Исследовательская работа "Чай - подарок природы"

Районная научно-практическая конференция школьников «Юные исследователи окружающей среды»

Номинация: Ботаника

Название работы: Чай – подарок природы.

Автор работы: Мухлаев Эрдни Очирович

Место выполнения работы: п.Хомутников,

Муниципальное бюджетное общеобразовательное учреждение

«Хомутниковская средняя общеобразовательная школа»

Руководитель: Мухлаева Э.И., учитель химии

2012г.

Оглавление

Введение……………………………………………………………………...3

Основная часть

1.     Чай как напиток

            История чая………………………………………………………………4

            Многообразие чая и изготовление чая……………………………….7

          2. Опытно-экспериментальная работа

2.1. Химический состав чая ………………………………………………..9

          2.2. Экспериментальное выделение из чая главных компонентов….19

2.3. Изменение окраски чая в зависимости от рН среды……………...22

Заключение ………………………………………………………………....25

Список использованных источников и литературы ………………….26

Введение

 Трудно найти уголок Земли, где не любили бы чай. Этот напиток занимает второе место после воды. По примерным подсчетам он является основным напитком почти для 2,5 млрд. людей на земле. Китайские философы говорили, что чай лучше вина, так как, укрепляя и взбадривая, он не вызывает опьянения, и лучше воды, так как не является переносчиком инфекции.
          Предмет исследования. Компоненты чая, некоторые его химические свойства и действие на организм.

Цель исследования: Изучить состав и свойства чая, провести опыты с ним.

Гипотеза исследования. В обычной лаборатории  можно выделить компоненты чая и провести с ними опыты.

Задачи:

1. Изучить методику выделения компонентов чая.

2. Сравнить виды чая по составу и свойствам, выполнить эксперимент

Практическая значимость исследования заключается в том, что чай можно использовать для проведения опытов, в том числе и познавательных, а также рекомендовать людям в зависимости от их индивидуальных особенностей  употребление чаев разных сортов.

Методы исследования:

1.                Изучение литературы

2.                Метод эксперимента

3.                Аналитическая деятельность

Основная часть

Какой калмык в какое из

столетий

Придумал то, что я

воспеть хочу,

Я каждый день, вставая

на рассвете,

Напиток золотистый

кипячу.

Бося Сангаджиева

Глава 1. Чай как напиток

1.1. История чая

       Родина чая – Юго-Западный Китай и примыкающие к нему районы Верхней Бирмы и Северного Вьетнама.
      Интересно, что само слово "чай" пришло к нам через тюркские языки из северокитайского cha, в то время как источником названия в Западной Европе послужило южнокитайское te. Как это получилось, проследить так же трудно, как и установить точное время появления напитка в разных регионах.
      Первое упоминание о чае восходит к глубокой древности. О том, как был обнаружен дикорастущий чай, рассказывают легенды Китая, Индии, Японии. По одной из них, чай возник во времена творения Земли и Неба, его связывают с именем Государя Солнца Янь-ди. По другой, император Южного Китая Чен Нунг (III тысячелетие до н.э.) однажды попробовал напиток, который случайно получился из листьев, нечаянно попавших в кипяток. Напиток оказался настолько ароматным и вкусным, что император приказал собрать и сохранить эти листья и издал указ о применении его по всей стране.
      Исторические памятники подтверждают, что чай был известен в Китае уже в период троецарствия (220 - 280 годы). Возделывание его как культуры относится к 350 году.
     Индусы считают, что чайный куст случайно обнаружил принц Бадхидхарма, путешествуя по Южному Китаю.
     По японской легенде чайный куст вырос на том месте, куда упали веки принца Дарумы, которые он обрезал, чтобы не заснуть во время медитации. С этого куста последователи Дарумы собрали листья и приготовили бодрящий напиток.
    Долгое время считалось, что кусты – единственный вид этого растения.
    В 1763 году один шведский мореплаватель привез известному естествоиспытателю Карлу Линнею из Китая живой чайный куст. Ученый, будучи уверен в уникальности этого растения, присвоил ему в своей классификации название thea sineusis – "чай китайский". И лишь в XIX веке в индийской провинции Ассам, в Бирме и Лаосе были открыты чайные деревья. Ботаникам пришлось признать, что чай имеет и другой вид, которому было дано название thea assamica – "чай ассамский". Чем дальше на север, тем мельче чайные кусты, а ближе к экватору это уже большие деревья.
          К  Х веку чай уже стал национальным напитком в Китае и, соответственно, предметом торговли.
     В Европу чай был ввезен в XVI - XVIII веках португальцами и голландцами.                           О целебном свойстве чая у калмыков сохранилась легенда. В давние времена, когда Зунква не был богом, а был простым ученым мирянином, тяжело заболел. Он обратился к известному лекарю, тот, осмотрев, больного сказал:  «Вам поможет напиток богов деедсин идян». Зунква удивился и спросил: «Что это такое?» Тот ответил ему так: «Деедсин идян – калмыцкий чай цвета сандалового дерева». Зунква по совету лекаря стал долго употреблять этот напиток на голодный желудок в течение семи дней и вскоре вылечился. По преданию это произошло 25 числа в день праздника Зул. В честь своего выздоровления он вышел на улицу и объявил: «В этот день каждый год все калмыки прибавляют к своему возрасту еще 1 год, т.е. становятся на один год старше». А также велел готовить исцеливший его напиток. Так чай стал самой почитаемой пищей, с него начинается день, не обходится без чая ни один праздник.                 

