Исследовательская работа Заглянем в чашку чая

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение «Казанский национальный исследовательский технологический университет»

«НОБЕЛЕВСКИЕ НАДЕЖДЫ КНИТУ - 2013»

Номинация «Химия»

Исследовательская работа

«Заглянем в чашку чая»

Выполнила: Каримуллина Айзира Фанисовна,

ученица 9 класса МБОУ «Юлсубинская ООШ» Рыбно-Слободского муниципального

района РТ

Руководитель: учитель химии и биологии Салахиева Р.И.

Казань, 2013

Эчтәлек

Кереш.............................................................................................................................. 3

1. Эчемлек буларак чәй

1.1.Чәй тарихы............................................................................................................... 4

1.2. Чәй төрләре............................................................................................................. 5

2. Төп өлеш. Тәҗрибә-эксперименталь эш

2.1. Чәйнең химик составы........................................................................................... 6

2.2. Чәйнең төп компонентларын тәҗрибә юлы белән аерып алу......................... 8

2.3. Тирәлекнең рН ына бәйле рәвештә чәйнең төсе үзгәрү.................................. 10

2.4. Чәйнең организмга тәэсире................................................................................. 11

3. Юлсубино төп гомумбелем мәктәбе укучыларының чәйне куллануы........... 13

Йомгаклау .................................................................................................................... 14

Кулланылган әдәбият исемлеге.................................................................................. 15

Кушымта........................................................................................................................16

Кереш

Чәй барыбызга да билгеле көндәлек эчемлек һәм аннан башка тормышыбызны күзалдына китерү мөмкин дә түгел. Эссе көннәрдә сусауны яхшы баса торган чәйдә гадәти булмаган нәрсәләр юктыр кебек тоела. Ә шулай да нәрсә соң ул чәй?

Без чәйгә химик күзлектән чыгып карарга булдык. Шуңа күрә тикшерү объектыбыз булып чәйнең төрле сортлары тора.

Тикшерү базасы: Юлсубино төп гомумбелем мәктәбенең химия-биология кабинеты.

Тикшерү предметы. Чәй компонентлары, чәйнең кайбер химик үзлекләре һәм организмга тәэсире.

Тикшерү максаты. Чәйнең составын һәм үзлекләрен өйрәнү, аның белән тәҗрибәләр өйрәнү.

Тикшерү фаразлары. Гадәти мәктәп лабораториясендә чәйнең компонентларын аерып алырга һәм алар белән тәҗрибәләр үткәрергә мөмкин.

Бурычлар. Чәйне компонентларга аеру методикасын өйрәнү, чәйнең төрле төрләрен составы һәм үзлекләре буенча чагыштыру, эксперимент үткәрү.

1. Эчемлек буларак чәй

1.1. Чәй тарихы

Кытай теленнән чәй "яшь яфракчык" дип тәрҗемә ителә. Чәй Кытайда 5000 ел элек үк билгеле һәм халык хуҗалыгында зур әһәмияткә ия. Шуңа күрә аның чыгышы Кытай белән бәйле. Кытай елъязмаларында чәйнең уңай тәэсире турында түбәндәге сүзләр язылган: "Рухны күтәрә, йөрәкне йомшарта, гәүдәне җиңеләйтә һәм сафландыра, фикерләүне яхшырта һәм ялкауланырга юл куймый" [6, 294].

Европага чәйне 1517 елда Португалия диңгезчеләре алып керә, ләкин эчемлек буларак ул XVIII гасырда гына тарала.

