Наукова робота. Визначення вмісту кофеїну в різних сортах чаю

Роботу виконала:
Рудик Анастасія Олександрівна
учениця 11 класу
Жовтоводського ліцею
м. Жовті Води Дніпропетровської області

Науковий керівник:
Сидорова Ольга Юріївна,
вчителька хімії
Жовтоводського ліцею
м. Жовті Води Дніпропетровської області,
переможниця IV Всеукраїнського Інтернет-конкурсу
„УЧИТЕЛЬ РОКУ–2019” за версією
науково-популярного природничого журналу
„КОЛОСОК” у номінації „Хімія”

ВСТУП

Актуальність роботи: Останнім часом інтерес до питань екології харчування зростає. Від знання того, які продукти ми вживаємо, залежить, наскільки свідомо ми керуємо нашим харчуванням. Одними з найбільш поширених напоїв в світі є в світі чай і кава. Деякі джерела в пресі стверджують, що міститься в каві кофеїн шкідливий для здоров’я і закликають вживати тільки зелений чай. У своїй роботі ми керувалися бажання визначити не тільки наявність кофеїну в чаї, але і його концентрації в різних сортах чаю. Продукт, що виробляється з листя чаю, використовують для приготування напою. Одними з найбільш поширених сортів є – чорний і зелений. Чорний і зелений чай роблять з одного і того ж листа. Для отримання чорного чаю, чайний лист ферментують, тобто піддають спеціальному дозрівання, а потім сушать у гарячих печах, від чого він набуває чорного кольору. Зелений чай – чай, не підданий ферментації і термічної обробки, і він краще зберігає свій природний зелений колір і в сухому вигляді, і в настої. Ці зовнішні відмінності чорного і зеленого чаю відображаються на смаку і властивості того й іншого. Чайний напій містить кофеїн, ефірні масла, таніни, з якими пов’язане його тонізуючий і збудливу дію. Провівши опитування про пристрасті мешканців нашого міста, ми припустили, що найбільш популярні серед наших городян торгові марки чаю володіють великим вмістом кофеїну.

Практична значущість: Кофеїн – речовина, що надає стимулюючу дію на центральну нервову систему, по хімічній номенклатурі він – триметилксантин – алкалоїд, що міститься в листі чаю, насінні кави, горіхах кола. Знання про його вміст в різних продуктах, допоможе в питанні про раціональне харчування, обсяги вживання кави, чаю. Нами зроблена спроба розвінчати міф про корисність зеленого чаю.

Мета роботи: отримати кофеїн, виділивши його з чайного листа, визначити його вміст в різних сортах і торгових марках чаю.

Об’єкт дослідження: чай чорний і зелений різних сортів і торговельних

Завдання:

  1. Вивчити літературу з цього питання.
  2. Розробити методику експерименту.
  3. Виявити купівельний попит на сорти і торгові марки чаю
  4. Дослідити найбільш популярні торгові марки.
  5. Отримати кофеїн з чайного листа.
  6. Довести наявність кофеїну характерною реакцією.
  7. Визначити вміст кофеїну в різних сортах чаю.
  8. Зробити висновки, зіставити результати дослідження з купівельним попитом.
  9. Дати рекомендації щодо вживання різних сортів чаю.

ТЕОРЕТИЧНА ЧАСТИНА

Об’єкт вивчення – рослина чай

Ботанічний опис

Листя

Листки чергові, овальні або видовжено-овальні, до верхівки звужені, коротко черешкові, зверху темно -, знизу світло-зелені, довжиною 5-7, шириною 3,5-4 см, у молодому стані злегка опушені. У м’якоті листя є гіллясті опорні склереїди.

Квітка

Квітки запашні, поодинокі або сидять по 2-4 в пазухах листків. Приквітки розташовані по спіралі. Чашечка з 5-7 чашолистки, майже округлих, що залишаються при плоді; віночок в поперечнику 2,5-3 см, опадає після цвітіння, з 5-9 білих з жовтувато-рожевим відтінком пелюсток, в основі зрощених між собою і чашечкою. Тичинки у двох колах: зовнішні зростаються тичинковими нитками і приростають до пелюсток, внутрішні – вільні; пильовики дрібні, яйцевидні.

Плід

Плід – коробочка. Насіння округлі, темно-коричневі, довжиною 10-13 мм, товщиною 1 мм.

Вічнозелений чагарник або невелике дерево висотою до 10 м з віддаленими гілками. Цвіте з серпня до пізньої осені. Плодоносить у жовтні-грудні.

