Изучение химического состава чая

ГБОУ Школа № 924 г. Москвы

Исследовательская работа

«Изучение химического состава чая»

Работу выполнила

Пономарева Валерия –обучающаяся 8 Л2 класса

Eкимoвa Л.П. - учитель химии, биoлoгии

г. Москва

ОГЛАВЛЕНИЕ

	Введение.
1.1.	Обращаясь к истории чая…
2.	Исследовательская часть.
2.1.	Органолептический анализ чая
2.2.	Определение искусственных красителей
2.3.	Определение рН образцов .
2.4.	Качественные реакции на глюкозу.
2.5.	Определение танина.
2.6.	Получение кофеина путем возгонки его из сухого чая.
2.7.	Качественная реакция на кофеин
	Заключение.
	Литература

Введение.

Актуальность: Мы выбрали эту тему, потому что чай является одним из самых популярных напитков мира. Но пьем ли мы чай правильно? Знаем ли мы какую пользу или вред приносит чай?

Цель:

• научиться определять органолептический и химический состав чая согласно ГОСТ-34115-2017

Задачи:

• научиться определять органолептические свойства чая

• научиться определять кислотность чая

• научиться определять наличие искусственных красителей в чае

• научиться определять наличие глюкозы в настое чая

• Провести качественные реакции на танин

• Провести качественные реакции на кофеин

Объекты исследования

Таблица 1.

№ п/п	Наименование изделия	Производитель	Внешний вид
1.	Цейлонский крупнолистовой черный чай	Страна выращивания Шри-Ланка Страна производства Россия
2.	Цейлонский гранулированный чай «Чемпион»	Страна выращивания Шри-Ланка Страна производства Россия
3.	Классический китайский зеленый крупнолистовой чай «Ява»	Страна выращивания Китай Страна производства Россия

1. Химический состав чая

Химический состав сухого чая можно условно разделить на две части – растворимые и нерастворимые в воде элементы. Нерастворимая часть влияет на физическую структуру и внешний вид чая – это клетчатка, целлюлоза, белки, лигнин, жиры, хлорофилл, другие пигменты и крахмалы.

В состав готового чая входят различные соединения, обусловливающие его аромат, цвет и тонизирующие свойства:

— кофеин 2—4 %;

— витамины — В1, В2, Р, РР, С;

— пантокриновая кислота;

— эфирные масла;

— минеральные вещества (калий, кальций, фосфор, магний и др.).

При переработке из чайного листа удаляется вода, содержание которой снижается до 3—7 %, а следовательно, содержание сухих веществ в готовом сухом чае составляет 93—97 %. В чай входит более 300 соединений.

Одним из важных показателей ценности чая является содержание в воде экстрактивных веществ, которые в готовом зеленом чае составляют 40—50 %, а в черном — 30—45 %.

Важнейший компонент чая — комплекс фенольных соединений (чайный танин), состоящий из катехинов и их галловых эфиров. Наиболее богат ими байховый зеленый чай.

Аминокислоты чая – это теанин, также известный как L-теанин. Данное вещество способно повышать умственную концентрацию, улучшать сон, снижать тревожность. Оно способствует расслаблению, снижению давления, повышению иммунитета и даже снижению веса. (Это вещество также обеспечивает сладость в чае. Листья и почки, собранные в начале сезона, имеют более высокую концентрацию теанина и поэтому имеют более сладкий вкус.)

Есть ли разница в составе между черным и зеленым чаем?

В то время, как в зеленом чае содержатся в большом количестве мономерные катехины (эпикатехин, галлокатехин, эпигаллокатехин и эпигаллокатехингаллат), черный чай богат продуктами окисления катехинов и катехингаллатов, которые появляются в процессе ферментации (теафлавинов и теарубигинов). Именно эти два вещества отвечают за вяжущие свойства, яркий аромат и цвет черного чая. В нем они выступают в качестве антиоксидантов.