1638 елда Мәскәүгә патша Михаил Фёдоровичка монголлы Алтын-ханнан бүләк итеп чәй җибәрелә. Русларга чәй бик ошый. Тулада чәй кайнату өчен самоварлар җитештерелә башлый. Чәйне күп куллануга карамастан, чәй үсемлекләрен үстерү һәм чәй җитештерү Россиядә XIX гасыр ахырына кадәр Кытай сере булып кала бирә. Кыргый үсемлек буларак беренче чәй куагы 1814 елда Кырымда Никитск ботаника бакчасында утыртыла. 1833 елда берничә чәй куагы Закавказьега күчерелә. Совет власте урнашканнан соң чәй күпләп үстерелә башлый. Чәй плантацияләренең күп өлеше Грузиядә, Азейрбаҗанда, Краснодар краенда һәм элеккеге СССРның башка районнарында урнаша. Чәйне авыл хуҗалыгы культуралары игәргә яраклы барлык туфракта да үстерергә була.

Селекционерлар, урынның климатик шартларын исәпкә алып, чәй сортларын яхшырту өстендә даими эшлиләр. Хәзер чәй Кырымда, Кубаньда, Төньяк Кавказда үстерелә.

1.2. Чәй төрләре

Чәй куагы мәңге яшел күпьеллык куак, чәйлеләр семьялыгына керә. Ул -23⁰С га кадәрге кыска вакытлы салкыннарга чыдам, ләкин салкын районнарда уңышны аз бирә. Чәй куагы тигезлекләрдә һәм диңгез өсте тигезлегеннән 700-800 м биеклектә дә үсә ала. Чәйнең бәбәкләре 11-12⁰С температурада үсә башлый [5, 33]. Башка үсемлекләрдән аермалы буларак, чәй куагы көз көне чәчәк ата. Җимшәннәр куакларда кышлыйлар, ә язын үсә башлыйлар; орлыклары октябрьдә өлгерә.

Чәй куагының яшь бәбәкләренең очтагы яфракларын (флешларын) җыялар. Флешлар никадәр йомшак булса, чәйнең сыйфаты шулкадәр яхшырак була. Күбрәк яшь бәбәкләр үссен өчен, чәй куагын һәр елны яз көне очтан кисәләр һәм ул үзенчәлекле формага керә. Яшь куакларның яфракларын беренче тапкыр 4 нче елында апрель ахырыннан яки май башыннан алып октябрьгә кадәр җыялар. Бәбәк очындагы өч яфраклы нормаль флешларны һәм үсүләре тукталган түбәнге флешлар җыялар. Төрле бәбәкләрдә флешлар төрле вакытта өлгергәнлектән, чәй яфракларын җыю өзлексез дәвам итә. Түбән флешларны җыюга ук фабрикага озатып, кара һәм яшел чәй хәзерлиләр.

Шиңгән, озак торган яфраклар сыйфатларын югалталар, кайвакыт эшкәртүгә инде яраксыз булалар. Яфраклар башта киштәләрдә шиңдерелә, алар йомшара һәм бөтәрләнә. Бу вакытта аларда яфракларның химик составын шактый үзгәртүче ферментация процессы бара. Ферментация процессы ахырына яфраклар бакырсыман-кызыл төскә керә һәм үзенчәлекле искә ия була. Аннары аларны махсус киптергечләрдә киптерәләр, бу вакытта яфраклар карала. Шулай итеп кара чәй алалар.

Яшел чәйне дә шундый ук чималдан хәзерлиләр, ләкин эшкәртү ысулларында берникадәр аерма бар. Яшел чәй әзерләгәндә яфракларны ферментацияләмичә, шунда ук киптерәләр. Яфраклар яшел төсен югалтмый һәм шулай ук төргә хас табигый үзлекләр дә саклана.

"Каркаде" чәе - чәчәк эчемлеге, Гарәп, Судан, Малайзиядә үсүче гибискус үсемлегенең чәчәк кәсәсе яфракчыкларыннан хәзерләнә.

2. Төп өлеш. Тәҗрибә-эксперименталь эш

2.1. Чәйнең химик составы

Эшнең максаты чәйнең химик составын өйрәнү булганлыктан, фәнни әдәбияттан чәйнең химик составы турында мәгълүматлар алдык [4, 44], (Кушымта, таблица 1). Бу саннар кара чәйнең составын чагылдыра. Яшел чәйнең составы дубиль матдәләр һәм кофеин микъдары буенча бераз аерыла.

