洞庭碧螺春茶文化中的化学

苏州饮食文化中的化学《吴文化与化学》校本课程-1-洞庭碧螺春茶文化中的化学（详案）【引入】（PPT1）中国自古以来都是一个茶文化大国，茶文化底蕴丰厚，源远流长。中国的茶叶种类繁多，按照茶叶发酵的程度和加工工艺的不同，可以分为绿茶、白茶、黄茶、乌龙茶、红茶和黑茶六大类。（PPT2）我们吴文化地区历来是中国茶文化发展的繁荣地区，吴地人民好喝绿茶，所以绿茶品种丰富，质量上乘，例如苏州的洞庭碧螺春、无锡的太湖银毫、宜兴的阳羡雪芽等。（PPT3）而其中最著名的是我们苏州的洞庭碧螺春茶，它被列入中国十大绿茶之列。碧螺春茶文化在中国之所以源远流长，其人文文化发展的背后一定离不开科学文化的支持和助推，今天这节课就让我们从化学的视角出发来剖析一下碧螺春茶文化中的化学奥秘。一、洞庭碧螺春雅名的由来和特点【讲解】（PPT4）洞庭碧螺春茶最早被称为“洞庭茶”，又叫“吓煞人香”，都因其产地和气味芳香而得名。后清朝康熙南巡至洞庭山的时候，品洞庭茶。因此茶条索紧结，蜷曲似螺，又觉得“吓煞人香”不雅，于是赐名“碧螺春”，又因为产自洞庭山，也叫洞庭碧螺春。（PPT5）碧螺春茶属于绿茶中的炒青，是经过炒制工艺加工制成的，其特点是茶叶蜷曲成螺，叶质柔嫩，叶片顶端有白色的毫尖，入水冲泡后，茶汤翠绿透澈。此茶叶采摘极鲜嫩芽制成，味道清香并伴有水果般的香气。【引入】（PPT6）苏州人爱喝碧螺春茶，注重喝茶养生。但要喝到一杯好茶，除了要有质量上乘的茶叶外，科学合理的泡茶工艺也是极其重要的。中国茶文化中自古以来就很讲究茶道，洞庭碧螺春的茶道和人们品茶的习惯中都渗透着苏州人养生的文化内涵和力求保持碧螺春茶味甘醇、色泽鲜亮、营养丰富的科学内涵。那么，下面就让我们来体会一下苏州人是如何泡茶、喝茶的，在欣赏茶道的人文艺术的同时，也让我们用科学的眼光来剖析一下碧螺春独特的茶道文化的化学内涵。二、碧螺春茶艺展示碧螺春茶艺表演（表演者：李芙，旁白：孙志文）附：茶艺解说及茶艺表演过程“洞庭无处不飞翠，碧螺春香万里醉。”烟波浩渺的太湖包孕吴越，太湖洞庭山所产的碧螺春集吴越山水的灵气和精华于一身，是我国历史上的贡茶。新中国成立之后，被评为我国的十大名茶之一，现在就请各位老师来品啜这难得的茶中瑰宝，并欣赏碧螺春茶艺。1．洗杯——仙子沐浴今天我们选用玻璃杯来泡茶。晶莹剔透的杯子好比是冰清玉洁的仙子，“仙子沐浴”即用热水温洗茶杯，表示对各位的崇敬之心。2．凉茶——玉壶含烟冲泡碧螺春只能用80℃左右的开水，在烫洗了茶杯之后，我苏州饮食文化中的化学《吴文化与化学》校本课程-2-们不用盖上壶盖，而是敞着壶，让壶中的开水随着水汽的蒸发而自然降温。请看这壶口蒸汽氤氲，所以这道程序称之为“玉壶含烟”。3．注水——雨涨秋池唐代李商隐的名句巴山夜雨涨秋池是个很美的意境，雨涨秋池向玻璃杯中注水，水只宜注到七分满，留下三分装情。（先注水）4．投茶——飞雪沉江即用茶导将茶荷里的碧螺春依次拨到已冲了水的玻璃杯中去。