Значення і застосування Насіння чаю в Японії і Китаї використовують для отримання жирного масла. Очищене масло вживають у їжу, неочищена йде на технічні потреби.

Застосування в кулінарії З листя чаю шляхом складної обробки отримують загальновідомий сухий чай, який використовується для приготування чайного напою. Найбільш важливими складовими частинами чайного напою (чаю) є дубильні речовини, кофеїн та ефірне масло. Від цих речовин залежать смак, колір, аромат і лікувальні властивості чаю. Дубильні речовини і катехіни надають чаю гіркуватий і терпкий смак, а ефірне масло – тонкий духмяний аромат. Бадьорість чаю обумовлена ​​кофеїном.Способи вживання чаю своєрідні. У Центральній Азії з плиткового чаю варять юшку з сіллю, жиром і молоком (іноді додають овечу кров). У Середній Азії місцями п’ють зелений чай з сіллю, на Тибеті – з добавкою згірклого масла. В Англії та в багатьох районах Росії воліють міцний настій чаю, розведений молоком або вершками.Чай використовується в лікеро-горілчаної промисловості.

Застосування в медицині Значна частина листя і гілок чаю, зрізаних під час догляду за плантаціями чайного куща (при формуванні), а також чайний пил, що утворюється на чаєрозважувальна фабриках, використовуються в якості сировини для заводського добування алкалоїдів кофеїну і теофіліну. Кофеїн є важливим лікарським засобом. Він діє збудливо та тонізуючо на центральну нервову систему, покращує розумову і фізичну діяльність, є сечогінним і засобом від мігрені. Теофілін застосовують як засіб, що поліпшує коронарний кровообіг, як сечогінний при порушеннях кровообігу серцевого і ниркового походження. Алкалоїди чаю входять в ряд препаратів (еуфілін, діуретин та ін.), що застосовуються при коронарної недостатності, гіпертонічній хворобі, бронхіальній астмі, стенокардії, набряках серцевого походження та ін. Крім того, зі старого листя чаю та чайної пилу отримують комплекс катехінів з Р-вітамінною активністю, використовуваний при порушеннях проникності і підвищеної ламкості судин, геморагічних діатезах, крововиливах у сітківку ока, при променевої терапії, гіпертонічної хвороби та ін. Завдяки наявності кофеїну і дубильних речовин чайний напій і виділений алкалоїд кофеїн використовуються як протиотруту при отруєнні , наркотичними речовинами і алкоголем. Наряду з чорним, так званим байховий чаєм, широко вживається зелений чай. Зелений чай менш ароматичний, але фізіологічно активніший. В експериментальних дослідженнях встановлено, що зелений чай має антимікробні властивості. Його відвар був запропонований для лікування дизентерії. Також він показаний при кашлюку, ентероколіті та диспепсії. У комплексі з іншими ліками стимулює кровотворення, підвищує пружність і знижує проникність стінок кровоносних судин, має протипроменевих дією.У народній медицині компресами з міцного чаю знімають біль і жар при сонячних опіках, запаленні повік.

Історія розвитку чаю

Спочатку чай використовувався як лікарський засіб. Його вживання в якості напою широко поширилося під час китайської династії Тан.

Міфи і перекази, пов’язані з чаєм Згідно китайської традиції, чай був відкритий культурним героєм Шень-Нуном, покровителем землеробства та медицини, одним з Трьох Великих, створили всі ремесла і мистецтва. По переказами, імператор Шень-нун подорожував у пошуках цілющих трав з котлом на тринозі, в якому кип’ятив воду для цілющих відварів. У 2737 році до н. е.. в казан з окропом впали кілька листочків чайного дерева. Відвар здався смачним і викликав бадьорість. З тих пір Шень-нун не пив інших напоїв. Інший міф, пізнішого походження, приписує винахід чаю знаменитому буддійському проповідника, засновнику чань-буддизму Бодхидхарме. За переказами, в 519 р. н. е.. Бодхидхарма віддавався медитації, але заснув. Прокинувшись, в гніві він вирвав вії (або відрізав собі віка) і кинув на землю. На наступний день у цьому місці виросли саджанці чайного дерева. Бодхидхарма спробував відвар з листя і виявив, що вони проганяють сон.