"Каркаде" чәе җиләк-җимеш кислоталарына, алыштыргысыз аминокислоталарга, җиңел үзләштерелә торган углеводларга, микро-, макроэлементларга бай. Каркадеда күз күремен яхшыртучы, күз авыруларын дәвалауга ярдәм итүче кверцетин бар [7].
Чәйнең иң әһәмиятле состав өлеше-дублагыч матдәләр, алкалоидлар, витаминнар.

Дублагыч матдәләр чәйгә тәм бирүче танин һәм катехиннан торучы катлаулы полифенол кушылмалар катнашмасыннан гыйбарәт.

Чәйдәге алкалоидлардан (азотлы органик кушылмалар) иң билгелесе- кофеин, ул яшәү көчен һәм күңел күтәренкелеген арттыра. Азрак микъдарда чәйдә кан тамырларын киңәйтүче һәм сидек кудыручы үзлекләргә ия булган алкалоид-теофиллин да бар.

Чәй витаминнарга бай.

Каротин - А провитамины, лайлалы тышчаларның нормаль халәтен тәэмин итә, күз күремен саклый.

В₁ витамины нерв системасының нормаль эшләвен тәэмин итә.

В₂ витамины тирегә эластиклык һәм сәламәт төс бирә, әлеге витамин җитешмәгәндә дерматитлар, конъюнктивит, чәч коелу күзәтелә.

С витамины организмның инфекцион авыруларга каршы торучанлыгын арттыра. Бу витамин җитешмәгәндә капиллярларның үткәрүчәнлеге арта, матдәләр алмашы бозыла, цинга үсеш ала.

Р витамины кан тамырларының стеналарын ныгыта. 3-4 чокыр яхшы куелыктагы чәй эчеп, организмның әлеге витаминга тәүлеклек ихтыяҗын канәгатьләндерергә мөмкин.

РР витамины матдәләр алмашы процессларында әһәмиятле роль уйный. Әлеге витамин җитешмәгәндә пеллагра авыруы килеп чыга.

К витамины канның оюында катнаша. Аның җитешмәве канның оючанлыгы кимүгә һәм эчке кан савуларга, кан китүләргә сәбәпче була.

Чәйнең составы белән якынча гына танышу да чәй яфрагында табигатьнең үзенчәлекле химик склад тудыруын күрсәтә [3, 183].

2.2. Чәйнең төп компонентларын тәҗрибә юлы белән аерып алу

Кофеинны аерып алу [2, 67]

Фарфор яки металлик тигельгә (стакан кебек биек теләсә нинди металлик савыт кулланырга мөмкин) 1 чәй калагы төелгән кара чәй һәм якынча 2 г магний оксиды салалар. Ике матдәне катнаштырып, тигельне утка куялар. Җылыту уртача булырга тиеш. Тигель өстенә салкын су салынган фарфор чынаяк урнаштыралар. Магний оксиды катнашында кофеин куыла, ягъни сыеклык стадиясен читләтеп, парга әйләнә. Салкын өслеккә эләгеп, кофеин төссез кристаллар формасында чынаяк төбенә утыра. Җылытуны туктатып, чынаякны тигельдән сак кына алалар һәм чиста склянкага кристалларны җыеп алалар.

Кофеин табылуга ышану өчен сыйфат реакциясе үткәреп карарга мөмкин. Берничә кофеин кристаллын фарфор пластинакага урнашытырып, 1 тамчы куертылган нитрат кислотасы өстиләр. Пластинкадагы катнашма кипкәнче җылыталар. Бу вакытта кофеин оксидлаша һәм кызгылт-сары төстәге амалин кислотасына әверелә.