满身披毫、银白隐翠的碧螺春如雪花纷纷扬扬飘落到杯中，吸收水分后即向下沉，瞬间白云翻滚，雪花翻飞，煞是好看。（后投茶）【把泡好的茶水送给听课老师品尝】5．观色——春染碧水碧螺春沉入水中后，杯中的热水溶解了茶里的营养物质，逐渐变为绿色，整个茶杯好像盛满了春天的气息。6．闻香——绿云飘香碧绿的茶芽，碧绿的茶水，在杯中如绿云翻滚，氤氲的蒸汽使得茶香四溢，清香袭人。这道程序是闻香。7．品茶——初尝玉液品饮碧螺春应趁热连续细品。头一口如尝云玉之膏，方华之液，感到色淡、香幽、汤味鲜雅。8．再品——再啜琼浆这是品第二口茶。二啜时茶汤更绿、茶香更浓、滋味更醇，并开始感到了舌根回甘，满口生津。9．三品——三品醍醐醍醐直释是奶酪。在佛教典籍中用醍醐来形容最玄妙的法味。品第三口茶时，我们所品到的已不再是茶，而是在品太湖春天的气息，在品洞庭山盎然的生机，在品人生的百味。（茶色逐渐变深，茶香逐渐变浓，茶味逐渐变醇）10．回味——神游三山古人讲茶要静品、茶要慢品、茶要细品，唐代诗人卢仝在品了七道茶之后写下了传颂千古的《茶歌》，他说：“五碗肌骨清，六碗通仙灵，七碗吃不得也，唯觉两腋习习清风生”。在品了三口茶之后，请各位嘉宾继续慢慢地自斟细品，静心去体会七碗茶之后：“清风生两腋，飘然几欲仙。神游三山去，何似在人间”的绝妙感受。【引入】大家在品茶的过程中闻到了碧螺春茶的香气，尝到了茶水的甘醇，那么就是什么造就了碧螺春茶的优秀品质呢？三、碧螺春茶品质的决定因素一杯碧螺春茶品质的优劣与泡茶的过程、茶叶的种植环境和炒制工艺等因素息息相关。1.科学的泡茶过程【讲解】茶艺就是在充分了解茶叶品质、特性和营养成分的基础上用科学的方式来冲泡一杯好茶的表演，所以茶艺表演者的冲泡手法和过程遵循了一定的科学原理，蕴含着很多的化学道理。【孙志文回放茶艺表演过程，分步提问】苏州饮食文化中的化学《吴文化与化学》校本课程-3-【提问】1.为什么要用热水温洗茶杯？【解答】用热水温洗茶杯叫做“烫杯”，对碧螺春茶的泡制而言主要是是为了给茶杯消毒，另一方面还能提升茶具的温度，防止等下泡茶时冲入的热水遇到低温的茶杯而温度迅速下降，达不到泡茶的最佳水温。【提问】2.为什么要凉茶？在泡茶过程中为什么要先注水再投茶？所谓“凉茶”就是把水烧开到100℃后再冷却到80℃的过程，方法是：敞着壶，让壶中的开水随着水汽的蒸发而自然降温。先注水后投茶也是为了保证泡茶的水温不能过热，这些步骤都是因为碧螺春茶叶娇嫩，含有很多的有机物营养成分，温度过高关键是让茶叶过熟且破坏营养成分。【提问】3.茶水在三次品尝的过程中茶色逐渐变深，茶香逐渐变浓，茶味逐渐变醇，从化学实验操作的角度解释这是个怎样的过程？【讲解】这是一个逐步溶解的过程，茶叶中的一些有机成分逐步溶解在水中，由于这些有机成分再水中的浓度逐渐变大，所以使得茶色逐渐变深，茶香逐渐变浓，茶味逐渐变醇。【讲解】其实我们泡茶的过程就是一个用水浸取茶叶中营养成分的过程，而用热水是起到了热浸提取茶叶中有机成分的作用，能够加速茶叶中有机成分的提取。