Почему чай меняет цвет от лимона. Тёмная и светлая стороны чая
Такое происходит, верно. Всегда. И иногда вызывает чувство сожаления. Ведь какой бы крепкий чай ни налить, при помещении в него лимонной дольки или даже пары капель лимонного сока, чай светлеет. И в достаточной степени меняет аромат. А почему такое происходит? И почему мы пьем с лимоном именно чай? А не кофе или какао?
Во-первых, чай с лимоном – это вкусно многим. Долька лимона сочетается с чаем превосходно, и напиток этот стал давно классическим. А вот кофе с лимоном, например, - вкусно лишь для знатоков и любителей.
Вообще, аромат чая довольно тонкая штука: он почти исчезает не только при добавлении в него дольки лимона, но и фруктов или фруктового сока. Поэтому, если хочется почувствовать истинный вкус чая и его аромат, лучше в него ничего не класть и ни с чем его не смешивать.
Чай с лимонном почему-то называется «русским». В Англии, например. Хотя пьют там его за милую душу. Цитрусовый аромат и слегка подкисленный вкус они любят. Но в России такой чай любят больше.
При добавлении лимона или лимонного сока в чай, он не становится более слабым (на что рассчитывают англичане, сильно берегущие свое здоровье). Чай лишь меняет цвет, становится мягче на вкус. И улучшает свои питательные и целебные свойства. А еще – лучше утоляет жажду и быстрее восстанавливает силы. Светлеет же чай потому, что лимонная кислота – это некий отбеливатель. Женщины об этом хорошо знают. Чай же имеет танины и дубильные вещества, которые и делают его коричневым. А эти вещества – по сути, индикаторы, меняющие свою окраску. И при добавлении лимонной кислоты они светлеют. Как лакмусовая бумажка.
В чем же дело?
А дело в том, что чайные листья содержат химические вещества, зовущиеся полифенолами. Такие вещества составляют почти треть от веса всего чайного листа, в сухом, естественно, виде, которые и определяют цвет чая. И в значительной мере, его вкус.
Характерный красно-коричневый цвет чая определяют теарубигины – пигменты и слабоионизирующие кислоты из группы полифенолов, содержание которых в сухом чайном листе колеблется от 7 до 20% от его веса. Еще цвет чая зависит от ионов водорода, содержащихся в воде. При ее взаимодействии с теарубигинами, происходит их ионизация, и чай темнеет. Если же добавить лимонной кислоты, содержащейся в дольке лимона или соке, это явится препятствием для ионизации теарубигинов, и чай обязательно посветлеет. Получается, что лимонная кислота попросту нейтрализует теарубигины, как пигменты. Вот такие химические процессы происходят в случае добавления в чай дольки лимона. Впрочем, об этом знать вовсе не обязательно.
Обратный процесс происходит при добавлении в чай соды. Щелочь усиливает ионизацию теарубигинов, и чай еще более темнеет. Поэтому, дабы сэкономить чай, но оставить его насыщенным в цвете, чтобы успешно дурить потребителя, надо заварить вместо щепотки чая – половину. А потом добавить в чай соду. Так «экономили» на чае повара в заводских и общественных столовых и проводники в поездах. Покуда не появился чай в пакетиках...
Все мы знаем, как полезно зимой пить горячий чай с лимоном: не только чтобы пополнить запас витаминов, но и чтобы насладиться приятным вкусом и ароматом напитка. Я очень люблю неспешно выпить чашечку свежезаваренного чёрного чая с ломтиком лимона и чайной ложечкой сахара и подумать о чём-нибудь интересном, на что у нас обычно не хватает времени. Например... почему чай светлеет от лимона? Наверняка многие задумывались об этом. Некоторые даже ответят: потому что лимон кислый. Они будут абсолютно правы. В лимоне содержится лимонная кислота, а в чае особые вещества, которые придают ему окраску и изменяются под действием кислоты.
А что сделать, чтобы чай не светлел, а темнел? Может быть, посолить его или поперчить? Ни то и ни другое: чай потемнеет, если в него добавить пищевой соды. Возьмём стакан чёрного чая, положим в него пол чайной ложки пищевой соды (попросите её у мамы), размешаем и увидим, что чай приобрёл интенсивную тёмную окраску (к сожалению, после этого эксперимента, как и после любого химического эксперимента, этот чай пить будет уже нельзя). Если снова добавить в чай кислоты, например, ещё лимонного сока, то чай посветлеет, а если потом добавить соды, то снова потемнеет.
Таким способом цвет чая можно будет обращать из тёмного в светлый много раз. Лимонную кислоту можно заменить столовым уксусом (это раствор уксусной кислоты в воде), а пищевую соду - стиральной (кальцинированной) содой или нашатырным спиртом (из аптечки, это раствор аммиака в воде). Только надо быть очень осторожным: пользоваться перчатками, проводить эти эксперименты вместе с взрослыми и на открытом воздухе, чтобы не вдохнуть пары уксусной кислоты и аммиака. Кислоту и аммиак нужно добавлять по каплям, для этого вам понадобится пипетка. Попросите её тоже из аптечки, после опытов её можно будет хорошо вымыть и убрать обратно.
