Химия в чашке чая - Студенческий научный форум

XI Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2019

Химия в чашке чая

Баранова И.С. 1, Тарасова Ю.В. 1
1Кемеровский государственный университет
 Комментарии
Текст работы размещён без изображений и формул.
Полная версия работы доступна во вкладке "Файлы работы" в формате PDF

Чайпопулярныйнапиток, армияпоклонниковкоторогонестановитсяменьше, наоборот, в последние годы все больше людей стало интересоваться историей происхождения чая, чайными церемониями, полезными свойствами этого напитка. Черный и зеленый чай – это напитки, «собранные» не с разных кустов, как думают многие, а с одного и того же — чайного. И тот, и другой — ЧАЙ, просто по-разному обработанный. Зеленый чай практически не подвергается ферментации (процессам окисления), поэтому, в отличие от черного, в нем больше «натуральных» веществ — экстрактивных (растворимых) прежде всего.

Другими словами – это два продукта, достаточно сильно разнящихся по вкусу и химическому составу. И по полезности, кстати, тоже – зеленый чай полезнее черного. Что касается вкуса, то зеленый чай узнается по травянистой нотке, несколько терпкой, сладковатой и свежей. Черный чай более тяжел, глубок и буквально насыщен терпкостью, его аромат имеет цветочно-медовые ноты. Однако ни тот, ни другой, если они хорошего качества, никогда не горчат. И еще об известных отличиях: зеленый чай светлого цвета, во всем богатстве желтых и зеленоватых оттенков; чай черный – это теплая и темная палитра, от оранжевого до красного и бурого.

Хотя чай изучают на протяжении веков и над раскрытием его химического состава учёные трудятся по меньшей мере 150 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. В конце XIX века считали, что чай состоит из четырёх-пяти основных веществ, теперь в чае насчитывают десятки крупных групп веществ, каждая из которых включает множество сложных и простых элементов. Общее число входящих в чай химических веществ и соединений пока ещё невозможно подсчитать, в настоящее время обнаружено уже около 300, причём 260 из них уже удалось идентифицировать, т.е. раскрыть их формулу. Следовательно, чай – сложнейшее и разнообразнейшее по своему химическому составу растение. При этом следует иметь в виду, что химический состав свежесорванного зелёного чайного листа и сухой чаинки, полученной из этого листа, неодинаков. В сухом чае он разнообразнее и сложнее. В то же время не все химические вещества, присутствующие в свежих листьях, остаются в сухих чаинках после фабричной обработки: одни исчезают бесследно, другие испытывают окисление и частично изменяются, третьи вступают в сложные химические реакции и порождают абсолютно новые вещества с новыми свойствами и признаками.

Вполне естественно, что нас как потребителей чая интересует, прежде всего, вопрос о тех химических веществах, которые содержатся в чайном напитке, в настое. Ведь именно растворимая часть чая поступает в организм человека. На ней мы и остановимся подробнее. Как показали исследования, чай состоит на 30-50 % из экстрактивных, т.е. растворимых в воде частей. На практике растворимость никогда не осуществляется полностью. Зелёные чаи содержат больше растворимых веществ (40-50 %), а чёрные — меньше (30-45 %). Из растворимых веществ, прежде всего, следует обратить внимание на шесть самых важных групп или составных частей чая: это дубильные вещества, эфирные масла, алкалоиды, аминокислоты, пигменты и витамины. Большинство из них были известны давно, но старые представления о всех этих группах веществ в значительной степени расширились.

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, и он в нем не окислен, тогда как до 50 % танина, содержащегося в черном чае, ферментировано. Это вещество делает чай более резким на вкус, более крепким. К слову сказать, в китайском чае его меньше, чем в индийском и цейлонском.

Танины имеют мощные бактерицидные, кровоостанавливающие, ранозаживляющие, противовоспалительные и вяжущие свойства. Еще мощней – чай зеленый: если выдержать его двое суток, не понадобится ходить в аптеку при наличии ран.

Эфирных масел на самом деле, в чае совсем немного, всего 0,08 %, но от их содержания и качества зависит неповторимый аромат напитка. Разные сорта чая имеют разный состав эфирных масел. Среди них те, что придают чаю запах розы, ванили и меда, сирени, корицы и цитрусовых. Больше всего эфирных масел содержится в красных чаях, поэтому их нередко подмешивают к черным сортам. И наоборот, альдегиды зеленого чая находятся в связанном состоянии и не участвуют в образовании аромата.

Эфирные масла - это исключительно летучие вещества: ароматические углеводы, альдегиды, фенолы, сложные кислоты вроде салициловой. Они улетучиваются даже при незначительных повышениях температуры, а также неправильном хранении и заваривании.

Существенным компонентом чая являются и алкалоиды. Среди алкалоидов самым известным всегда был и остаётся кофеин. Помимо кофеина, в состав чая входят в незначительном количестве и другие алкалоиды. Это растворимые в воде теобромин и теофиллин (они являются хорошими сосудорасширяющими и мочегонными средствами), труднорастворимый в воде адеин и совершенно нерастворимый в воде гуанин – пуриновое основание с отрицательными свойствами.

Что касается аминокислот, то их в чае обнаружено 17, причём природа одной из них до сих пор не выяснена. Среди аминокислот чая имеется глютаминовая кислота, чрезвычайно важная для жизнедеятельности человеческого организма, активно способствующая восстановлению истощенной нервной системы.Аминокислоты при взаимодействии с сахарами, а также танином и катехинами в условиях повышенных температур в процессе производства чая образуют альдегиды и таким образом принимают участие в образовании аромата чая.

