Исследовательская работа по химии на тему "Анализ чайных пакетиков"

                                 Проектная работа по химии

Анализ содержимого чайных пакетиков в условиях школьной химической лаборатории.

                                                                  Выполнили : ученицы 11 класса

                                                                  Полякова Татьяна

                                                                  Стаскевич Варвара

                                                                   Руководитель : заслуженный учитель РФ

                                                                   Воронова О.Н.

                                                  Москва 2013

Оглавление:

1. Введение. Цель ,задачи, методы исследования.

2. Состав и свойства чая.

3. История пакетированного чая . Его достоинства и недостатки.

4. Экспериментальная часть .

1) мини – социологическое исследование « использование пакетированного чая в быту»;

2)экспериментальное исследование содержимого чайных пакетиков :

а) изучение состава чайных пакетиков ;

б) сравнительный анализ разных марок пакетированного чая.

5. Выводы.

6. Советы покупателям чая.

7. Список использованной литературы.

1. Введение.

В современных условиях как никогда раньше необходим контроль качества и чистоты продуктов питания . В связи с широким применением химикатов в сельско- хозяйственной и перерабатывающей промышленности люди обеспокоены возможной угрозой для их здоровья, связанной с присутствием в пищевых продуктах токсичных веществ. 

Пакетированный чай – один из самых популярных в мире напитков.  С конца 1970- х годов он практически вытеснил с рынка выпускавшийся до этого прессованный таблетированный  и плиточный чай . По качеству продаваемые в пакетиках чаи достаточно разнообразны. Некоторые производители выпускают в пакетированной форме высококачественные и дорогие листовые чаи. Из таких пакетиков получают весьма качественный напиток. Впрочем ,такой пакетированный чай дорог и встречается нечасто. Обычно для производства пакетированного чая используют мелколистовой чай или отходы, нередко восполняя недостатки аромата и вкуса сырья ароматизаторами и вкусовыми  добавками. Тем не менее , в Европе доля потребления пакетированного чая составляет 77% , а в Англии – 90%.Пакетики прочно заняли нишу в недорогих заведениях общественного питания и стали стандартом для офисного чаепития.  Исходя из возросшей популярности пакетированного чая в России, целью нашей работы мы считаем попытку исследования разных марок популярного в нашей стране пакетированного чая с помощью доступных химических реактивов.             Задачи исследования :

- изучить литературу по заявленной теме ;

- изучить состав чая ;

- выявить достоинства и недостатки пакетированного чая;

- провести анкетирование учителей и учащихся нашей школы по заявленной проблеме;

- провести экспериментальное исследование разных марок пакетированного чая на возможность подделок и фальсификатов в школьной химической лаборатории;

- выявить наиболее качественную марку пакетированного чая;

- предложить простейшие рекомендации потребителям чая.

Методы исследования :

-изучение профильной литературы, социологическое исследование;                  -аналитический метод исследования веществ.

2. Состав и свойства чая.

Число входящих в состав чая веществ точно не установлено.  Их уже обнаружено более 300.Чаи почти наполовину состоит из растворимых в воде веществ. Из них самые важные составные части чая – дубильные вещества , эфирные масла , алкалоиды , аминокислоты, пигменты и витамины.

Танины- дубильные вещества , придающие чаю знакомый вяжущий вкус. Содержание их доходит до 35%.

Эфирные масла – количество их незначительно (0,02%), но они отвечают за чайный аромат.

Алкалоиды –обширный класс азотсодержащих органических соединений, к их числу относится и кофеин.  Он представляет собой бесцветные кристаллы с горьковатым вкусом. Растворяется в воде и в спирте. Формула- C₈H₁₀N₂O_2.

Любопытно подчеркнуть, что равном весе чая и кофе первый содержит в 2 раза больше кофеина. Но при приготовлении чая используется небольшое количество чайного листа в сравнении с массой завариваемого кофейного порошка , что является причиной более низкого содержания кофеина в чайном напитке. Кроме того , кофеин чая вступает в реакцию с танинами, образуя кофеиновый танат , действующий на организм более мягко и замедленно , чем чистый кофеин. Поэтому возбуждающее действие чая слабее выражено , не причиняет бессонницы и серцебиения.