Кислота при попадании в воду создаёт так называемую кислотную среду, а сода и аммиак - щелочную среду. Что это значит? В молекуле воды H 2 O два атома водорода и один - кислорода. Но у небольшой части молекул химическая связь, связывающая молекулу, рвётся, и молекула распадается на две заряженные частички, ионы : положительный H + и отрицательный OH − . В чистой воде количество ионов H + равно количеству ионов OH − и равно количеству распавшихся молекул. А вот кислоты распадаются на ионы водорода H + и остаток от кислоты, а щёлочи - на OH − и остаток от щёлочи. Получается, что в растворе кислоты ионов H + больше, а OH − меньше, чем в чистой воде, и такая среда называется кислой . А в растворе щёлочи всё наоборот: ионов H + меньше, а OH − больше, чем в чистой воде, и такая среда называется щелочной .
Наш чёрный чай и другие вещества, которые реагируют на присутствие кислоты или щёлочи в воде и изменяют свой цвет, называются кислотно-осно вными индикаторами (от латинского indicator - указатель). Химики и биологи в своих лабораториях используют индикаторы для определения кислотности среды. Для них, а ещё для садоводов, косметологов, любителей аквариумных рыбок кислотность среды имеет огромное значение. Даже мало знакомому с химией человеку понятно, что рыбки не могут жить в кислой или щелочной воде, цветы и деревья требуют определённой кислотности почвы.
Для измерения кислотности химики ввели понятие рН («пэ аш»). Чтобы найти pH, нужно измерить концентрацию ионов водорода H + в растворе. Получится число, которое, как правило, гораздо меньше 1. У этого числа нужно, грубо говоря, посчитать число нулей перед первой ненулевой цифрой. Более точно, концентрация ионов в чистой воде - около 0,0000001 и pH равно 7; среда с таким значением pH называется нейтральной. При увеличении концентрации ионов H + в 10 раз pH уменьшается на 1, а при уменьшении концентрации в 10 раз pH увеличивается на 1. Если рН меньше 7, то ионов водорода больше и среда кислая; если рН больше 7, то среда щелочная. Наверное, все вы слышали о достоинствах шампуня с рН 5,5 и недостатках обычного туалетного мыла, которое плохо влияет на чувствительную кожу.
На обычной кухне можно найти много продуктов, которые являются индикаторами рН: вишнёвый или свекольный сок, крепко заваренный чай каркаде, сок из краснокочанной капусты, отвар луковой шелухи, даже красные цветки герани. Попробуйте провести эксперимент с любым из этих индикаторов. Возьмите два прозрачных сосуда, чтобы было лучше видно, и налейте в каждый примерно ¼ стакана индикатора. В один стакан по каплям добавляйте раствор кислоты (например, лимонной, её можно купить в магазине и растворить в тёплой воде, 1 столовая ложка на полстакана воды), а в другой - раствор соды или нашатырный спирт и наблюдайте за изменением цвета. Моим любимым является эксперимент с чаем каркаде: в кислотной среде чай ярко-розовый, а при добавлении соды синий или даже зелёный. Если вы найдёте ярко окрашенные лепестки или цветки, то их можно будет опустить в раствор лимонной кислоты или нашатырный спирт и посмотреть, что произойдёт.
А из сока краснокочанной капусты можно изготовить удобную бумажную версию кислотно-основного индикатора. Для этого нужно взять небольшой кочан, натереть его на тёрке, опустить капусту в кастрюльку с кипящей водой и прокипятить 15–20 минут, затем остудить и отфильтровать отвар через марлю. Полученным отваром нужно пропитать полоски белой бумаги (например, возьмите бумагу для принтера и нарежьте на полоски 10×1,5 см), вытащить бумажки из раствора и просушить их. Попробуйте протестировать этими полосками рН различных жидкостей, которые найдёте у себя дома: например, уксус, апельсиновый сок, шампунь, вода из-под крана, нашатырь и так далее. Если среда кислотная, то полоска окрасится в розовый или красный цвет, а если среда щелочная, то в синий или зелёный.
Художник Александра Будилкина
Лимонная кислота воздействует на молекулы чайного пигмента
- 1. Свежие листья чая
- 2. Ферментированный чай, содержащий теарубигины
- 3. Благодаря теарубигинам с измененной молекулярной структурой настой чая приобретает темный цвет
- 4. Лимонная кислота осветляет его, восстанавливая целостность молекул теарубигинов
Насыщенный цвет настою черного чая придают в основном теарубигины. Это семейство, включающее около 10 000 веществ, изучают уже полвека, но строение их молекул пока точно не определено. Теарубигины образуются в процессе ферментации чайных листьев и составляют от 7 до 20% веса сухого чая. С химической точки зрения это слабые кислоты: в воде их молекулы могут терять ионы водорода. Потеря ионов приводит к изменению структуры молекул теарубигинов. Они начинают поглощать свет в сине-зеленой части спектра, и чай приобретает красно-оранжевый оттенок. При добавлении в напиток более сильной кислоты, например лимонной, концентрация ионов водорода возрастает, и за счет них молекулы теарубигинов восстанавливают целостность - чай светлеет. При понижении кислотности, например при добавлении в чай пищевой соды, химическое равновесие смещается в другую сторону и цвет напитка становится насыщеннее. (Говорят, когда не был распространен пакетированный чай, этим любили пользоваться проводники в поездах, воровавшие заварку.) Однако эти манипуляции с цветом не влияют на крепость чая, то есть на концентрацию растворенных в нем биологически активных веществ.