10 тамчы куертылган аммиак өстәп кислотаны нейтральләштергәндә кызыл, аннары шәмәхә төскә күчүче тоз барлыкка килә.

Танинны аерып алу

50 г яшел чәйгә ярты стакан кайнаган су салалар һәм көчсез утта, эрүчән матдәләрне тулырак аеру өчен, 1 сәгать дәвамында кайнаталар. Катнашманы берничә кат марля аша фильтрлыйлар; фильтрдагы катнашманы кайнар су белән юалар. 1 стаканга якын саргылт-яшел эремә табыла, аңа 15 г кургаш ацетаты салалар. Кургаш танаты утырымы барлыкка килә. Утырымга 1 стакан кайнар су өстиләр, бутыйлар, тондыралар һәм утырым өстендәге сыеклыкны аерып алалар. Бу операцияне утырымнан кургаш ионнарын аерып алу өчен 3 мәртәбә кабатлыйлар. Кургаш ионнары беткәнлеген тикшерү өчен пробиркага сыеклыкның пробасын алалар һәм аңа берничә тамчы сыегайтылган сульфат кислотасы өстиләр. Эремәдә кургаш ионнары булса, РbSO₄ ак утырымы төшә.

Реакция тискәре булса, кургаш танаты утырымын фильтрда 1% лы сульфат кислотасы эремәсе белән (якынча 50 мл кислота тотыла) юдыралар. Эремәне җыеп, тамчылап 0,5% лы барий гидроксиды эремәсе өстәп, кислотаны нейтральләштерәләр. Барлыкка килгән барий сульфаты утырымын фильтрлап аерып алалар:

Ba(OH)₂ + H₂SO₄ = BaSO₄↓ + 2H₂O

Калган үтә-күренмәле эремәдә танин була. Эремәне су мунчасында кипкәнче парга әйләндерәләр. Аннары танинны төптән кырып алалар һәм изәләр.

Танин белән берничә кызыклы тәҗрибә үткәрергә мөмкин.

1 нче тәҗрибә. 0,5 г танинны 40 г суда эретәләр һәм тимер (III) хлориды эремәсе өстиләр. Эремә шунда ук кара төскә керә - борынгы кара табыла (ләкин элек танинны имән чикләвегеннән алганнар).

2 нче тәҗрибә. 0,3 г танинны пробиркага салалар һәм 3 тамчы куертылган хлорид кислотасы өстиләр. Кызыл төстәге флобафен барлыкка килә.

3 нче тәҗрибә. Көмеш нитраты AgNO₃ эремәсенә бераз танин өстиләр. Көрән төстәге көмеш танаты утырымы төшә.

4 нче тәҗрибә. 2% лы хлорид кислотасы эремәсендә 0,3 г чамасы ванилин эретәләр һәм 0,1 г танин өстиләр. Эремә кура җиләге төсенә керә. Бу реакция танинга гына хас түгел, ә күпчелек дубиль матдәләр караган катехиннар классы матдәләренә туры килә.

2.3. Тирәлекнең рН ына бәйле рәвештә чәйнең төсе үзгәрү

Кайнатылган чәй төрле төстә була. Бигрәк тә "Каркаде" чәе матур төстә, чөнки ул гибискус үсемлегенең ачык төстәге чәчәкләреннән хәзерләнә.

Чәйнең төсе чәчәкләр, җиләк-җимеш һәм яшелчәләр күзәнәк согындагы буягыч матдәләр - антоцианнар микъдарына бәйле. Антоцианнарның төсе тирәлек реакциясенә бәйле рәвештә үзгәрергә мөмкин.

Чәйнең төсе кислота һәм селтеләр белән тәэсир иткәндә үзгәрәчәкме дигән сорау моны тикшерергә этәрде. Яшел һәм кара чәй яфраклардан алынгач, антоцианнар анда юк диярлек. Шуңа күрә анда чәйнең төсе үзгәрмәде (Кушымта, таблица 2).