Углеводы – содержание в чае незначительно. Большинство из них нерастворимо в воде и не усваиваются организмом (12%), содержание растворимых ( глюкозы, фруктозы, мальтозы )- 2-3%.Такое малое количество считается положительным качеством чая , так как обеспечивает сохранение витамина В.

Органические кислоты – количество их не превышает 1% . Они являются возбудителями секреции поджелудочной железы , улучшают пищеварение, способствуют нормальной перистальтике кишечника.

Витамины. Чай богат витаминами. В 100 граммах байхового чая содержится витаминов : В₁- 0,07 мг, В₂-1 мг, РР- 8 мг, С- 10 мг. В свежих чайных листьях  витамина С в 4 раза больше , чем в лимонах , но прифабричной обработке он в значительной степени уничтожается.

Пигменты- определяют цвет чая.

3. История пакетированного чая. Его достоинства и недостатки.

Считается , что предшественник чайного пакетика был изобретён торговцем Томасом Салливаном в 1904 году, причём совершенно случайно. Традиционно чай продавали в жестяных банках, но Салливан решил , что выгоднее использовать мелкую расфасовку , а в качестве тары применил шёлковые мешочки. Клиенты обнаружили , что чай удобнее заваривать в самом мешочке. Затем шёлк был заменён на более дешёвую марлю, а навеска чая уменьшилась до одной порции. Пакетированный чай широко использовался на фронте во время Первой мировой войны. Но метод заваривания чая в фильтрующем материале был известен гораздо раньше. В знаменитой кулинарной книге Елены Молоховец издания 1901 года имеется рецепт № 3495 : « У кого большая семья или собирается много гостей, там необходимо делать так : иметь вместо чайника чисто сохраняемый самоварчик , вскипятить его , прикрыть крышкою. И как только вода перестанет кипеть ключом , тогда спустить до половины самовара чай , завязанный в чистенькую кисейку, и длинную прикреплённую к ней тесёмочку перекинуть через самовар , чтобы можно легко вынуть эту кисейку».

Современный чайный пакетик был изобретён Адольфом Рамбольдом в 1929 году в Дрездене. Главным сырьём стала марля , а чуть позже – специальная бумага из манильской конопли , а затем – из фильтровальной бумаги. Сейчас в Европе распространены прямоугольные пакетики , которые могут быть однокамерными и двухкамерными ( в последнем случае пакетик представляет собой два прямоугольных пакетика  с одной общей стороной и имеет больший внутренний объём ), существуют также  пирамидальные и круглые формы. Пакетик закрепляется металлической скобкой , так как клей отрицательно сказывается на качестве чая. Большинство чайных пакетиков имеют длинную нитку , за которую пакетик легко вытащить из готового чая.

Состав фильтр – бумаги : натуральное древесное волокно (66-75%), термопластиковое волокно (15-23%), волокно табака (10%). Такая бумага хорошо пропускает воду , не влияет на вкус чая , химически нейтральна, не растворяется в воде и ничего в неё не выделяет. В последнее время некоторые производители , в частности Lipton, начали выпускать пакетики из мелкоячеистой пластиковой сетки. Поры такой сетки достаточно крупные, она не отфильтровывает мелкую пыль , поэтому подходит лишь для крупно порезанного сырья.

Достоинства чайных пакетиков :

- не требуется никакой посуды, кроме питьевой;

- заварка не даёт чаинок;

- удобство в дороге ;

- использование чайных пакетиков в кафе и ресторанах даёт определённую гарантию качества чая и отсутствия в нём посторонних примесей ;

- использованные чайные пакетики легко выбросить и не надо мыть заварочную посуду.

Недостатки чайных пакетиков :

- пакетированный чай дороже , чем рассыпной из-за цены упаковки ;

- пакетированные чаи менее ароматны, исключение составляют ароматизированные чаи , но их аромат синтетический;

- вкусовые качества чайных листов только тогда полностью раскрываются , когда они свободно плавают в воде ;

-часто на изготовление пакетированного чая идут отходы чайного производства : пыль , крошка , ветки;

- любители чая считают употребление пакетированного чая признаком низкой культуры.

4. Экспериментальная часть.

1) мини – социологическое исследование « Использование пакетированного чая в быту»

В анкетировании приняли участие 75 респондентов – учеников и учителей нашей школы.  Анкета состояла из следующих вопросов :

1) какой чай вы предпочитаете употреблять – развесной или пакетированный?