          Для заваривания хорошего чая нужна хорошая вода. Чтобы чай заварился, как следует, то есть, говоря химическим языком, легко экстрагировался, в воде должно быть мало примесей. Непригодна минеральная вода: растворенные в ней соли мешают экстракции.

Для правильного чая нужна правильная посуда. Даже теплопроводность чашки влияет на вкус: из железной кружки пить горячо и невкусно. И заваривать в металлическом чайнике тоже не рекомендуется.

Фарфоровый чайник легко прогревается, поэтому он предпочтительнее, если чайник нагревают снаружи, погружая его в кипяток. Если же ограничиться более привычной заливкой кипятка внутрь, то теплоизоляционные свойства фаянса окажутся предпочтительнее.

 Лучшим считают чай, который меньше пачкает (или вовсе не пачкает) чашку коричневыми следами. Это характерное свойство сильно вяжущих чаев, а они, как правило, имеют достойный вкус и аромат.

1.2. Многообразие чая и изготовление чая

Чайный куст, чай (Thea), род растения семейства чайных. Небольшие вечнозеленые деревья (в культуре кустарники). Листья короткочерешчатые, эллиптические, длина 7-10 см. Цветки одиночные ил по 2-4 в пазухах листьев. Цветут осенью, перекресноопыляемые. Плод – коробочка. Два вида: чайный куст китайский и ассамский.

У чайного куста собирают верхушечные части молодых побегов, так называемые флеши.

Чем нежнее флеши, тем выше качество чая. Для получения большого количества нежных побегов чайный куст весной ежегодно подрезают, и он приобретает своеобразную форму.

Первый сбор листа начинают па кустах четырехлетнего возраста. Сбор сортового листа производят с конца апреля или начала мая до октября. Собирают только трехлистные нормальные флеши, а также глушки, т.е. нежные флеши, приостановившие рост. Поскольку на разных побегах флеши созревают в разное время, сбор чайного листа производят непрерывно. Нежные флеши после сбора сразу же отправляют на фабрику, где их перерабатывают в черный и зеленый чай.