一杯茶可以多次冲泡饮用，也是利用了多次浸取的过程，以促使茶叶中的营养成分充分浸出。原来在泡茶工艺中，如此精心的安排每一步，都是为了更科学的保留茶香茶色，并让茶叶中对人体有益的营养成分充分的提取到茶汤中，为人体利用。这个过程就如同一个化学工艺流程的预处理过程，为后续的饮茶做好了充足的准备。真可谓“步步精心”。2.得天独厚的种植环境洞庭碧螺春的种植环境可谓“天时”“地利”。天时——洞庭山碧螺春种植在山坞里，空气湿润，云雾弥漫，形成了一个个自然循环的生态环境。地利——山坞中道路两旁长满果树，地上开满鲜花，茶树间种在这些果树下，被鲜花环抱，采用了“林果茶间作模式”，使茶树和果树枝桠相连，根脉相通，茶吸果香，花熏茶味。造就了碧螺春茶所特有的果香味，提升了茶叶的品质。3.独特的炒制工艺碧螺春茶的炒制要经历高温杀青、热揉成形、搓团显毫、文火干燥这四个工序，这四道工序要把握火候、温度和力度。碧螺春茶是绿茶，属于非发酵茶。所以高温杀青工艺就是指用高温使锅中的茶叶凋萎的手法。使得茶叶的水分快速蒸发，同时阻断茶叶中的一些主要成分的氧化的过程。从而使得茶叶保持碧绿的色泽和清香的韵味。【设问】那么这个成分是什么呢？如果这个成分氧化了绿茶会发生怎样的变化呢？在苏州饮食文化中的化学《吴文化与化学》校本课程-4-刚刚的茶艺过程中我们说到用热水冲泡可以溶解茶叶中的很多营养物质，同时使茶汤呈现碧绿的色泽，那么这些营养物质是什么呢？又是什么物质的溶解使得茶汤呈现绿色呢？四、碧螺春茶汤中的营养成分1．茶汤中主要有机物成分的介绍和鉴定茶汤中的有机物成分主要有：茶多酚、生物碱、芳香油、蛋白质和氨基酸、糖类、色素。其中决定茶叶色、香、味品质的主要物质是茶多酚。（1）茶多酚也称茶单宁或茶鞣质，是一类多酚化合物的总称。包括儿茶素、黄酮、花青素、酚酸四类化合物，其中儿茶素在茶多酚中的比例最大。①儿茶素儿茶素具有杀菌、降压、强心等功效，另外对尼古丁和吗啡等有毒生物碱还有解毒作用。茶叶中儿茶素的含量是茶叶质量优劣的关键，它既与饮茶的功效有关，也是决定茶叶色、香、味的主要成分。儿茶素具有明显的酚类的特性，这和它的结构有关。没食子儿茶素的结构简式表儿茶素的结构简式儿茶素极易氧化，红茶在制作时即是利用了这一特性而使茶叶叶红、汤红。绿茶制作中则应尽量减少其氧化以保证绿茶的绿叶、绿汤。【问题解决】1．为什么碧螺春要经过高温杀青工艺？茶叶中有一种促进茶多酚氧化的酶，通过高温杀青，能让这种酶失去活性，从而抑制茶多酚的氧化。但是隔年的绿茶往往会发黄，是因为长期放置在空气中，空气中的氧气可以将茶多酚缓慢氧化。比较一下绿茶和红茶，说说红茶颜色发红的原因？2．结合你所学过的化学知识想想，如何用简单的化学方法检验碧螺春茶汤中的茶多酚？苏州饮食文化中的化学《吴文化与化学》校本课程-5-【方法小结】我们接触过一些物质中成分的检验的相关实验流程，知道要检验物质中的某些化学成分或元素，首先要对物质进行预处理，只要的目的是让被检验的化学成分或元素被浸取到溶剂中，再进行检验。