Пигменты, входящие в состав чая, играют также немаловажную роль.  К полезным свойствам чая пигменты не имеют никакого отношения, но без них невозможно представить его «дизайн», эстетику. Красота чайной окраски зависит от того, какие пигменты входят в химический состав чая. Разнообразие и богатство чайной окраски восхищают: от светло золотистой и зеленоватой до глубокой оливковой, красно-коричневой, бурой.

Своему цвету напиток обязан вовсе не дубильным веществам, как считалось когда-то, а хлорофиллу (содержится в зеленом чае), ксантофиллу (более 50 оттенков) и каротину (тому самому, что содержится и в моркови), присутствующему в основном в черных сортах чая. Сочетаний этих пигментов огромное количество! Также цветность связана с красящими веществами теарубигинами (красно-коричневая палитра) и теафлавинами (золотисто-желтая гамма). Считается, что теафлавины — отличный критерий для определения качества чая. Их должно быть не менее 25 %, именно они придают напитку яркость и живой тон, а их недостаток легко определить по невыразительному, непрозрачно-бурому тону.

В чае присутствует чуть ли не весь алфавит витаминов: А, В1, В2, В3, В5, Р, РР, К, С, Е, D. Несомненными лидерами являются витамины Р, РР, С и группы В. Их количество зависит от нескольких факторов: сорта чая, периода его сбора, возраста чайного куста, технологии и способа переработки.

Аскорбиновая кислота (витамин С) – одно из важнейших веществ для нормальной жизнедеятельности человеческого организма. Витамин С участвует в регулировании окислительно-восстановительных процессов и в обмене веществ, повышает сопротивляемость организма инфекциям, нормализует проницаемость сосудов, активно участвует в образовании стероидных гормонов, ускоряет заживление ран, обладает обезвреживающими свойствами, стимулирует образование эритроцитов, предотвращает образование в организме нитрозаминов – веществ, способных вызвать развитие раковых заболеваний. Аскорбиновая кислота сохраняется в чайных листьях только при грамотном заваривании. В свежих листьях содержится в четыре раза больше витамина С, чем в соке апельсина и лимона. Зеленый чай содержит в десять раз больше аскорбиновой кислоты, нежели черный.

Целью данной работы являлось качественное определение танина, кофеина, витамина С и кислотно-щелочного баланса в некоторых сортах чая: зеленом («Молочный улун»), синем («Анчан»), красном («Каркаде») и черном («Цейлонский»).

Присутствие танина и кофеина в разных сортах чая определяли качественно, по интенсивности окраски получаемых обработанных образцов.

Наличие танина в чае определялось его реакцией с хлоридом железа (III), которая дает темно-фиолетовое окрашивание.

Кофеин обнаруживали по наличию пурпурата аммония (мурексида), вещества пурпурно-красного цвета, которое образуется по реакции между концентрированным раствором аммиака и тетраметилаллоксантина, веществом оранжевого цвета. Тетраметилаллоксантин образуется в результате окисления кофеина концентрированной азотной кислотой. В фарфоровую чашку помещают 0,5 г чая, добавляют 8 капель азотной кислоты (конц.), смесь осторожно выпаривают досуха, добавляют концентрированный раствор аммиака и получают пурпурат аммония. Данные анализа сравнивали с эталоном, полученным из таблетки цитрамона, содержащего 43% кофеина.

Техника определения витамина С в чае основана на том, что молекулы аскорбиновой кислоты легко окисляются йодом. Как только йод окислит всю аскорбиновую кислоту, следующая же капля, прореагировав с йодом, окрасит йод в синий цвет.

Кислотно-щелочной баланс разных видов чая определяли с помощью лабораторного рН-метра.

Полученные результаты сведены в таблицу:

Вид чая

Наличие танина

Наличие кофеина

Содержание витамина С, мг

рН

Интенсивность окрашивания

(+, ++, +++)

Зеленый

+++

+++

16,45

6,7

Красный

++

++

10,4

7,3

Синий

++

+++

9,7

6,5

Черный

++

++

6,7

6,7

Проведенные исследования различных видов чая показали, что и зеленый, и красный, и синий, и черный чаи богаты антиоксидантами, витаминами «С» и имеют нейтральную или слабокислую среду. Однако, говоря о пользе чая, следует иметь в виду, что только высококачественный, то есть натуральный и свежий продукт, прошедший минимальную и нежную обработку и правильно заваренный, имеет полезные свойства. Основное правило приготовления чая – не перезаваривать и не оставлять на потом. Слишком крепкий чай, особенно если он был заварен вчера, вместо пользы принесёт только вред. Китайцы так и говорят: вчерашний чай подобен яду змеи. Поэтому пейте только качественный, правильно заваренный чай, и вы непременно почувствуете его пользу.

Список литературы

Вильям Васильевич Похлёбкин «Чай, его типы, свойства,употребление». - М.: Центрполиграф, 2001.

Борис Дехтяр, Минди Тумэй «Живительная сила чая».- И. "Крон-Пресс", 1995 - 240с.

Валиулина Д.Ф., Макарова Н.В., Будылин Д.В. Сравнительный анализ химического состава и антиоксидантных свойств разных видов чая как исходного сырья для производства чайных экстрактов. - Вестник Воронежского государственного университета инженерных технологий -2018г. №2

Просмотров работы: 184