         Изготовление чая из листа чайного куста обычно включает в себя следующие шаги:

• вяление листа при температуре 32—40 °C в течение 4—8 ч., при котором чайный лист теряет часть влаги и размягчается;
• неоднократное скручивание вручную или на роллерах, при котором выделяется часть сока;
• ферментативное окисление, обычно называемое ферментацией, позволяющее содержащемуся в листе крахмалу распасться на сахара, а хлорофиллу — на дубильные вещества;
• сушку при температуре 90—95 °C для чёрного чая и 105 °C для зелёного чая, прекращающую окисление и снижающую влажность чая до 3—5 %;
• резку (кроме цельнолистовых чаёв);
• сортировку по размеру чаинок;
• возможную дополнительную обработку и внесение добавок;
• упаковку.

Чай «Каркаде» - чайный цветочный напиток, который вырабатывают из чашечек цветка растения гибискус.

Все многообразие чаев делится на 4 основных типа: черный, зеленый, красный и желтый. Тип определяется различным видом обработки, что влияет на химический состав и, главное, на вкусовые и ароматические свойства каждого типа чая.

Если при производстве черных чаев чайный лист проходит все виды обработки, то при производстве зеленого чая две стадии - завяливание и ферментация полностью исключаются. Таким образом, черный чай является ферментированным, а зеленый - неферментированным. Красный и желтый чай являются промежуточными типами: они оба проходят ферментацию, но частично. Однако степень ферментации различна. Красные чаи ближе к черным, а желтые - к зеленым.

Основная ценность чая обусловлена содержанием в них алкалоида кофеина. Кофеин способствует расширению кровеносных сосудов, снимает усталость, головную боль, активизирует обмен веществ в организме человека, усиливает поглощение кислорода тканями.

Глава 2. Опытно-экспериментальная работа

2.1. Химический состав чая

По разным данным в чае содержится около 300 химических элементов. Но надо отметить, что в процессе роста чайных листьев, в зависимости от технологии их обработки и приготовления чая соотношение веществ, содержащихся в напитке, который мы пьем, меняется. Вместе с тем меняются и полезные свойства чая.  В зеленом листе чая, который растет на дереве, содержится до 80% воды, а в сушеном – 3-5%.  Все вещества, содержащиеся в чае можно условно поделить  на группы: растворимые (сюда относятся витамины, белки, эфирные масла, пигменты, аминокислоты, дубильные вещества, алкалоиды) и нерастворимые (ферменты, углеводы и пектиновые вещества).

Алкалоиды — азотсодержащие вещества, широко распространѐнные в растительном мире. В чайном листе содержатся также алкалоиды, которые принадлежат к гетероциклическим соединениям и представляют собой органические основания, поэтому они дают соли с кислотами (винной, яблочной, лимонной и др.). В виде солей алкалоиды растворимы в воде.

Известны три алкалоида, содержащиеся в чайном листе: кофеин (более известный как теин в случае когда мы говорим о чае), теобромин и теофиллин. Теобромин обладает мочегонными свойствами а теофиллин стимулирует дыхательные функции, из-за этих свойств его иногда используют при лечении астмы. Кофеин может составлять до 4% в сухом листе, два других много меньше - примерно 0,5% от веса сухого листа.

Высокое содержание кофеина в чае указывает на его качество. Кофеин широко применяется в медицине; как стимулятор ЦНС, вызывает повышение жизнедеятельности всех тканей организма усиливает обмен, дыхание и кровообращение, возбуждение корковых процессов, обладает также диуретическим действием. Субъективно общий эффект от физиологического воздействия кофеина на организм человека час связывают с подъемом активности, бессонницей и способностью сосредоточиться на утомительных работах. Такой эффект длится примерно 30 мин.

     Фенольные соединения. Полифенолы - группа химических веществ (катехины), обладающие ярко выраженными антиоксидантными свойствами. Отчасти им же обязан цвет листа растения. Полифенолы обильно присутствуют в чайном листе, на их долю приходится примерно треть веса сухого чайного листа, включая флавоноиды, антоцианы (пигменты), фенольные кислоты (они способствуют терпкости и горечи чая).