Содержание аминокислот в зеленом чае также значительно выше, чем в черном. А вот танина, наоборот чаще больше в черном чае, если это чай хорошего качества.[2]

 1.2. Виды чая

Зеленый

Зеленый чай — один из самых популярных видов. Изготавливается из чайных листов, который сушат сразу после сбора. Хороший напиток имеет благородный запах с жасминовыми нотками. Цвет желтовато-зеленоватый.

Черный

Черный чай изготавливается из листьев и не распустившихся почек. Прежде чем сам лист станет чаем, дожидаются, пока он окислится в течение 2-4 недель.

Белый

Для производства применяются особые сорта кустов — со светлыми листьями, а также чайные почки. Листья вялят на бамбуковых плетенках, а затем сушат на солнце или огне. После заваривания напиток приобретает желтоватый или зеленоватый оттенок, бывает и вовсе бледным

Желтый

Для изготовления используются молодые чайные почки (обязательно неповрежденные). После сбора их вялят на солнце, после чего пропаривают и просушивают.

Чай улун

Для создания применяют только зрелые листы, который сначала вялят на солнце, затем происходит скручивание и ферментация, после чего идет поджаривание, еще одно скручивание и сушка

Пуэр

Создается на основе старых чайных листьев. Чтобы получить пуэр, чайный лист в прессованном виде несколько лет окисляют.

Травяные чаи

Фиточай создается на основе собранных трав. В наших широтах чаще всего для изготовления используют ромашку, шиповник, мяту, мелису, мать-и-мачеху. Также распространены настои из листьев смородины, земляники, зверобоя, тимьяна, цветков липы.[3]

1.3.История возникновения чая в России История и русского чаепития весьма скромная — не более четырех сотен лет. Считается, что в Россию чай попал в 1638 году, когда Михаилу Федоровичу — первому царю из династии Романовых — передали в дар от Алтын-хана три мешка «китайской сушеной травы». Подарку нашли медицинское применение — отвар травы пили для тонуса, им лечили «желудочную слабость» и другие легкие недомогания. Чай на Руси экспортировался в основном из Китая. При этом купцы везли самые разные сорта – и черный, и зеленый, и белый с желтым. Но все же самым популярным сразу стал черный: если в дворянской среде еще можно было отведать зеленого, то в домах простых людей повсеместно царствовал именно черный чай. Известным и более доступным аналогом черного чая была та самая «копорка», сделанная из кипрея. Во времена наших прапрадедов хорошее правильное чаепитие было целым ритуалом: на стол стелилась скатерть и выставлялось по меньшей мере несколько разных видов лакомств – пряники, варенье, мед, пастила, калачи и баранки. омашние пироги, блины и оладьи также считались прекрасным дополнением к чаю. Сахарница ставилась обязательно, а нарезанный дольками лимон появлялся в домах побогаче. Также имели место сливочник и молочник.[1]

1. Экспериментальная часть

Определение органолептических показателей [4]

1 Органолептический анализ проводят в следующей последовательности: определение внешнего вида чайного листа, определение цвета настоя, определение аромата настоя, определение вкуса настоя, определение внешнего вида разваренного чайного листа.

2 Определение внешнего вида чайного листа

Метод основан на визуальной оценке внешнего вида и цвета чайного листа. Для определения внешнего вида чая часть объединенной пробы продукта помещают на лист белой бумаги. Форму частиц. однородность и цвет чая определяют визуально при рассеянном дневном сеете или ярком искусственном освещении.

№ п/п	Название чая	Формы частиц	Однородность и цвет
1.	Цейлонский крупнолистовой черный чай	достаточно большие свернувшееся в трубочку листья разной формы. Большинство из них имеют продолговатую форму, а некоторые более извилистые.	все чаинки примерно одной величины, имеют ровный и однородный цвет .
2.	Цейлонский гранулированный чай «Чемпион»	гранулы	все чаинки примерно одной величины, имеют ровный и однородный цвет
3.	Классический китайский зеленый крупнолистовой чай «Ява»	достаточно большие свернувшееся в трубочку листья разной формы. Большинство из них имеют продолговатую форму, а некоторые более извилистые.	все чаинки примерно одной величины, имеют ровный и однородный цвет .