有机物成分往往官能团性质活泼，所以在预处理的时候，我们选择直接将物质进行水浸取或者用有机溶剂浸取（根据溶解情况和具体实情而定）。我们现在研究的是我们人体通过茶汤能摄取的有机成分（茶多酚），且酚类物质在热水中溶解度很大，所以我们选择用热水浸取的方式——即泡茶所得的浓茶汤。【实验探究】操作：取两滴管浓缩茶汤于试管中，向其中滴加1~2滴FeCl3溶液，观察颜色变化。现象：溶液变成灰黑色。结论：有酚羟基物质存在。3．人们都说茶叶是碱性食品，那么茶汤水是碱性的吗？【实验探究】桌上有一杯浓茶水和一杯蒸馏水，还有一支pH计。操作：（1）将洁净的pH计伸入浓茶水中，并轻轻摇动，测量小烧杯中浓茶水的pH（2）取出pH计，再将pH计伸入蒸馏水中浸洗一会儿，取出；用滤纸吸干pH计上的水分。（3）关闭按钮，盖上盖子，放入盒子中。结论：浓茶水呈弱酸性。【解答】（1）茶水的PH值总体来说是在5.5-7范围之间，均属于弱酸性。Ⅰ不同茶叶的酸碱性有所不同。绿茶酸性最弱，红茶和乌龙茶酸性相对强些，但都为弱酸性，说明茶汤酸碱度与茶叶种类和制作方法有关。Ⅱ不同浸泡时间测得的茶叶酸碱度也有所差别。冲泡5min时酸性最弱，接近中性；冲泡后浸15分钟的茶汤酸性有所增强，基本达到最大值，继续延长浸泡时间，若采用试纸测定，基本测不出其变化。苏州饮食文化中的化学《吴文化与化学》校本课程-6-Ⅲ不同嫩度的茶叶酸碱度也不同。芽茶酸性相对比叶茶弱，即茶叶越嫩，酸性越弱，茶叶越老，酸性越强。（2）既然茶汤是酸性的，那为什么又说茶是碱性食物呢？酸性食品、碱性食品不是根据表观、直接pH值来定的，而是根据其在体内的水解产物而定。碱性食品，同酸性食品相对。碱性食品的划分不是根据口感，而是根据食物在人体内最终的代谢产物来划分的。如果代谢产物内含钙、镁、钾、钠等阳离子，即为碱性食物；反之，硫、磷较多的即为酸性食物，所以醋和苹果味道虽酸却是碱性食物。②花青素花青素使茶叶色泽晦暗、滋味苦涩。约占茶叶干物的0.5-1.0%，在强光照射下和较高气温下，茶叶中的花青素含量会增加，使得茶的芽叶呈现紫色。所以可见碧螺春茶叶中的花青素含量并不是很高，而例如云南地区的紫鹃茶就含有很高含量的花青素。花青素是一种水溶性色素，可以随着细胞液的酸碱性改变颜色。细胞液呈酸性则偏红，细胞液呈碱性则偏蓝。【提问】碧螺春茶叶中的花青素含量高吗?你觉得什么地区的茶叶花青素含量会高？2．茶汤中某些金属离子的鉴定茶叶中除了有很多有机营养物质外，还含有对我们人体有益的一些金属微量元素，如Ca和Fe等。我们在选择检验试剂的时候要遵循以下三个原则：操作简单、现象明显、干扰少。所以我们在检测铁元素时选用硫氰化钾溶液，在检测钙元素时选用草酸铵溶液。具体在检验金属元素时，我们也要对物质进行预处理：【预处理过程】【铁元素的检验】（1）分别取1-2毫升茶叶灰酸浸滤液于两支试管中；（2）向一支试管中滴加2-3滴KSCN溶液；（3）比较两支试管中的溶液颜色