Флавоноиды чая включают кверцетин, кампфероль и мирицетин. Кверцетин является мощным антиоксидантом, остальные три - сильные противовоспалительные компоненты. Во время окислительных процессов протекающих в чайном листе, некоторые флавоноиды, такие так EGCG объединяются в более крупные молекулы (arubigins) и чайных флавинов, которые в свою очередь являются сильными антиоксидантами. Они также придают чаям с высокой степенью окисления (имеется ввиду готовый продукт) медный, или красноватый цвет.

 Углеводы — важная группа химических соединений, входящих в состав чайного растения.

Водорастворимые углеводы — глюкоза и фруктоза имеют одинаковую эмпирическую формулу С6Н12О6. Они отличаются тем, что в глюкозе содержится альдегидная группа, а во фруктозе — кетонная:

При соединении одной молекулы глюкозы и одной молекулы фруктозы образуется дисахарид — сахароза:

Со временем в чайном листе увеличивается содержание моносахаридов и сахарозы.

Среди полисахаридов в чае обнаружены целлюлоза, гемицеллюлоза и крахмал. Целлюлоза — основной структурный полисахарид клеточной стенки растения. В зависимости от вегетационного периода содержание целлюлозы составляет от 6 до 10%. По мере старения листа ее количество резко увеличивается. В производстве чая ее считают балластным веществом, так как она не участвует в формировании качественных показателей продукции.

 Аминокислоты.  Это вещества, из которых синтезируются белки. В чае их обнаружено 17 из 20 существующих, 5 из них незаменимые: аланин, лизин, аргинин, валин, изолейцин, лейцин, метионин, треонин, фенилаланин, глутамин, аспорагин, серин, гистидин, глутаминовая и аспарагиновая кислоты, тирозин, теанин. По данным учёных Ding Y., Yu H. и Mou S. 2002 года приблизительно 50% всех аминокислот чая составляет теанин.
Чем выше степень ферментации листа чая, тем меньше их количество, но больше их видов (В зелёном чае – 1% от сухого в-ва, в красном – 0,5%, в шэн-пуэре в среднем – 1, 79%, в шу-пуэре от 0, 18% до 1, 24% и их около 20 видов).
Чем выше содержание аминокислот в чайном листе, тем более красивым и свежим выглядит чайный настой. В процессе обработки чайного листа, в условиях повышенных температур, аминокислоты могут соединяться с ароматическими веществами и сахарами, а также танином и катехинами, и образовывать различные летучие альдегиды, что оказывает влияние на вкус и аромат чая. В стебле минимально белков, но очень много аминокислот, поэтому именно стебель даёт больше всего альдегидов, т.е. аромата.

Теанин – небелковая аминокислота, в сухих чайных листьях составляет 1,5–3% от сухого веса, в красном чае его в 1,5-2 раза больше, чем в зелёном, наименьшая концентрация (0,6%) у тайваньского улуна, наибольшая у юннаньского черного чая (2,38%).

Чай содержит 2 изомера теанина, из которых 98 % составляет аминокислота L-теанин. Именно она проникает через гематоэнцефалический барьер и превращается в гамма-аминомасляную кислоту (ГАМК), которая в свою очередь является нейромедиатором - обеспечивают передачу нервных импульсов между клетками мозга. Она придает чайному настою сладковатый и пикантный вкус и аромат, усиливает вкусовые качества чая. Выходит в настой только при жестких условиях кипячения при повышенном давлении, когда температура воды поднимается до 127°С.

Лейцин является «незаменимой кислотой» (в организме человека не синтезируется). Известно, что при отсутствии хоть одной из незаменимых аминокислот образование белков (в норме это постоянный процесс) приостанавливается. Это может привести к различным нарушениям – от расстройств пищеварения до депрессии и замедления роста.

Гликозиды рассматривают как сложные вещества, которые состоят из двух компонентов, соединѐнных гликозидным гидроксилом: одного — сахара, а другого — несахара, или агликона. В гликозидах сахарами могут быть глюкоза, фруктоза, рамноза, рутиноза и др. В качестве агликонов могут быть различные соединения: альдегиды, спирты, кетоны, фенолы, производные ксантина, флавона, антоцианиды и т. д. Чайный лист содержит в основном три группы гликозидов: флавонолы, антоцианы и лейкоантоцианы. Все они могут принимать определѐнное участие в формировании качественных показателей готового чая. Большинство из них окрашенные соединения (кроме лейкоантоцианов), кроме того, все они характеризуются вяжущим, горьковатым вкусом и в различной степени обладают Р-витаминными свойствами.  