3 Определение цвета настоя

При визуальной оценке основной окраски настоя отмечают его насыщенность, оттенок и дополнительные тона.

№ п/п	Название чая	Цвет настоя
1.	Цейлонский крупнолистовой черный чай	имеет полупрозрачный оранжевый или янтарные оттенки
2.	Цейлонский гранулированный чай «Чемпион»	Светло оранжевый
3.	Классический китайский зеленый крупнолистовой чай «Ява»	Имеет светло зелёный или зелено желтый оттенки

4 Определение аромата настоя.

При оценке аромата настоя отмечают его насыщенность и оттенки.

№ п/п	Название чая	Аромат и вкус настоя
1.	Цейлонский крупнолистовой черный чай	с богатым ароматом и насыщенным, крепким вкусом одновременно терпким и сладким
2.	Цейлонский гранулированный чай «Чемпион»	медовый аромат. Вкус-терпкий, немного с горчинкой
3.	Классический китайский зеленый крупнолистовой чай «Ява»	Цветочный аромат. Травянисто – сладкий, терпкий на вкус.

5 Определение вкуса настоя

Для оценки вкуса используют содержимое чаши после оценки аромата. Вкусовые ощущения оценивают по характеру и полноте вкуса, выраженности его оттенков, а также наличию привкуса.

6. Определение внешнего вида разваренного чайного листа

Для оценки разваренный чайный лист, оставшийся после приготовления настоя чая. выкладывают на перевернутую крышку сосуда для заваривания. Определяют основную окраску и насыщенность разваренного чайного листа.

№ п/п	Название чая	Внешний вид	Фото листа
1.	Цейлонский крупнолистовой черный чай	Лист не целый, края не ровные
2.	Цейлонский гранулированный чай «Чемпион»	Гранулы ровные
3.	Классический китайский зеленый крупнолистовой чай «Ява»	Имеет ровные края

2.2. Определение примесей и массовой доли мелочи в чае.

Определение массовой доли мелочи (ГОСТ-34115-2017). Навеску чая массой около 100 г, взятую из объединенной пробы, взвешивают, помещают на сито, просеивают в течение 3 мин путем равномерного встряхивания – по 100–120 качаний в минуту.

Наблюдение:

Таблица 4.

№ п/п	Название чая	Масса чая, г	Масса мелочи, г	Содержание мелочи, %	Металломагнитная примесь
1.	Цейлонский крупнолистовой черный чай	5,0	0,2	4	0
2.	Цейлонский гранулированный чай «Чемпион»	5,0	0,4	8	0
3.	Классический китайский зеленый крупнолистовой чай «Ява»	5.0	0,2	4	0

2.3. Определение искусственных красителей в чае.

Для этого необходимо заваренный чай добавить лимонную кислоту.

Наблюдение:

Фото 3. Определение искусственных красителей.

Вывод:

2.4. Определение рН образцов чая.

Вывод: Чай имеет слабо кислую среду

2.4. Качественные реакции на глюкозу

Химические свойства глюкозы похожи на свойства многоатомных спиртов и альдегидов. Реакция с гидроксидом меди (II) демонстрирует восстановительные свойства глюкозы. Прильем к настою чая несколько капель раствора сульфата меди (II) и раствор щелочи. Осадка гидроксида меди не образуется. Раствор окрашивается в ярко-синий цвет. В данном случае глюкоза растворяет гидроксид меди (II) и ведет себя как многоатомный спирт. Нагреем раствор. Цвет раствора начинает изменяться. Сначала образуется желтый осадок Cu₂O, который с течением времени образует более крупные кристаллы CuO красного цвета. Глюкоза при этом окисляется до глюконовой кислоты.