"Каркаде" чәе белән кызыклы тәҗрибәләр үткәрергә мөмкин. Эчемлеккә бераз селте өстәгәндә төс ачык кызылдан ачык яшелгә кадәр үзгәрә. Универсаль индикатор кәгазе белән тирәлекнең рН ын үлчиләр (Кушымта, таблица 3).

Нәтиҗә. "Каркаде" чәен индикатор сыйфатында кулланырга мөмкин [4, 45].

2.4. Чәйнең организмга тәэсире

Чәй танин, катехин, кофеин, теофиллин, витаминнарны үз эченә алган физиологик актив матдәләр җыелмасына бай.

Хәзерге заман тикшеренүләре катехиннарның хромосомаларны төрле факторларның җимергеч тәэсиреннән саклавын, организмнан радиоактив стронцийны чыгаруны тизләтүен күрсәтә.

Чәй яфрагының төп актив компоненты - кофеин. Ул йөрәк мускулының эшчәнлеген көчәйтә, мидәге кан тамырларын киңәйтә.

Чәй яфрагы составына керүче теофиллин бөерләрнең эшчәнлеген стимуллаштыра, йөрәктәге кан тамырларын киңәйтә, эчке органнарның шома мускулларын йомшарта һәм шулай итеп үт юлларының яки бронхларның авыртуын бетерә, шулай ук күпмедер дәрәҗәдә миокард инфарктының килеп чыгу куркынычын киметә.

Чәйдәге таниннар - дубиль матдәләрнең үзенчәлекле фракциясе, фармакологик тәэсире буенча Р витаминына якын: капилляр кан тамырларының стеналарын ныгыта һәм эчке кан савуларны кисәтә.

Танин барлык органнарда С витамины туплануга ярдәм итә, әлеге витаминның организмда тулырак үзләштерелүен тәэмин итә һәм, шулай итеп, күп авыруларның килеп чыгуын булдырмый кала. Чәйдәге таниннар С витамины белән комбинациядә ялкынсынуларга каршы көчле тәэсир ясый [1, 536].

Куе чәйне агуланулар вакытында ярдәм күрсәтү сыйфатында, сулыш органнары һәм йөрәк эшчәнлеге бозылганда, ярсыткыч чара буларак, бирергә мөмкин.

Ләкин куе чәйнең ритм бозылган йөрәк авырулары, невроз, ашказаны һәм уникеилле эчәк язвасы вакытында эчәргә ярамавын истән чыгармаска кирәк. Әгәр өлкән яшьтәге кеше эч кибеп тилмерсә, куе чәй эчәргә киңәш ителми. Куе чәй кан басымын күтәргәнлектән, гипертоник авырулар вакытында аны кулланырга ярамый. Сөт чәйнең тәэсирен йомшарта.

Кояштан пешүләр вакытында куе чәйдән куелган компресслар авыртуны баса һәм тире ялкынсынуын киметә. Кояшка чыгар алдыннан тәннең ачык урыннарын заварка белән сыласаң, кояшта пешү булмый. Яшел чәй аз дозада атеросклероз вакытында файдалы.

Күп илләрнең фитотерапевтлары чәйне даими кулланганда анкологик авырулар килеп чыкмый дип саный. Көнчыгышта: "Чәй никадәр яшел булса, саулык шул кадәр ныграк!"- диләр.

АКШ, Германия һәм Япониядә үткәрелгән тикшеренүләр "Каркаде" чәе составында кеше организмы өчен җитәрлек микъдарда барлык витаминнар булуын күрсәтә. Бу чәй кан тамырлары стеналарын ныгыта, кан басымын нормальләштерә, авыртуны баса һәм сидек кудыра, үт сыекчасы эшләнүен яхшырта һәм бавырны зарарлы тәэсирләрдән саклый.