Пигменты. К основным группам пигментов растительного происхождения, принимающих непосредственное участие в фотосинтезе, относятся хлорофиллы и каротиноиды.

Хлорофилл. У высших растений существует два вида хлорофилла: хлорофилл а (С55Н70O6N4Мg) и хлорофилл Ь (С55Н7206N4Мg). В молекуле хлорофилла имеется четыре пиррольных кольца, соединѐнных друг с другом с помощью радикалов СН.

Каротиноиды — обязательный компонент фотосинтетического аппарата. Они подразделяются на две группы: каротины (ненасыщенные углеводороды) и ксантофиллы (лютеин, виолаксантин, неоксантин и др.). Суммарное содержание каротиноидов в чайном листе составляет 0,07-0,08%.

Органические кислоты выполняют в жизни растения весьма важные и многообразные функции. В чае содержатся такие кислоты, как лимонная, яблочная, щавелевая, янтарная, а также уксусная, пировиноградная, кетоглутаровая, щавелево-уксусная и ряд кислот фенольной природы.

Минеральные вещества содержатся как в чайном листе, так и в готовой продукции. В состав минеральных веществ входят калий, фосфор, кальций, магний, сера, железо, марганец, фтор и др.

Калий. В чайном листе калия в 10-20 раз больше, чем в овощах и фруктах. При заваривании чая почти 100% калия выходит в настой. В 100 мл настоя зелёного чая в среднем содержится 10 мг калия, в красном чае – 24 мг, в пуэре – 21 мг. Более качественный чай содержит больше калия и фосфора.

Цинк входит в состав более 100 видов ферментов человеческого организма. Легко усваивается в организме. В настой выходит 35% – 50% - высокий показатель.

Фтор интенсивно поглощается деревьями из почвы и накапливается в листьях. Хунаньский медицинский университет и СЭС провинции Сычуань в исследованиях доказали, что причиной избытка фтора в организме Тибетцев (флоороз) является чрезмерное употребление прессованного чая Пуэр, т.к в зрелом пуэре, особенно из старых и грубых листьев, содержание фтора в 200-300 раз выше, чем в обычном зеленом чае.

Марганца в готовом чае в среднем в десятки раз больше, чем в большинстве овощей (300 мг\кг). В старых листьях содержание марганца намного выше, чем в молодых. При заваривании чая в настой выходит до 35% марганца - несколько чашек чая в день на 45% удовлетворяют потребность организма в нем.

Эфирные масла. За аромат чая больше всего отвечают эфирные масла. По данным российских учёных Яшиных (2010г.) в настоящее время в чае выделено около 500 видов ароматических веществ, в готовом чае общее их количество доходит до 32 (0,003-0,7% от сухого в-ва): значительная группа альдегидов (некоторые определяют силу аромата), органические кислоты (придают аромат, например, глютаминовая – цветочный, фенилаланиновая – розовый, аспарагиновая – яблочный), сложные эфиры (придают полноту букета), терпеновые и ароматические спирты, фенолы, кетоны и другие исключительно летучие, легко испаряющиеся соединения.

С учетом специфики потребления чая в виде водного экстракта особое внимание уделено водорастворимым витаминам в составе сырья и готовой продукции.

Витамины — это группы сравнительно низкомолекулярных органических соединений разнообразной химической природы. По растворимости они подразделяются на две большие группы: растворимые в жирах и растворимые в воде. К жирорастворимым относя витамин А, отсутствие которого связывается с нарушением роста; витамин D — антирахитический фактор; витамин К, необходимый дл нормального свѐртывания крови; витамин Е (токоферолы) — антигеморрагический фактор. К водорастворимым относятся витамины группы В, витамин С, биотин, инозит n-аминобензойная и фолиевая кислоты, витамин U (метилметионин). С учѐтом того, потребление чая осуществляется в виде одного экстракта, особое внимание уделено водорастворимым витаминам в составе чая.