 СН₂ОН – (СНОН)₄ – СОН + Сu(ОН)₂ = СН₂ОН – (СНОН)₄ – СООН + Сu₂О↓+ Н₂О

Наблюдение:

Таблица 5

№	Название чая	Реакция на содержание глюкозы
1	Цейлонский крупнолистовой черный чай	присутствует
2	Цейлонский гранулированный чай «Чемпион»	присутствует
3	Классический китайский зеленый крупнолистовой чай «Ява»	присутствует

Фото 5. Определение глюкозы.

2.5. Определение танина в чае.

Танины, в том числе и природные, образуют с хлоридом железа (III) комплексные соединения с интенсивной окраской - черной, темно-синей, фиолетовой. Например, в случае простейшего фенола реакция имеет вид: 

50 г кофе заливают половиной стакана кипятка и кипятят на небольшом огне около 1 ч для более полной экстракции растворимых веществ. Смесь фильтруют через несколько слоев марли; осадок на фильтре промывают горячей водой.

Налили раствор кофе в пробирки и по каплям прибавляли насыщенный раствор хлорида железа (III). Содержимое пробирок быстро окрасилось в черный цвет. Кофе содержит таннины (таннины, танниды или дубильные вещества), которые являются природными полифенолами и дают интенсивно-окрашенные комплексы с хлоридом железа (III).

Танниновая кислота.

Наблюдение:

Фото 6. Определение танина.

Таблица 6.

№	Название черного чая	Реакция на содержание танина
1	Цейлонский крупнолистовой черный чай	присутствует
2	Цейлонский гранулированный чай «Чемпион»	присутствует
3	Классический китайский зеленый крупнолистовой чай «Ява»	присутствует

Вывод: во всех видах чая присутствует танин

2.6. Получение кофеина путем возгонки его из сухого чая и проведение качественной реакции на кофеин.

Для того чтобы выделить кофеин из чая в фарфоровую чашку поместили 

4 г измельченного в ступке кофе и 0,4 г оксида магния. Смешали оба вещества и поставили фарфоровою чашку на электрическую плитку. Сверху на фарфоровую чашку положили стеклянную пластинку. 

В присутствии оксида магния кофеин возгоняется, т.е. превращается в пар, минуя стадию жидкости. Попадая на холодную поверхность, кофеин оседает на дне колбы в виде бесцветных кристаллов. Нагрев прекратили, осторожно сняли стакан с тигля и соскребли кристаллы в чистую склянку. Для того чтобы убедиться, что действительно получили кофеин, провели красивую качественную реакцию. 

Наблюдение:

Таблица 7

№	Название черного чая	Реакция на содержание кофеина
1	Цейлонский крупнолистовой черный чай	присутствует
2	Цейлонский гранулированный чай «Чемпион»	присутствует
3	Классический китайский зеленый крупнолистовой чай «Ява»	присутствует

Провели качественную реакцию на кофеин. К полученному кофеину прилили несколько капель 5%-ного раствора перекиси водорода и 1 каплю соляной кислоты. Смесь выпарили досуха на водяной бане. Полученный остаток смочили 1-2 каплями раствора аммиака. Появилась пурпурная окраска.

Вывод: все виды чая содержат кофеин

Заключение.

Литература

http://www.tea-world.ru/tea/history/79/"

http://imperatormin.ru/chajnaya-spravochnaya/himicheskij-sostav-zelenogo-i-chernogo-chaya

https://news.tut.by/tamby/586321.html?c

https://allgosts.ru/67/140/gost_32572-2013

Барченко И.П. Жирорастворимые витамины в питании населения. М.: Медицина, 2003.

Березовская Н.Н, Удалов Ю.Ф. Витамины и реактивность организма. М.: Знание, 2000.

Вавилова. Т.П. Биохимия в вопросах и ответах: Учеб. Пособ. Для студ.мед.вузов/ М.: ВЕДИ, 2005.\

Ермолина. В. П. Витамины и минеральные вещества: Полная энциклопедия, 2005.С.368.

Яковлев. Т.Н. Витаминная полноценность питания//Химия в школе.2008.№2. С.79.

http://window.edu.ru/library/pdf2txt/528/64528/35356/page3

13