Батьківщина чаю – Китай. Напій там був відомий 4600 років тому. Китай довго тримав вирощування рослин та виготовлення напою в секреті. У Росії перший чайний кущ, як дивина був посаджений тільки в 1818 році в Криму, в Нікітському ботанічному саду, потім в Закавказзі. Початкові кущі не приживалися і чай продовжували привозити з Китаю. Тюки з ним подорожували інший раз не менше року – на верблюдах, санях, Теллеген і поромах – до Нижегородської Ярмарку. Звідти ж розходилися по всій країні. Відкрили першу в Росії чайну фабрику близько Батума чає торговець Попов. Йому вдалося потайки вивезти з Китаю насіння і китайських робітників. Але перший чай був поганої якості. Нині чайними плантаціями зайнята вже площа тисяч гектарів. Виведено нові сорти і з одного гектара отримують до трьох тисяч кілограмів чаю.

Класифікація чаю

За типом рослини

Основних біологічних підвидів Camellia sinensis розрізняють два: Китайський — китайський, дарджилінг, тайванський, в’єтнамський, індонезійський, грузинський. Ассамський— індійський, цейлонський, кенійський, угандійський.

Також науковці розрізняють ще дві форми: Камбоджійський — вважається або третім підвидом, або природним гібридом китайського та ассамського. Вирощується в деяких районах Індокитаю. Японський — вважається формою китайського підвиду, кущі якого були завезені в Японію монахами.

За походженням:

Китайський. Китай є виробником більше, як чверті загальносвітового обсягу чаю. Китайський чай — виключно листовий, різання листків майже не практикується. Також широко налагоджене виробництво ароматизованих чаїв. Китай є батьківщиною та єдиним виробником чаю пуер. Всесвітньо відомими є китайські білі чаї, улуни з Тайваню. Індійський. Індія — другий, після Китаю, світовий виробник чаю. Основне виробництво — чорний чай з ассамського різновиду чайної рослини. Індійський чай характеризується більш яскраво вираженим смаком, у порівнянні із китайським чорним чаєм. Більша частина індійського чаю випускається різаним або гранульованим. Для гармонізації смакових показників часто використовується купажування — торговий ґатунок являє собою суміш з 10-20 різних ґатунків. Найкращі ґатунки індійського чаю виготовляється з китайського різновиду чайної рослини, що росте на високогірних плантаціях Гімалаїв у провінціях Дарджилінг та Сіккім; загалом, за типом вирощування, збирання та приготування вони ближче до китайського чаю. Схожим на дарджилінзький за типом та якістю є чай з Непалу. Цейлонський. Шрі-Ланка виготовляє близько 10% світового виробництва чаю. Виготовляє чорний, зелений та білий чай з ассамського різновиду чайної рослини. Найкращу якість має, як вважається, чай з високогірних плантацій (висота 2000 м над рівнем моря). Чай з інших плантацій — середньої якості. Як і в Індії, широко практикується виготовлення різаного та гранульованого чаю. Японський. Японія виготовляє винятково зелений чай, переважно високих за якістю ґатунків. Обсяг експорту незначний, основна частина споживається всередині країни. Індокитай. Основні виробники — Індонезія, В’єтнам та Бангладеш. Виготовляють як чорний, так і зелений чай, переважно невисокої якості. Африканський. Найбільше виробництво — в Кенії, також чай виробляють в Малаві, Уганді, Бурунді, Камеруні, Зімбабве, ПАР, Мозамбіку, Мавританії та інших країнах. Більшість африканських виробників чаю — колишні англійські колонії, де виготовлення чаю було налагоджено у XIX сторіччі. Африканський чай — виключно чорний, різаний, невисокої якості, з гарною екстрактивністю та різким смаком. Зустрічається у складі купажованих чаїв разом з індійським або цейлонським.

Турецький. Виключно чорний чай, різаний, здебільшого середньої або низької якості, з поганою екстрактивністю, для приготування вимагає не заварювання, а кип’ятіння.

За окисленням

Білий чай — проходить мінімальну кількість стадій обробки в процесі виробництва. Зазвичай це — в’ялення і сушка. Не зважаючи на назву, білий чай має вищу міру окислення, ніж більшість зеленого чаю — до 12 %, тому і настій він дає темніший, всупереч поширеній помилці. Зелений чай — на початку обробки іноді фіксується парою температури 170 — 180°С; окислення продовжується не більше двох днів, після чого зазвичай припиняється нагріванням (традиційно в горщиках, як прийнято в Китаї або під парою, як прийнято в Японії), або взагалі не проводиться. В результаті чай стає окисленим на 3—12 %. Жовтий чай — окислюється на 3—12 %, майже як зелений, але перед сушкою проходить процедуру закритого «томління». Улун — чай, окислений на 30—70 %. В Китаї називається «синьо-зеленим» або «блакитним». Має кілька градацій за ступенем окислення — від найслабшого до найбільшого, який за властивостями є подібним до чорного чаю. Чорний чай(за китайською термінологією червоний або багряний) — окислюється майже повністю (на 80%), термін окислення — від двох тижнів до місяця, хоча існують і скорочені процеси. Пуер(або за китайською термінологією, чорний) — ферментований чай, виготовляється із старого листя старих кущів. Після доведення до стану зеленого чаю, ферментується в точному сенсі цього слова від кількох місяців до кількох років. Пуер має два основних типи:готовий і сирий.