Витамин С. Аскорбиновая кислота - лактон кислоты, близкой по структуре к глюкозе. Существует в двух формах: восстановленной (АК) и окисленной (дегидроаскорбиновой кислотой, ДАК).

Чайный лист богат витамином С (L-аскорбиновая кислота). Однако в процеcсе переработки чайного листа содержание этого витамина резко уменьшается, особенно при ферментации и сушке. Это происходит вследствие того, что витамин С принимает сам активное участие в окислительно-восстановительных процессах.

   Витамин В1 (тиамин, аневрин). Структура витамина включает пиримидиновое и тиазоловое кольца, соединённые метановым мостиком.

Он играет важную роль в процессах превращений углеводов, так как входит в состав пируватдекарбоксилазы. Содержание витамина В1 в чае в среднем составляет 0,3-10 мг на 1 кг сухого сырья.

   Витамин В2 (рибофлавин, лактофлавин). В основе структуры витамина В₂ лежит структура изоаллоксазина, соединённого со спиртом рибитолом.

Рибофлавин вместе с фосфорной кислотой входит в состав окислительно-восстановительных ферментов — оксиредуктаз. В процессе переработки чайного листа рибофлавин не разрушается и почти полностью переходит в готовый чай.

 Витамин РР (никотиновая кислота, никотинамид, витамин B₃)

 Никотиновая кислота в организме входит в состав NAD и NADP, выполняющих функции коферментов различных дегидрогеназ

 Пантотеновая кислота (витамин B₅)

Пантотеновая кислота состоит из остатков D-2,4-дигидрокси-3,3-диметилмасляной кислоты и β-аланина, соединённых между собой амидной связью:

Пантотеновая кислота синтезируется главным образом в растительных организмах. В чайном листе еѐ содержание достигает всего 1,4-4 мг на 100 г сухого материала. Подобно другим витаминам группы В, пантотеновая кислота — соединение стабильное, поэтому почти не изменяется и полностью переходит в готовый чай.

    Итоги теоретического исследования химического состава чая можно представить в виде таблицы. В таблице 1 приведены данные, отражающие состав черного чая. Состав зеленого чая немного отличается по содержанию дубильных веществ и кофеина.

Самые важные составные части чая - дубильные вещества, алкалоиды, витамины. Дубильные вещества представляют собой сложную смесь полифенольных соединений, состоящую в основном из танина и катехинов, которые придают чаю приятную терпкость.

                                                                                                              Таблица 1

Химический состав чая

Вещества	Содержание, %
Дубильные вещества	30
Белки	16
Сахара	до 2
Кофеин	4
Теофиллин	Незначительное
Клетчатка	Незначительное
Крахмал	Незначительное
Витамин С	Незначительное
Витамин В,	Незначительное
Витамин В,	Незначительное
Витамин К	Незначительное
Витамин Р	Незначительное
Витамин РР	Незначительное
Каротин (провитамин А)	Незначительное
Калий	Незначительное
Кальций	Незначительное
Магний	Незначительное
Железо	Незначительное
Марганец	Незначительное
Медь	Незначительное

Таким образом, ознакомление с химическим составом чая показывает, что природа создала в чайном листе своеобразный химический склад.

2.2. Экспериментальное выделение из чая главных компонентов.

1. Выделение кофеина

          Ход работы:

В  фарфоровый или металлический тигель (можно использовать любой подходящий металлический сосуд, желательно не плоский, а высокий, как стакан) помещают 1 чайную ложку измельченного в ступке черного чая и примерно 2 г оксида магния. Смешивают оба вещества и ставят тигель на огонь. Нагрев должен быть умеренным. Сверху на тигель ставят фарфоровую чашку с холодной водой. В присутствии оксида магния кофеин возгоняется, т.е. превращается в пар, минуя стадию жидкости. Попав на холодную поверхность, кофеин оседает на дне чашки в виде бесцветных кристаллов. Нагрев прекращают, осторожно снимают чашку с тигля и соскребают кристаллы в чистую склянку.