2)какой сорт чая в пакетиках вы предпочитаете?

3)содержит ли , по вашему мнению , пакетированный чай полезные вещества?

Вопрос 1: какой чай вы предпочитаете  употреблять – развесной или пакетированный?

 

                Учителя                ученики

И учителя и ученики одинаково распределили свои предпочтения : 33% употребляют развесной чай , а 67%- пакетированный.

Вопрос 2: какой сорт пакетированного чая вы предпочитаете?

           « Greenfield»    « Lipton»- так распределились учительские предпочтения.

 

Ученики : 55%-  голосуют за « Lipton», 32%- за « Greenfield», 5%-за « Беседу», 4%- за « Принцессу Нури», 3% за « Майский», 1% - прочие ( « Лисма»,                 « Тесс»).

Вопрос 3 : содержит ли пакетированный чай , по вашему мнению, полезные вещества?

                  Да нет не знаю                               да    нет    не знаю

Учителя : 16%- да, 24%- нет ,60% - не знаю;

Ученики : 40% -да, 47% -нет, 13% - не знаю.

Таким образом , пакетированный чай употребляет большинство респондентов, отдавая предпочтение маркам « Grernfield»и «Lipton». У большинства вызывает сомнение наличие в пакетированном чае полезных веществ, что делает весьма актуальным наше исследование .

2) экспериментальное исследование содержимого чайных пакетиков.

а) изучение состава чайных пакетиков.

Марка чая	производитель	Заявленный вес пакетика	Фактический вес пакетика	Время заварки
«Беседа»	ООО «Юнилевер Русь» Москва	1,8 г	1,8 г	2 мин
«Lipton»	ООО«Юнилевер Русь» Москва	2 г	2 г	2 мин
«Майский»	ООО «Танталит» Минск	2 г	2 г	2 мин
«Принцесса Нури»	ООО «Орими Трэд» С- Петербург	2 г	2 г	2 мин
«Greenfield»	ООО «Орими Трэд» С- Петербург	2г	2г	2 мин

 Резюме : на пачках пакетированного чая есть информация о фирме – производителе , массе чайного пакета , способе заварки , но нет информации о качестве чая, его происхождении , форме обработке листа, категории чая.

б) сравнительный анализ состава чайных пакетиков.

Органолептические показатели.

Марка чая	аромат	вкус	цвет	Вид под микроскопом
«Беседа»	Терпкий, резкий	горьковат	Тёмно -коричневый	Светлые ветки
«Lipton»	сладкий	горьковат	чёрный	Мелкие листья и ветки
«Майский»	сладкий	горький	чёрный	Пыль , мелкие ветки
«Принцесса Нури»	резкий	горький	Тёмно - коричневый	Кусочки листьев и мелкие ветки
«Greenfield»	сладкий	Резковатый, травянистый	чёрный	Мелкие листья

Резюме: большинство исследуемых чайных пакетиков содержат не размельчённые листья, а чайную пыль и ветки ; наиболее приемлемыми являются чаи «Greenfield» и «Lipton».

в)наличие красителей.

1. Лимонная кислота вступает в реакцию с красящими веществами чая. Поэтому мы добавляли дольку лимона в заваренный чай и сравнивали исходную окраску и окраской через 5 минут.

Марка чая	Изменение окраски
«Беседа»	Сильное осветление
«Lipton»	Сильное осветление
«Майский»	слабое
«Принцесса Нури»	слабое
«Greenfield»	слабое

Резюме : самое большое содержание танина – натурального красителя- в чаях «Беседа»и «Lipton».

г) изменение цвета в холодной воде.

Натуральный чай в холодной воде практически не заваривается. Поэтому появление окраски в холодной воде говорит о наличии искусственных красителей.

Резюме : самое быстрое и интенсивное окрашивание (1-2 мин) наблюдалось в чаях «Беседа», «Принцесса Нури», «Майский», что говорит об изрядной порции искусственных красителей , а чаи «Lipton» и «Greenfield» не изменяли окраску холодной воды в течение 5 минут.

д) уровень рН.

Мы заваривали чай в течение 5 минут и измеряли значение рН с помощью универсального индикатора.