За типом листа та його обробки

Нижченаведена класифікація майже не стосується китайських та японських чаїв. Запроваджена європейцями, вона здебільшого використовується для цейлонських, індійських, африканських, індокитайських чаїв.

Цілолисті чаї

Тіпсовий чай. Загальне маркування чаю з додаванням чайних бруньок, що не розпустилися.  Оранж пеко. Він же — байховий чай. Чай з наймолодшого листя (як правило, перших двох листків), іноді з додаванням бруньок — тіпсів. Базовий ґатунок листового чаю. Оранж пеко із додаванням тіпсів є набагато ароматнішим, смачнішим та ціннішим. Довголисті чаї — чаї цього ґатунку виробляються з великого, не дуже старого листя. Сушонг — чай з нижнього, найстарішого листя.

Чай з ламаного або різаного листя

Ламане листя може утворюватися як відхід виробництва листового або подрібнюватись (різатись) спеціально. Чай з ламаного листя відрізняється більш високою екстрактивністю, тобто він заварюється швидше, а настій виходить міцнішим і терпкішим, але має гірший аромат і менш тонкий смак. Класифікація ламаного чаю аналогічна класифікації листових Чаї низького ґатунку Чай з листя, спеціально подрібненого, а також з відходів чайного виробництва, що утворюються при сортуванні або просіюванні. Гранульований чай — чай, листя якого, після окислення, пропускають через валики з дрібними зубцями, які, обертаючись, ріжуть і скручують чайний лист. Цей метод нарізки дає менше відходів, ніж традиційний. Як сировина, використовуються не лише перші два-три листи, але й старе листя. Цей чай при заварюванні є більш міцним і має більш терпкий смак та яскравий колір, але менш багатий аромат, ніж листовий чай. Чай в пакетиках. Для пакетування використовується гранульований чай або чайна крихта і пил, які пакуються в пакетики з фільтруючого паперу, інколи тканини. Буває як чорним, так і зеленим. Популярні в США і Європі пакетики для чаю були випадково винайдені нью-йоркським торговцем Томасом Саліваном. У червні 1908 року він, відправляючи зразки потенційним покупцям, вирішив заощадити і поклав по декілька пучків чаю у невеликі шовкові мішечки. Його клієнти, не маючи будь-яких інструкцій, опустили мішечки з чаєм у гарячу воду. Зелений або чорний цегляний чай, що виготовляється зі старого листя, підрізного матеріалу і навіть гілок шляхом пресування, облицьований порівняно високоякісним чайним матеріалом. Вміст облицювального матеріалу має бути не менше 25 %, загальний вміст чайного листя — не менше 75 %. Відрізняється яскраво вираженим терпким смаком з тютюновим відтінком і слабким ароматом. Може довго зберігатися. Популярний у Центральній і Північно-східній Азії. Чорний плитковий чай, що виготовляється з чайної крихти і пилу шляхом пресування з попереднім обжарюванням і пропарюванням при температурі 95 — 100°С. Відрізняється високою екстрактивністю. Розчинний чай, що є порошком дегідратованого завареного чаю. Його слабкий букет зазвичай компенсується штучною ароматизацією.

За сезоном збирання

Чаї найкращих ґатунків збирають в певну пору року, а деякі, навіть, в певний день року. Такі чаї майже ніколи не збирають під час мусонів, взимку або між загальноприйнятими у регіоні періодами збирання. Якісні чаї різних сезонів не змішують, оскільки вони істотно відрізняться один від одного за смаком та ароматом. В Китаї найбільше цінуються найперші весняні чаї; в Індії, окрім весняних, також вважаються дуже цінними літні чаї, які називаються “мускатель”; у Тайвані також виробляють виключної якості зимові улуни.