Для того чтобы убедиться, что действительно получен кофеин, можно провести красивую качественную реакцию. Несколько кристаллов кофеина помещают на фарфоровую пластинку и добавляют одну каплю концентрированной азотной кислоты. Нагревают пластинку до тех пор, пока смесь на ней не высохнет. Кофеин при этом окисляется и превращается в заметную, оранжевого цвета, амалиновую кислоту.

Если нейтрализовать кислоту, добавив к ней десять капель концентрированного аммиака, образуется соль очень красивого красного, переходящего в пурпурный, цвета. Эта соль носит название мурексида, а реакция — мурексидной.

2. Выделение танина.

          Ход работы:

50 г зеленого чая 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. Получается около стакана желто-зеленого раствора, в который вносят 15 г ацетата свинца. Образуется осадок таната свинца. Жидкость аккуратно сливают. К осадку добавляют стакан горячей воды, размешивают, дают отстояться и надосадочную жидкость вновь сливают. Эту операцию повторяют три раза, для удаления из осадка ионов свинца. Чтобы проверить, действительно ли они удалены, отбирают в пробирку пробу жидкости и добавляют к ней несколько капель разбавленной серной кислоты. При наличии в растворе ионов свинца образуется белый осадок РbSО ₄.

Если реакция отрицательная, осадок таната свинца на фильтре промывают 1%-м раствором серной кислоты (расход кислоты -50 мл). Собрав раствор, кислоту нейтрализуют, добавляя по каплям 0,5%-й раствор гидроксида бария, после чего выпавший осадок сульфата бария отделяют фильтрованием:

Ва(ОН)₂ + Н ₂S0₄ = BaSO₄ + 2 H ₂O

Оставшийся прозрачный раствор содержит чайный танин. Раствор упаривают досуха на водяной бане. Полученный таким образом танин соскребают со дна и измельчают в порошок.

Можно провести несколько занимательных опытов с танином.

Опыт 1  0,5 г танина растворяют в 40 г воды и добавляют раствор хлорида железа (Ш). Жидкость сразу чернеет — получают старинные чернила (только танин в старину добывали из дубовых (чернильных) орешков).

Опыт 2. Около 0,3 г танина помещают в пробирку и добавляют три капли концентрированной хлороводородной кислоты. Образуется флобафен - вещество красного цвета.

Опыт 3. Добавляют немного танина к раствору нитрата серебра АgNО3, (ляписа). При этом выпадает осадок таната серебра бурого цвета.

Опыт 4. В 2%-м растворе хлороводородной кислоты растворяют около 0,3 г ванилина и добавляют 0,1 г танина. Раствор окрашивается в малиновый цвет. Это характерная реакция не только на танин, но и вообще на вещества из класса катехинов, к которым принадлежат многие дубильные вещества.

Вывод:

В исследуемом мною чае содержится кофеин, танин в чистом виде мне не удалось выделить.

С выделенными веществами можно провести занимательные опыты

2.3. Изменение окраски чая в зависимости от рН среды

Заваренный чай имеет различную окраску. Особенно насыщенным цветом обладает чай «Каркаде», т.к. 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. Поскольку зеленый и черный чай приготовлены из листьев, почти не содержащих антоцианов, то изменение рН не должно вызывать изменения их окраски, что было подтверждено опытным путем (табл. 2).

                                                                                                             Таблица 2

Реактив	Сорт чая
	Черный	Зеленый
Щелочь	Потемнение   раствора	Потемнение   раствора
Кислота	Окраска не изменилась	Окраска не изменилась

Наиболее интересные опыты по изменению окраски можно провести с чаем «Каркаде». К напитку добавляют небольшие количества щелочи и наблюдают изменение окраски от ярко-красного до ярко-зеленого. Универсальной индикаторной бумажкой измеряют рН среды (табл. 3).