Марка чая	рН
«Беседа»	5
«Lipton»	6
«Майский»	5
«Принцесса Нури»	4
«Greenfield»	5

Резюме : все исследуемые чаи имеют слабо- кислую среду, однако ,чай «Принцесса Нури»  имеет средне- кислую среду , что вредно при повышенной кислотности желудка.

е) обнаружение кофеина.

Методика : содержимое чайного пакетика смешать с 2 граммами оксида магния и поместить в фарфоровую чашку . Нагревать смесь на спиртовке , поместив сверху круглодонную колбу с холодной водой. Выделяющийся кофеин возгоняется и кристаллизуется на холодной поверхности. Чтобы убедиться в том , что получен именно кофеин , полученные кристаллы нужно положить на фарфоровую пластинку, капнуть 1-2 капли концентрированной азотной кислоты и нагреть до полной сухости. Кофеин превратится в оранжевую амалиновую кислоту.

Резюме :  в результате опытов по обнаружению кофеина его следы были обнаружены в « Принцессе Нури» и «Greenfield».

ж) обнаружение танина

Танин, галлодубильная кислота или просто дубильная кислота (Galläpfelgerbsäure, Gallusgerbsäure, acide gallotannique), находится в различных сортах чернильных орешков, патологических кнопперсах, сумахе, альгаробилле, мироболанах; имеет состав C₁₄H₁₀O₉; представляет вяжущего вкуса аморфный порошок, растворимый в воде, спирте и уксусном эфире, нерастворимый в эфире, бензоле и др.; оптически недеятелен; даёт с хлорным железом в водном растворе чёрно-синий осадок, что применяется как качественная реакция на соли окиси железа; легко окисляется, поглощая в присутствии щелочей кислород из воздуха и восстанавливая закись меди из солей её окиси и соли серебра; осаждается из водных растворов (в отличие от галловой кислоты) клеем, сырой кожей, алкалоидами, альбуминатами, слабыми соляной и серной кислотами и многими солями (напр., поваренной).

Методика обнаружения танина.

1. К заварке пакетированного чая добавим 40 мл воды, затем несколько капель хлорида железа( III).                                                                                             2. В состав танина входит галловая кислота, поэтому уравнение реакции в упрощенном виде можно представить так:

Марка чая	эффект
«Беседа»	Тёмно- синий осадок
«Lipton»	Темно-синий осадок
«Майский»	Темно-синий осадок
«Принцесса Нури»	Темно-синий осадок
«Greenfield»	Темно-синий осадок

Резюме: танин во всех марках исследуемого чая содержится в выраженных количествах

5. Выводы.

1. Результаты анкетирования показали , что существует проблема грамотного потребления пакетированного чая, поэтому необходимо вести просветительскую работу по данному вопросу.

2. Производители пакетированного чая не указывают важную информацию о способе производства, сорте чая и добавках на упаковке.

3. Наиболее качественной  по органолептическим показателям , содержанию танина и кофеина,  по структуре чая следует признать чай марки                         « Greenfield».

4. Все исследуемые чаи имеют в своём составе природные полезные вещества : танин, отчасти кофеин ,но большинство сортов содержат также и искусственные красители.

6. Советы покупателям пакетированного чая.

1. Хороший пакетированный чай стоит дороже рассыпного той же марки.

2. Посмотрите на дно коробки – на её  дне не должно быть пыли, так как настоящая заварка не может высыпаться через поры чайного пакета.

3. Натуральный чай, не содержащий искусственных красителей , не может окрашивать холодную воду.

4. Старым считается чай, хранившийся более года.

5. Покупайте чай , каждый пакетик которого упакован в специальную герметичную упаковку, предохраняющую от влаги и посторонних запахов.

7. Список использованной литературы.

1. Аликберова Л. Ю., Рукк Н. С. « Полезная химия  : задачи и истории», М.,       « Дрофа»,2005.

2. Аранская О. С. ,Бурая И.Б., « Проектная деятельность школьников в процессе обучения химии», М., « Вентана – Граф»,2005.

3.Ольгин О. «Опыты без взрывов», М.,1986.

4. Ольгин О. « Опыты без взрывов», М., « Детская литература»,1997.

5. Скурихин И. М. « Всё о пище с точки зрения химика. Справочное издание», М.,1991.