Кофеїн

Кофеїн — ксантиновий алкалоїд, знаходиться у листі бобів кавового дерева, чаю, мате, ягодах гуарани, а також у невеликих кількостях у какао та горіхах кола. Стимулятор центральної нервової системи, компонент тонізуючих напоїв та полегшуючих дихання лікарських засобів. У рослинах кофеїн відіграє роль природнього пестициду, який паралізує та вбиває комах-паразитів. Кофеїн – безбарвна, гіркого смаку, кристалічна речовина, за структурною будовою гетероциклічний алкалоїд пуринового ряду. Вперше був добутий з кавового екстракту в 1821 році. У природі в значних кількостях знаходиться у чайному листі, кавових та какао бобах, у листі мате.

Напої, що містять кофеїн – кава, чай, енергетичні напої – популярні настільки, що кофеїн є найпоширенішим легальним психотропним наркотиком у світі. У природі кофеїн зустрічається у різних концентраціях разом із іншими ксантиновими алкалоїдами теофіліном та теоброміном, які є кардіостимуляторами. Кофеїн може мати різний ефект залежно від його походження, що пояснюється в першу чергу різною концентрацією інших стимуляторів та швидкістю абсорбції.

Джерела кофеїну

Кофеїн – алкалоїд рослинного походження, знаходиться у деяких рослинах, найбільш відомі з яких кавове дерево, чай, какао. Мате та гуарана як джерела кофеїну використовуються рідше, в основному для приготування чаю і, останнім часом, енергетичних напоїв. Альтернативні назви кофеїну — матеїн та гуаранін — походять від назв цих двох рослин відповідно. Головним джерелом кофеїну є кавові боби (насіння кавового дерева), з яких готується кава. Вміст кофеїну у каві може широко змінюватись в залежності від сорту кавових бобів та методу приготування, але в середньому одна порція кави (30мл) містить від 40мг кофеїну для еспрессо з арабіки до 100мг для міцної кави. В загальному, добре просмажена кава містить менше кофеїну, ніж слабо просмажена. Сорт кави Арабіка зазвичай містить менше кофеїну, ніж сорт Робуста. У каві також міститься невелика кількість теофіліну і немає зовсім теоброміну. Багато культур використовують як джерело кофеїну чай. Чай зазвичай містить приблизно вдвічі менше кофеїну ніж кава, залежно від міцності напою. Деякі сорти чаю, наприклад чорний, містять трохи більше кофеїну, ніж інші сорти. У чаї також знаходиться невелика кількість теоброміну і дещо більше теофіліну, ніж у каві. Кофеїн також є інгредієнтом безалкогольних напоїв таких, як кола, що виготовляється із горіхів кола. Безалкогольні напої зазвичай містять від 10 до 50мг кофеїну на порцію. На відміну від них, енергетичні напої містять близько 80мг кофеїну на порцію. Гуарана, основний складник енергетичних напоїв, має високий вміст кофеїну і низький теоброміну та теофіліну. Шоколад, що виготовляється з какао є слабким стимулятором, переважно завдяки вмісту в ньому теоброміну та теофіліну, хоча він також містить невелику кількість кофеїну. Але вміст цих речовин у шоколаді надто малий для ефекту, який можна порівняти із дією кави на організм людини. Плитка молочного шоколаду вагою 28г містить приблизно стільки кофеїну, як і чашка декофеїнізованої кави. Кофеїн також продається як медикамент у вигляді таблеток.

Фармакологічні властивості

Кофеїн є стимулятором центральної нервової системи (ЦНС); дослідження показують, що кофеїн підсилює процеси збудження в корі головного мозку, у відповідних дозах він підсилює позитивні умовні рефлекси і підвищує рухливу активність. Стимулююча дія призводить до підвищення розумової та фізичної працездатності, зменшення втоми та сонливості. Великі дози, щоправда, можуть призводити до виснаження нервових клітин. Дозування кофеїну повинне враховувати індивідуальні особливості нервової діяльності. Кофеїн послаблює дію снодійних та наркотичних речовин, підвищує рефлекторну збудливість спинного мозку. Серцева діяльність під дією кофеїну підсилюється, серцеві скорочення стають більш інтенсивні та частіші. У колаптоїдних і шокових станах артеріальний тиск під дією кофеїну підвищується, однак при нормальному артеріальному тиску суттєвих змін не відбувається, так як одночасно із збудженням судинного центру та серця розширюються також судини скелетних м’язів та інших органів тіла (мозку, серця, нирок) (щоправда судини органів черевної порожнини звужуються). Під дією кофеїну підсилюється секреторна діяльність шлунку. Кофеїн застосовується при отруєнні наркотиками. Тоді як кофеїн є відносно безпечним для людей, ця речовина значно токсичніша для деяких тварин – собак, коней, папуг – внаслідок набагато слабшої здатності до метаболізму кофеїну.

