Ежедневное заваривание чая может очищать и воду. В новом исследовании учёные из Северо-Западного университета продемонстрировали, что при заваривании чая тяжёлые металлы, такие как свинец и кадмий, естественным образом адсорбируются, эффективно фильтруя опасные загрязняющие вещества из напитков. Ионы тяжёлых металлов прилипают к поверхности чайных листьев или адсорбируются на ней, где остаются до тех пор, пока использованный чайный пакетик не выбросят. Исследование было опубликовано в журнале ACS Food Science & Technology.
Мы не предлагаем, чтобы все начали использовать чайные листья в качестве фильтра для воды.
Винаяк Дравид, старший автор исследования из Северо-Западного университета
Авторы уточнили, что целью их работы было измерить способность чая поглощать тяжёлые металлы. Количественно оценив этот эффект, исследование говорит о неосознанном потенциале потребления чая для пассивного снижения воздействия тяжёлых металлов на население во всём мире.
Первый автор исследования Бенджамин Шиндел, заметил, что не думает, что в чайных листьях как в материале есть что-то уникальное. Однако у них фиксируется высокая активная площадь поверхности, что является полезным свойством для адсорбирующего материала и позволяет чайным листьям быстро высвобождать ароматические вещества в воду. И особенность заключается в том, что чай является самым популярным напитком в мире.
Вы могли бы измельчить всевозможные материалы, чтобы добиться такого же эффекта удаления металлов, но это не всегда практично. С чаем людям не нужно ничего дополнительно делать. Просто положите листья в воду и заварите их, и они естественным образом удалят металлы.
Бенджамин Шиндел, первый автор исследования
На момент проведения исследования Шиндел был аспирантом в лаборатории Дравида; сейчас он работает в Национальной лаборатории энергетических технологий Министерства энергетики США.
Изучение различных переменных
Чтобы провести исследование, команда из Северо-Западного университета изучила, как различные виды чая, чайные пакетики и способы заваривания влияют на адсорбцию тяжёлых металлов. Среди протестированных сортов были "настоящие" чаи, такие как чёрный, зелёный, улун и белый, а также ромашковый чай и ройбуш. Они также изучили различия между рассыпным и пакетированным чаем. Исследователи приготовили водные растворы с известным количеством свинца и других металлов (хрома, меди, цинка и кадмия), а затем нагрели растворы почти до температуры кипения. Затем они добавили чайные листья, которые настаивались в течение разного времени — от нескольких секунд до 24 часов. После заваривания команда измерила, сколько металлов осталось в воде. Сравнивая уровень содержания металлов до и после добавления чайных листьев, они смогли рассчитать, сколько металлов было эффективно удалено.
Лучше всего подходят пакеты из целлюлозы — они не выделяют микропластик
После многочисленных экспериментов Дравид, Шиндел и их команда выявили несколько закономерностей. Возможно, это не так уж удивительно: размер пакета имеет значение. Исследователи протестировали разные типы пакетов без чая внутри и обнаружили, что хлопковые и нейлоновые пакеты поглощают лишь незначительное количество загрязняющих веществ. Однако целлюлозные пакеты работали невероятно хорошо.
Ключом к созданию эффективного сорбирующего материала является большая площадь поверхности. Подобно тому, как магнит притягивается к дверце холодильника, ионы металлов притягиваются к поверхности материала. Таким образом, чем больше площадь поверхности, к которой могут прилипнуть частицы, тем лучше. Шиндель утверждает, что целлюлоза, которая является биоразлагаемым натуральным материалом, получаемым из древесной массы, имеет большую площадь поверхности — и, следовательно, больше мест для связывания, — чем более гладкие синтетические материалы.
Хлопковые и нейлоновые фильтры практически не удаляют тяжёлые металлы из воды.
Бенджамин Шиндел, первый автор исследования
При этом нейлоновые чайные пакетики уже представляют собой проблему, так как они выделяют микропластик, но большинство используемых сегодня чайных пакетиков сделаны из натуральных материалов, таких как целлюлоза. Они могут выделять микрочастицы целлюлозы, но это просто клетчатка, с которой человеческий организм может справиться.
Более длительное время замачивания, меньшее количество металлов
Сравнивая разные сорта чая, исследователи обнаружили, что тип чая и степень помола играют незначительную роль в поглощении загрязняющих веществ. Листья чая мелкого помола, особенно чёрного, поглощали немного больше ионов металлов, чем цельные листья. И снова исследователи объяснили это площадью поверхности.
Когда чайные листья перерабатывают в чёрный чай, они сминаются, и их поры открываются. Эти складки и поры увеличивают площадь поверхности. Измельчение листьев также увеличивает площадь поверхности, обеспечивая ещё большую способность к связыванию.
Бенджамин Шиндел, первый автор исследования
Из всех экспериментов наиболее ярко выделялся один фактор. Время заваривания сыграло наиболее важную роль в способности чайных листьев адсорбировать ионы металлов. Чем дольше время заваривания, тем больше загрязняющих веществ адсорбируется.
Любой чай, который настаивается дольше или имеет большую площадь поверхности, эффективно выводит больше тяжёлых металлов. Некоторые люди заваривают чай всего несколько секунд, и он не выводит много тяжёлых металлов. Но если заваривать чай дольше или даже оставлять его на ночь — например, чай со льдом, — он выведет большую часть металлов или, возможно, даже почти все металлы, содержащиеся в воде.
Бенджамин Шиндел, первый автор исследования
Будущие возможности
Хотя результаты зависят от нескольких факторов — например, от времени заваривания и соотношения воды и чая, — приготовление чая удаляет из воды такое количество свинца, которое должно быть значительным с точки зрения общественного здравоохранения. На основе своих экспериментов исследователи подсчитали, что приготовление чая может удалить около 15% свинца из питьевой воды даже при концентрации свинца до 10 частей на миллион. Эта оценка применима только к "типичной" чашке чая, которая состоит из одной кружки воды и одного пакетика чая, заваренного в течение трёх-пяти минут. Изменение параметров позволяет устранить различные уровни содержания свинца. Например, при настаивании в течение более пяти минут поглощается больше свинца по сравнению со средним временем настаивания.
Десять частей свинца на миллион, очевидно, невероятно токсичны. Но при более низкой концентрации свинца чайные листья должны удалять аналогичное количество металла из воды. Основным ограничивающим фактором является продолжительность заваривания чая.
Бенджамин Шиндел, первый автор исследования
В регионах мира с богатыми ресурсами маловероятно, что концентрация достигнет таких высоких уровней. И если возникнет кризис с водой, заваривание чая не решит проблему. Но Шиндел сказал, что результаты исследования предоставляют полезную новую информацию, которую можно использовать в исследованиях в области общественного здравоохранения.
Если бы люди в целом по населению выпивали на одну чашку чая в день больше, то, возможно, со временем мы бы увидели снижение числа заболеваний, тесно связанных с воздействием тяжёлых металлов.
Бенджамин Шиндел, первый автор исследования
Также это может помочь объяснить, почему у людей, которые пьют больше чая, уровень заболеваемости сердечно-сосудистыми заболеваниями и инсультом ниже, чем у людей с более низким уровнем потребления чая.
Врачи из США выяснили, как лекарства для снижения уровня холестерина влияют на мозг и легкие.
Фото: pxhere.com
Обсуждение ( 0 ) Посмотреть все