用燃烧热实验研究方法研究红宝石红茶

钟 婷 史金萍 周利兵

(广西科技师范学院，广西 来宾 546199)

我国经济现在是可持续快速发展时期，工程教育受到高度重视。工科专业面临新机遇、新挑战，“新工科”建设成为高校工程教育的当务之急和长远之策[1]，需从创新创业能力培养的角度，设计不同的综合实践，以科研项目的形式进行布置作业，以“科研带教学”，提高学生解决实际问题的能力，切实提升他们的获得感。这样不仅能调动学生的学习兴趣，还能兼顾学科的知识性和趣味性，进而提升学生创新思考的能力。结合任课教师自己所参与的科研项目，将相关的创新思路和项目的创新点予以总结凝练，将学生从发散思维引入教师所设计的创新思维模式中来，形成理论教学与实践思维的创新与统一，培养学生发现问题、解决问题的能力，进而使其创新能力得到有效提高[2]。红宝石红茶产自贵州，是贵州茶叶的一种。红茶的生化成分主要有:氨基酸、咖啡碱、茶多酚、可溶性糖、茶红素、茶黄素、茶褐素等[3],其品质与茶黄素类、茶红素类含量密切相关。这两类色素的含量变化又制约于茶树品种、加工工艺及贮藏条件等[4]。研究显示，红茶中的茶色素具有清除自由基和抗氧化的生物活性，推测其抗氧化机理为：红茶中的茶色素可刺激机体内的生物酶系统，提高各生物酶的活性，进而抑制机体内各种氧化反应的发生，最终发挥清除自由基和抗氧化的功能[5]。茶黄素对于红茶品质的形成有着决定性作用,尤其是在红茶汤色和滋味的形成上具有重要影响。

大量研究表明,茶黄素作为茶叶发酵过程中形成的一类天然茶色素,能够有效的抑制和减缓多种疾病的发生,具有解毒抑菌、防癌抗癌、减肥降脂等多种保健功效,在开发研制相关药物、保健品等方面具有广阔的市场前景[6]。氧弹量热法是一种准确测定物质燃烧热的标准方法,目前应用于多个领域[7-10],可通过对茶叶热值的测定结果,从能量的角度为评价同类食品的质量提供新的思路和方法,对食品的质量综合评价分析研究具有一定的积极意义。本次选择红宝石红茶茶叶作为研究对象,利用氧弹量热计测定每克茶叶所含有的热值,目的在于提供其能在体外燃烧释放的热能数据,为从能量角度分析茶叶提供一定的数据作为参考。

1 实验部分

1.1 材料和仪器

测试样为三种不同产地的红宝石红茶(均购自当地超市),电子天平、干燥箱、点火丝(镍铬丝),苯甲酸(AR),药用胶囊,氧气钢瓶、氧气表、压片机、粉碎机。

1.2 实验方法

燃烧热定义为,单位质量(或体积)的燃料完全燃烧时所释放出的热量。本实验利用氧弹量热计测定茶样的恒容燃烧热。所利用的数据处理公式为式1:

m×Qv=W卡×ΔT-Q点火丝×Δm-Q胶囊×m胶囊

(1)

式1中:m、Qv、ΔT、W卡、Q点火丝、Δm分别为待测样本的质量、待测样本的恒容燃烧热、燃烧前后温度的变化值，热量计水当量、点火丝的燃烧热(Q点火丝=1 400.8 J/g),点火丝参加燃烧反应的实际质量。本次实验测定将严格按照文献[11]中的方法与步骤开展实验。

2 结果与分析

图1至图3分别三种不同产地的红宝石红茶燃烧热曲线。

图2 红宝石红茶雷诺温度ΔT曲线图Fig. 2 Renault temperature ΔT curve of ruby black tea

图3 红宝石红茶雷诺温度ΔT曲线图Fig. 3 Renault temperature ΔT curve of ruby black tea

m红宝石红茶=0.090 3 g, Δm点火丝=0.009 7 g,m胶囊=0.094 3 g,ΔT=0.336 9 ℃,W卡=12 440.47 J/℃,根据公式得Q红宝石红茶=15 421.972 7 J/g。

m红宝石红茶=0.090 3 g,Δm点火丝=0.011 3 g,m胶囊=0.097 6 g,ΔT=0.300 1 ℃,W卡=12 440.47 J/℃,根据公式得Q红宝石红茶=9 247.987 1 J/g。

m红宝石红茶=0.090 7 g,Δm点火丝=0.010 2 g,m胶囊=0.095 7 g,ΔT=0.347 3 ℃,W卡=12 440.47 J/℃,根据公式得Q红宝石红茶=16 316.844 8 J/g。

3 结论

本实验将理论的燃烧热测定方法应用到红宝石红茶热值的实践当中，三个不同产地的红宝石红茶热值测定的实验结果显示分别为15 421.972 7 J/g、9 247.987 1 J/g、16 316.844 8 J/g说明不同产地的红宝石红茶的热值存在差异且差异较大，热值作为其本身的性质，也可得出不同产地红宝石红茶的性质也不同。本次研究不仅强化了学生对装弹、充氧、接线和连接等基本操作的认识，也巩固了课本知识的理解，扩宽了学生的知识面，更勇于提出问题，在未来更积极的将理论知识转化到实践操作当中，培养更加全面型的人才。