Метаболізм кофеїну та дія на організм людини

Метаболізм кофеїну у печінці людини: утворюються параксантин (84%), теобромін (12%) та теофілін (4%)Основний шлях дії кофеїну: блокування аденозинових рецепторів у головному мозку. Кофеїн повністю всмоктується в шлунку та тонкій кишці через 45 хвилин після вживання. Після вживання кофеїн має період напіввиведення з організму від 3,5 до 6 годин. Кофеїн легко розповсюджується по організму. Тривале вживання призводить до звикання. При відмові від постійного вживання організм стає надчутливим до аденозину, що викликає раптове підвищення кров’яного тиску, що викликає головні болі та інші негативні симптоми. Кофеїн розкладається у печінці на три диметилксантинові речовини, кожна з яких має свій вплив на організм: Параксантин (84%) – має ефект посилення розщеплення жирів. Теобромін (12%) – розширює судини і підвищує кількість сечі. Теобромін міститься у какао, відповідно і в шоколаді. Теофілін (4%) – розслаблює гладкі м’язи у бронхах і внаслідок цього використовується у лікуванні астми. Щоправда, терапевтична доза теофіліну є у кілька разів вища, ніж та, що отримується внаслідок метаболізму кофеїну. Кожна із цих речовин далі розкладається і виводиться з організму разом із сечею. Молекула кофеїну структурно подібна до молекули аденозину, і може зв’язуватись із специфічними аденозиновими рецепторами мозку. Аденозин зменшує процеси збудження в мозку, відповідно заміщення його кофеїном призводить до стимулюючого ефекту. При тривалому вживанні кофеїну можливе утворення в клітинах мозку нових аденозинових рецепторів, внаслідок чого дія кофеїну послаблюється. Разом з тим, при раптовому припиненні вживання кофеїну аденозин займає всі доступні рецептори, що може привести до підсилення гальмування з явищами втоми, сонливості, нудоти, депресії тощо. Ці симптоми проявляються через 12-24 години після припинення вживання кофеїну і можуть тривати від одного до п’яти днів. При цьому анальгетики, наприклад, аспірин, можуть полегшувати головний біль, так само як і невеликі дози кофеїну.

Передозування 

Мінімальна смертельна доза кофеїну складає 3200 мг із введенням прямо у кров. LD50 для кофеїну встановлено на рівні 13-19г перорально для середньої дорослої людини. LD50 для кофеїну залежить від ваги та індивідуальної чутливості і становить 150—200мг на 1кг маси тіла, що відповідає приблизно 140—180 чашкам кави для дорослої людини протягом відрізку часу, що залежить від періоду напіввиведення кофеїну з організму. Період напіввиведення становить від 3,5 до 10 годин, для дорослих людей — в середньому 5 годин. Контрацептиви збільшують цей період до близько 12 годин; для жінок більше 3 місяців вагітності він становить 10-18 годин. У дітей період напіввиведення кофеїну з організму зазвичай більший, ніж у дорослих. Хоча досягти смертельну дозу кофеїну кавою практично неможливо, траплялися випадки смерті через умисне передозування таблетками кофеїну. Передозування кофеїном призводить до кофеїнової інтоксикації або отруєння кофеїном. Симптоми отруєння як психологічні, так і фізіологічні: неспокій, нервовість, збудливість, безсоння, діурез, посмикування м’язів, непослідовні думки і мова, параноя, аритмія серця, тахікардія, підвищений кров’яний тиск, частий пульс. У виняткових випадках може спостерігатись манія, депресія, дезорієнтація, галюцинації, психози.