3. Юлсубино төп гомумбелем мәктәбе укучыларының чәйне куллануы (социологик сорашу)

Эшне үтәгән вакытта чәй турында файдалы һәм кызыклы күп информация табылды. Фәнни мәгълүматлар буенча яшел чәй, кара чәй белән чагыштырганда, дәвалау үзлекләренә күбрәк ия, ләкин яшел чәйне кешеләр сирәгрәк куллана. Моны тикшерү өчен мәктәп укучылары арасында социологик сорашу үткәрелде. Укучыларга түбәндәге сораулар бирелде:

1. Сез нинди чәй кулланасыз?

2. Куе чәй яратасызмы яки юкмы?

3. Көнгә ничә стакан чәй эчәсез?

Сорашу вакытында 34 укучыга сораулар бирелде. Сорашу нәтиҗәләре 4 нче таблицада китерелә (Кушымта, таблица 4).

Социологик сорашу күрсәткәнчә, күпчелек кара чәйгә өстенлек бирә. Яшел чәйнең һәм "Каркаде" чәенең файдалы үзлекләре турында күбесе белми һәм чәйнең әлеге төрләрен файдаланып карамаганнар. Укучыларның чәйгә карашы гаиләдә формалаша. Безнең караш буенча, чәйнең файдалы төрләрен пропагандалау буенча аңлату эшләре үткәрергә кирәк.

Йомгаклау

Үткәрелгән тикшеренүләр нәтиҗәсендә чәй турында шактый файдалы мәгълүмат алынды:

• чәйнең химик составы бик катлаулы;

• чәй составындагы компонентларны эксперименталь юл белән аерып алырга һәм алар белән кызыклы тәҗрибәләр үткәрергә мөмкин;

• "Каркаде" чәендә, индикатор кебек тәэсир итүче, буягыч матдә бар;

• чәйнең организмга биологик тәэсире күпкырлы;

• кешеләрнең күпчелеге кара чәйгә өстенлек бирә;

Әлеге хезмәт нәтиҗәсен чәйнең файдасы турында әңгәмәләр үткәргәндә, шулай ук химия һәм биология дәресләрендә өстәмә материал сыйфатында кулланырга мөмкин.

Чәй файдалы булуга карамастан, куе чәйне балаларга һәм яшүсмерләргә куллануны чикләргә кирәк.

Кулланылган әдәбият исемлеге:

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

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

3. Пашинский В.Г. Растения в терапии и профилактике болезней. Томск : Изд-во Томского университета, 1989, с. 183;

4. Первое сентября. Химия. № 21, 1-15 ноября, 2008, с.42-47.

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

6. Ужегов Г.Н. Основные лекарственные растения. М.: АСТ, 2000, с.294;

7. ja-zdorov.ru carkade.html

Кушымта

Таблица 1

Чәйнең химик составы

Матдәләр

Микъдары, %

Дубильные вещества

30

Аксым

16

Шикәр

2 гә кадәр

Кофеин

5

Теофиллин

Аз

Клетчатка

Аз

Крахмал

Аз

Витамин С

Аз

Витамин В₁

Аз

Витамин В₂

Аз

Витамин К

Аз

Витамин Р

Аз

Витамин РР

Аз

Каротин (провитамин А)

Аз

Калий

Аз

Кальций

Аз

Магний

Аз

Тимер

Аз

Марганец

Аз

Бакыр

Аз

Кушымта

Таблица 2

Чәйнең төсенә кислота һәм селтеләрнең тәэсире

Реактив

Чәй сорты

Кара

Яшел

Селте

Эремә карала

Эремә карала

Кислота

Төсе үзгәрми

Төсе үзгәрми

Кушымта

Таблица 3

"Каркаде" чәенең тирәлек рН ына бәйле рәвештә төсе үзгәрү

рН

Эремә төсе

3,0

Ачык кызыл

5,0

Кызыл

6,0

Кызгылт-көрән

7,0

Көрәнсу-кара

8,0

Көрәнсу-яшел

10,5

Саз төсе

12

Ачык яшел