                                                                                                              Таблица 3

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

Вывод: Чай «Каркаде» можно использовать в качестве индикатора.

Заключение

В результате проведенной исследовательской работы я пришел к выводу:

1. История чая очень интересна и занимательна

2. Полезные свойства чая напрямую зависят от искусства заваривания чая и его хранения.

3. Чай — это настоящий химический склад.

4. Экспериментально в обычной лаборатории можно выделить составные компоненты чая и провести с ними занимательные опыты;

5. Биологическое действие чая на организм многогранно;

6. Чай уникален, полезные свойства чая — это настоящий подарок природы человеку.

     Гипотеза в ходе исследования частично подтвердилась, танин мне не удалось в чистом виде выделить, я работу продолжу и постараюсь получить танин и провести с ним занимательные опыты.  Я выяснил, что наряду с пользой чая, все же есть оказывается вред. Танины, если их употреблять в больших количествах, связывают витамины, причем не только те, что поступают вместе с чаем, но и поступающие с другими продуктами.

           Большое количество напитка — это большая нагрузка на сосуды, повышающая сердцебиение, давление и возбуждающая нервную систему.                Антиоксидантов особенно много в зеленом чае. Их благотворное воздействие каждый может оценить «воочию»: в случае отравления некачественными продуктами питания или неумеренным употреблением алкоголя зеленый чай быстро приведет вас в порядок.

         При обострениях заболеваний желудочно-кислотного тракта следует ограничить себя в употреблении крепкого чая, так как он повышает кислотность.

         Чаем лучше не увлекаться при повышенной тревожности, в период стрессов и «расшатавшихся нервов».

Список использованных источников и литературы

1. Алексеева П. Рассказы о калмыцком чае. Теегин герел, 1999, №1

2. Власова З.А. Биология. Справочник школьника. М.: АСТ, 2001, с. 536.

3.  Габриелян О.С. Химия  10 кл. Просвещение, 2010

4. Ольгин О.М. Давайте похимичим! Занимательные опыты по химии. М.: Детская литература, 2002, с. 67;

5. Трайтак Д.И. Книга для чтения по ботанике. М.: Просвещение, 1985;

6. Химия в школе. №9, 2008 г., А.А. Кролевец «Не попить ли нам чайку», с. 7-13.

7.  biochemistry.ru/biohimija_severina/...

8.  http://teasophia.ru

Анкета участника

1.Фамилия, имя, отчество                Мухлаев Эрдни Очирович     

2. Дата рождения                                            28.01.1996г.

3. Класс                                                                      11

4. Учебное заведение:

Школа                                                       Хомутниковская СОШ

5. Почтовый адрес школы с индексом

МБОУ «Хомутниковская средняя общеобразовательная школа», 359140 РК Ики-Бурульский район п.Хомутников, ул.Школьная,7

6. Паспорт серии                                 85 09 №424134, выдан 29.03.2010г.

7. Домашний адрес с индексом

359140 РК Ики-Бурульский район п.Хомутников, ул. Восточная,26

8. №свидетельства государственного пенсионного страхования     144-705-530 51

9. ИНН

10. E-mail

11. Домашний телефон или телефон для связи                     89374657357

12. Секция для участия в которой направлена работа                 Ботаника

13. Фамилия, имя, отчество руководителя работы, место работы и должность: Мухлаева Эльвира Ивановна, МОУ «Хомутниковская средняя общеобразовательная школа», учитель химии и биологии.

14. Работа выполнена в рамках дополнительных образовательных программ

15. Необходимые технические средства для демонстрации дополнительного материала во время доклада на предметной секции конференции               компьютер

                С порядком проведения конференции, инструкцией по оформлению докладов и других документов ознакомлен

Согласен, что невыполнение данных требований может привести к отказу Оргкомитета от моего участия в конференции.