用燃燒熱實驗研究方法研究紅寶石紅茶

鐘 婷 史金萍 周利兵

(廣西科技師范學院，廣西 來賓 546199)

我國經(jīng)濟現(xiàn)在是可持續(xù)快速發(fā)展時期，工程教育受到高度重視。工科專業(yè)面臨新機遇、新挑戰(zhàn)，“新工科”建設成為高校工程教育的當務之急和長遠之策[1]，需從創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力培養(yǎng)的角度，設計不同的綜合實踐，以科研項目的形式進行布置作業(yè)，以“科研帶教學”，提高學生解決實際問題的能力，切實提升他們的獲得感。這樣不僅能調動學生的學習興趣，還能兼顧學科的知識性和趣味性，進而提升學生創(chuàng)新思考的能力。結合任課教師自己所參與的科研項目，將相關的創(chuàng)新思路和項目的創(chuàng)新點予以總結凝練，將學生從發(fā)散思維引入教師所設計的創(chuàng)新思維模式中來，形成理論教學與實踐思維的創(chuàng)新與統(tǒng)一，培養(yǎng)學生發(fā)現(xiàn)問題、解決問題的能力，進而使其創(chuàng)新能力得到有效提高[2]。紅寶石紅茶產(chǎn)自貴州，是貴州茶葉的一種。紅茶的生化成分主要有:氨基酸、咖啡堿、茶多酚、可溶性糖、茶紅素、茶黃素、茶褐素等[3],其品質與茶黃素類、茶紅素類含量密切相關。這兩類色素的含量變化又制約于茶樹品種、加工工藝及貯藏條件等[4]。研究顯示，紅茶中的茶色素具有清除自由基和抗氧化的生物活性，推測其抗氧化機理為：紅茶中的茶色素可刺激機體內(nèi)的生物酶系統(tǒng)，提高各生物酶的活性，進而抑制機體內(nèi)各種氧化反應的發(fā)生，最終發(fā)揮清除自由基和抗氧化的功能[5]。茶黃素對于紅茶品質的形成有著決定性作用,尤其是在紅茶湯色和滋味的形成上具有重要影響。

大量研究表明,茶黃素作為茶葉發(fā)酵過程中形成的一類天然茶色素,能夠有效的抑制和減緩多種疾病的發(fā)生,具有解毒抑菌、防癌抗癌、減肥降脂等多種保健功效,在開發(fā)研制相關藥物、保健品等方面具有廣闊的市場前景[6]。氧彈量熱法是一種準確測定物質燃燒熱的標準方法,目前應用于多個領域[7-10],可通過對茶葉熱值的測定結果,從能量的角度為評價同類食品的質量提供新的思路和方法,對食品的質量綜合評價分析研究具有一定的積極意義。本次選擇紅寶石紅茶茶葉作為研究對象,利用氧彈量熱計測定每克茶葉所含有的熱值,目的在于提供其能在體外燃燒釋放的熱能數(shù)據(jù),為從能量角度分析茶葉提供一定的數(shù)據(jù)作為參考。

1 實驗部分

1.1 材料和儀器

測試樣為三種不同產(chǎn)地的紅寶石紅茶(均購自當?shù)爻?,電子天平、干燥箱、點火絲(鎳鉻絲),苯甲酸(AR),藥用膠囊,氧氣鋼瓶、氧氣表、壓片機、粉碎機。

1.2 實驗方法

燃燒熱定義為,單位質量(或體積)的燃料完全燃燒時所釋放出的熱量。本實驗利用氧彈量熱計測定茶樣的恒容燃燒熱。所利用的數(shù)據(jù)處理公式為式1:

m×Qv=W卡×ΔT-Q點火絲×Δm-Q膠囊×m膠囊

(1)

式1中:m、Qv、ΔT、W卡、Q點火絲、Δm分別為待測樣本的質量、待測樣本的恒容燃燒熱、燃燒前后溫度的變化值，熱量計水當量、點火絲的燃燒熱(Q點火絲=1 400.8 J/g),點火絲參加燃燒反應的實際質量。本次實驗測定將嚴格按照文獻[11]中的方法與步驟開展實驗。

2 結果與分析

圖1至圖3分別三種不同產(chǎn)地的紅寶石紅茶燃燒熱曲線。

圖2 紅寶石紅茶雷諾溫度ΔT曲線圖Fig. 2 Renault temperature ΔT curve of ruby black tea

圖3 紅寶石紅茶雷諾溫度ΔT曲線圖Fig. 3 Renault temperature ΔT curve of ruby black tea

m紅寶石紅茶=0.090 3 g, Δm點火絲=0.009 7 g,m膠囊=0.094 3 g,ΔT=0.336 9 ℃,W卡=12 440.47 J/℃,根據(jù)公式得Q紅寶石紅茶=15 421.972 7 J/g。

m紅寶石紅茶=0.090 3 g,Δm點火絲=0.011 3 g,m膠囊=0.097 6 g,ΔT=0.300 1 ℃,W卡=12 440.47 J/℃,根據(jù)公式得Q紅寶石紅茶=9 247.987 1 J/g。

m紅寶石紅茶=0.090 7 g,Δm點火絲=0.010 2 g,m膠囊=0.095 7 g,ΔT=0.347 3 ℃,W卡=12 440.47 J/℃,根據(jù)公式得Q紅寶石紅茶=16 316.844 8 J/g。

3 結論

本實驗將理論的燃燒熱測定方法應用到紅寶石紅茶熱值的實踐當中，三個不同產(chǎn)地的紅寶石紅茶熱值測定的實驗結果顯示分別為15 421.972 7 J/g、9 247.987 1 J/g、16 316.844 8 J/g說明不同產(chǎn)地的紅寶石紅茶的熱值存在差異且差異較大，熱值作為其本身的性質，也可得出不同產(chǎn)地紅寶石紅茶的性質也不同。本次研究不僅強化了學生對裝彈、充氧、接線和連接等基本操作的認識，也鞏固了課本知識的理解，擴寬了學生的知識面，更勇于提出問題，在未來更積極的將理論知識轉化到實踐操作當中，培養(yǎng)更加全面型的人才。