ПРАКТИЧНЕ ДОСЛІДЖЕННЯ

У ході дослідження ми провели опитування. Було опитано 50 осіб Питання 1: який сорт чаю ви купуєте найчастіше? (Додаток 1) Питання 2: Чи вважаєте важливим наявність на упаковці інформації про вміст у чаї кофеїну? А) так дуже важливо – 77%; б) ні, не важливо – 23% При позитивній відповіді на це питання, питали, чому для вас важливо знати про зміст кофеїну в чаї? Городяни відповідали, тому що кофеїн стимулює психічну діяльність і рухову активність, добре володіти цією інформацією, щоб безпомилково вибрати: який напій тебе підбадьорить, а який не слід пити перед сном. Провівши опитування серед городян, як об’єкт дослідження, були відібрані 10 торгових марок чаю: 1 вид білий, 4 види чорного та 5 видів зеленого (за результатами опитування) Практичну роботу почали з вивчення написи на упаковках: нас цікавила наявність інформації про місце, час збору чайного листа, місце фасування. Результати представлені в таблиці. Інформація з упаковки чаю показує, що жоден виробник протестованих сортів не вказав на упаковці час і місце збору чаю. (Додаток 2)

Отримання кофеїну з чаю

У фарфоровий або металевий тигель поклали подрібнений в ступці чорний чай – (чайна ложка) + 2г оксиду магнію (купили в аптеці «палену магнезію», «окис магнію»). Змішали дві речовини і поставили тигель на вогонь. Підігрів помірний, не надто енергійний, до 40 хв. Зверху тигля поставили склянку або фарфорову чашку і налили в неї холодної води. У присутність оксиду магнію кофеїн переганяється, тобто перетворюється на пару, минаючи стадію рідини. Потрапляючи на холодну поверхню, кофеїн повертається в твердий стан і осідає на дні чашки у вигляді кристалів. Припиняємо нагрівання, обережно знімаємо чашку з тигля і відскрібаємо кристали в чисту склянку. Переконаємося що це кофеїн. Необхідна якісна реакція: капнути 1-2 краплі концентрованої HNO3. Нагріємо колбу, поки суміш в ній не стане сухою. Кофеїн окислюється і перетворюється на помітну, оранжевого кольору – амалінову кислоту. Нейтралізуємо кислоту, додавши до неї 10 крапель концентрованого аміаку (продається в господарському магазині). Утворюється сіль червоного кольору – мурексідна сіль. Використовуємо різні сорти чаю. Отримані солі розчинний в дистильованій воді, довівши обсяг до 3 мл. Визначити концентрацію в порівнянні з контрольними шкалами. Контрольні шкали виготовляються таким чином: кофеїн, куплений в аптеці, перетворимо на мурексідну сіль за описаним вище рецептом. Зібрану сіль розчиняємо у 3 мл води і щільно закриємо пробками пробірки (в якості зразків). Правила виготовлення контрольних шкал:Одна таблетка містить кофеїну 0.2 г. Зробимо розрахунки – знайдемо масу води яку треба долити для отримання контрольних концентрацій.m(H2O)=m(кофеина)*w(кофеина)*100%

w(кофеина)

m(кофеина)

m(H2O)

V(H2O)

Кількість таблеток

0,5 %

0,1 г

20 г

20 мл

1\2

1 %

0,1 г

10 г

10 мл

1\2

1,25 %

0,1 г

8 г

8 мл

1\2

1,5 %

0,3 г

20 г

20 мл

3\2

1,75 %

0,1 г

5,7 г

5,7 мл

1\2

2 %

0,1 г

5 г

5 мл

1\2

2,25 %

0,2 г

8,9 г

8,9 мл

1

2,5 %

0,2 г

8 г

8 мл

1

5,75 %

0,2 г

7,3 г

7,3 мл

1

3 %

0,3 г

10 г

10 мл

3\2

З кожної колби відберемо по 3 мл розчину і порівняємо з розчинами, отриманими в досвіді. Якщо забарвлення розчину не відповідає жодній концентрації, виберемо середнє арифметичне між найближчими за забарвленням розчинами (додаток 3)

УЗАГАЛЬНЕННЯ

  1. З чайного листа отримали кофеїн. Кофеїн – кристалічна речовина; здатний переганятися без розкладання.   
  2. Довели його наявність характерною реакцією на кофеїн, отримавши оранжевого кольору амалінову кислоту, а потім мурексідну сіль.   
  3. Визначили його вміст у різних сортах чаю.
  4. При деяких дослідах не вдавалось отримати кофеїн білого кольору, це зумовлено домішками до чаю, і скоріш за все виділявся барвник.
  5. За результатами анкетування були відібрано найбільш популярні сорти чаю. Вивчивши написи на упаковках, дізналися, що виробники замовчують про місце і час збору чайного листа, обмежуючись написом про місце фасування.
  6. Гіпотеза про те, що найбільш популярні серед наших городян торгові марки чаю володіють великим вмістом кофеїну, частково підтвердилася.

