.
Коноплёв Н.П. Химикаты из буфета.- М.:Факел, 1985 г.
Щеголевский Н.В. Учимся выбирать чай. - Спб.: Российские аптеки №5 2003 г.
10. Чайный портал TEA.ru: все о чае и чай обо всем!

Приложение А
Действие кислот и щелочей на окраску чая
Реактив Сорт чая
Черный Зеленый
Щелочь Потемнение раствора Потемнение раствора
Кислота Окраска не изменилась Окраска не изменилась
Приложение Б
Изменение окраски чая «Каркаде» в зависимости от рН среды
рН Цвет раствора
3,0 Ярко-красный
5,0 Красный
6,0 Красно-коричневый
7,0 Коричнево-черный
8,0 Коричнево-зеленый
10,5 Болотный
12 Ярко-зеленый
Приложение В
Отношение опрошенных к чаю
Предпочтение к употреблению чая Результат опроса, количество учащихся и педагогов (%)
Разновидность чая Чёрный 60%
Зелёный 25%
«Каркаде» 13%
Крепость чая Крепкий 16%
Некрепкий 82%
Количество стаканов в день 1-2 36%
3-5 43%
Более 5 21%
Результаты социологического опроса



Приложенные файлы

  • docx 5659915
    Размер файла: 90 kB Загрузок: 0

Добавить комментарий