ВИСНОВОК:

  1. Органолептично кількість кофеїну в чашці чаю можна побічно визначити за явно вираженою гіркоти (в не дорогих чаях) або за вишуканою і досить виразною терпкості (в елітних чаях). Чим більше гіркоти (терпкості), тим більше в чаї кофеїну.
  2. Якщо вам потрібен чай з невеликим вмістом кофеїну, який без ризику для сну можна пити увечері, купуйте крупно листовий чай.
  3. Щоб зменшити вміст кофеїну в чаї, але зберегти його аромат і смак, заварку треба залити окропом, через дві хвилини злити і заварити по-новому.
  4. Щоб уникнути підробок, не купуйте чаї в пакетиках: всередині можуть знаходитися тирса, барвники, ароматизатори та чайний пил.
  5. Не запивайте чаєм ліки: чайні таніни виведуть їх.

Чай пити не рекомендується:

  • при загостренні виразки шлунка
  • при гіпертонії
  • при будь-яких захворюваннях, що супроводжуються високою температурою
  • при загостренні захворювань нирок
  • при вагітності, коли є схильності до токсикозів
  • при психастенії, супроводжуються підвищеною збудливістю, безсонням
  • Міцний чай не рекомендується вживати при будь-яких захворюваннях, які протікають у важкій формі або в період загострення.

Робота присвячена дослідженням визначення вмісту кофеїну в різних сортах і торгових марках чаю.

ДОДАТКИ:

Додаток 1

Питання 1: який сорт чаю ви купуєте найчастіше?

Відповідь

%

Верблюд  (зелений)

8

Lipton White

10

Lipton (зелений)

15

Lipton (чорний)

12

Ahmad tea (зелений)

14

Greenfield (зелений)

5

Greenfield (чорний)

4

Hyleis (чорний)

3

Пуер

7

Бесіда (чорний)

16

Інше

9

Додаток 2

Інформація з пакування

Чай

Місце збору

Час збору

Місце фасування

1

Верблюд  (зелений)

Вказано

Не вказано

Вказано

2

Lipton White

Не вказано

Не вказано

Вказано

3

Lipton (зелений)

Не вказано

Не вказано

Вказано

4

Lipton (чорний)

Не вказано

Не вказано

Вказано

5

Ahmad tea (зелений)

Вказано

Не вказано

Вказано

6

Greenfield (зелений)

Не вказано

Не вказано

Вказано

7

Greenfield (чорний)

Не вказано

Не вказано

Вказано

8

Hyleis (чорний)

Не вказано

Не вказано

Вказано

9

Пуер

Не вказано

Не вказано

Вказано

10

Бесіда (чорний)

Не вказано

Не вказано

Вказано

 

Додаток 3

Результати визначення кофеїну в різних сортах чаю

Номер проби

Верблюд

(зелений)

Lipton White

Lipton (зелений)

Lipton (чорний)

Ahmad tea (зелений)

Greenfield (зелений)

Greenfield (чорний)

Hyleis (чорний)

Пуер

Бесіда (чорний)

1

1,5

1,7

2,2

2

1,8

2

2

1,5

1,2

2

2

1,8

1,6

1,8

1,6

2

2,2

1,8

1,4

1,2

2

Середнє значення

1,7

1,65

2

1,8

1,9

2,1

1,9

1,5

1,2

2

СПИСОК ВИКОРИСТАНИХ ДЖЕРЕЛ

1. http://www.tea.ru
2. www.alltea.ru
3. www.tea4you.ru
4. Чайний портал TEA.ru: все про чай і чай про все!
5. Москва. Видавництво «Радянська енциклопедія», 3-е видання 1978 Гол. ред. – А.М. Прохоров.
6. Москва Агропромиздат 1986. «Книга про смачну і здорову їжу” Гол ред. Покровський.
7. Воскресенський П.І. Довідник з хімії-М.: Просвещение, 1964
8. Гончаров А.І., Корнілов М.Ю. Довідник з хімії. – Київ: Вища школа, 1977р.
9. Конопльов Н.П. Хімікати з буфета .- М.: Смолоскип, 1985 г
10. Щеголевський Н.В. Вчимося вибирати чай. – Спб.: Російські аптеки № травні 2003
11. Шумаков А.Ю. Поезія чаю. – Спб.: Клубний журнал «Цілий світ чаю» № 4 2004р.

Редакція може не поділяти думку авторів і не несе відповідальність за достовірність інформації. Будь-який передрук матеріалів з сайту може здійснюватись лише при наявності активного гіперпосилання на e-kolosok.org, а також на сам матеріал!

Поширити
0