ПЕРСПЕКТИВЫ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ Hypericum perforatum L. И Origanum vulgare L. ДЛЯ ПРОДЛЕНИЯ СРОКА СВЕЖЕСТИ САХАРНОГО ПЕЧЕНЬЯ

АННОТАЦИЯ

В статье рассмотрены перспективы применения порошков Hypericum perforatum L. (зверобой) и Origanum vulgare L. (орегпно) в качестве натуральных антиоксидантов и микробных деконтаминантов для продления срока свежести мучных кондитерских изделий, таких как печенье сахарное. Цель исследования — анализ перспектив и потенциальных возможностей использования порошка из Hypericum perforatum L.(зверобой) и Origanum vulgare L. (орегано) для продления срока свежести печенья сахарного. На основе анализа литературы и экспериментальных данных установлено, что данные лекарственные растения обладают высоким содержанием фенольных соединений и эфирных масел, ингибирующих окислительные процессы. Синергетический эффект от их совместного использования позволяет увеличить срок хранения печенья на 50–100% по сравнению с контролем (без добавок). Рекомендуются дальнейшие исследования для оптимизации дозировок и оценки безопасности.

ABSTRACT

The article examines the prospects of using Hypericum perforatum L. and Origanum vulgare L. powders as natural antioxidants and microbial decontaminants to extend the freshness of flour-based confectionery products, such as sugar cookies. The purpose of the study is to analyze the prospects and potential possibilities of using the powder from Hypericum perforatum L. and Origanum vulgare L. to extend the freshness of sugar cookies. Based on the analysis of literature and experimental data, it was established that these medicinal plants have a high content of phenolic compounds and essential oils that inhibit oxidative processes. The synergistic effect of their combined use allows for an increase in the shelf life of cookies by 50-100% compared to the control (without additives). Further research is recommended to optimize dosages and assess safety.

Ключевые слова: зверобой, орегано, антиоксиданты, срок свежести, мучные кондитерские изделия, печенье, фенольные соединения.

Keywords: zveroboy, oregano, antioxidants, shelf life, flour-based confectionery products, cookies, phenolic compounds

Введение. В современном производстве продуктов питания всё больше внимания уделяется использованию натуральных, экологически чистых компонентов, что обусловлено повышенным спросом со стороны потребителей на безопасную и полезную продукцию. В связи с этим особое значение приобретает разработка методов повышения стойкости и увеличения срока хранения мучных кондитерских изделий за счёт применения растительных экстрактов и лекарственного сырья, обладающих натуральными консервантными свойствами.

Традиционно в пищевой промышленности применялись синтетические консерванты, такие как сульфиты, сорбаты, бензоаты, обладающие высокой эффективностью; однако, их возможное негативное влияние на здоровье человека и экологические последствия стимулировали поиск альтернативных решений [1;с.33-39]. В последние годы усилия направлены на изучение и внедрение натуральных компонентов, таких как экстракты трав, пряных и лекарственных растений, богатых фенольными соединениями, эфирными маслами, танинами и другим богатым химическим составом [2;с.98-105].

Исследования показывают, что указанные компоненты могут эффективно подавлять рост бактерий, плесневых грибов, дрожжей и снижать окислительные процессы, что способствует увеличению срока хранения и сохранению качества изделий [3;с.45-50]. Особенно перспективным является использование растительных экстрактов, богатых фенолами и флавоноидами, обладающими мощной антиоксидантной и антимикробной активностью [4;с.150-155].

Лекарственное растительное сырьё традиционно используется в народной медицине и обладает комплексом активных компонентов, которые проявляют выраженную биологическую активность, включая антимикробные, противовоспалительные, противовирусные и антиоксидантные свойства [5;с.212- 219]. Современные научные исследования подтверждают, что такие биологически активные вещества содержатся в травах, таких как ромашка, календула, эхинацея, шалфей, тимьян и другие.

Ромашка (Matricaria chamomilla), с богатым содержанием апигенина и флавоноидов, давно известна своей противовоспалительной и антибактериальной активностью, что делает её перспективным сырьем для разработки натуральных консервантов [6;с.55-60].

Календулла (Calendula officinalis), содержащая каротиноиды и эфирные масла (в том числе тимол и циннол), обладает противогрибковым и антимикробным действием, что способствует сохранению продуктов питания [7;с.74-80].

Эхинацея (Echinacea purpurea) славится высоким содержанием полисахаридов, эфирных масел и гликопротеинов, которые усиливают иммунные свойства и подавляют рост патогенных микроорганизмов [8;с.67-73]. Исследования подтверждают, что экстракты этих растений, в оптимальных концентрациях — 0,5–2,0%, — показывают выраженную эффективность в подавлении развития бактерий и плесени, вызывающих порчу изделий из муки и сахара[9;с.45-50].

Биологическая эффективность растительных добавок связана с комплексом физиологически активных веществ, которые взаимодействуют с клеточными стенками микроорганизмов через нарушение мембранных структур, ингибируют ферменты жизненного цикла и воспринимаются как природные антиоксиданты [10;с.123-129]. Так, фенольные соединения способствуют связыванию свободных радикалов и тормозят окислительные процессы, за счет чего замедляется порча жировых компонентов в кондитерских изделиях.

Эфирные масла, благодаря своей ярко выраженной летучести и высококонцентрированности, действуют быстро, создавая антимикробное поле вокруг продукции и препятствуя развитию спор с плесенью или бактерий [9;с.45-50]. Наиболее эффективными считаются экстракты, содержащие эфирные масла тимьяна, шалфея, календулы, обладающие высокой лекарственной активностью при концентрациях низких значений (0,5% и выше) [11;с.84-92, 12;с.33-39].

Обобщая существующие исследования, можно заключить, что использование продуктов переработки лекарственного растительного сырья является перспективный способ повышения натуральности, безопасности и функциональности мучных кондитерских изделий, а также увеличения их срока хранения.

Материалы и методы.

Цель исследования — анализ перспектив и потенциальных возможностей использования порошка из Hypericum perforatum L.(зверобой) и Origanum vulgare L. (орегано) для продления срока свежести печенья сахарного.

Материалы: Порошок зверобоя и орегано, измельченные до фракции 0,5–1,0 мм. Мучные кондитерские изделия: сахарное печенье (стандартные рецепты по ГОСТ 24901— 2023 Печенье. Общие технические условия).

Методы: Порошок получали из надземной части (трава), которую мыли, затем высушивали и измельчали с помощью ножевой мельницы «Retsch GM200» (Германия) до величины частиц не более 5,0 мм (сито № 50).

Подготовка образцов: В опытные образцы добавляли порошки в соотношении 1,0:2,5 (масса), заменяя 7,0% муки. Контроль — без добавок. Изделия выпекали при 180–200°C, охлаждали и хранили при 20°C в полиэтиленовой упаковке.

Определение антиоксидантной активности: Метод DPPH (ГОСТ Р 51483-99), выраженный как % ингибирования.

Оценка срока свежести: Динамика перекисного числа (ГОСТ 26593-85) до порога 10 ммоль/кг. Органолептическая оценка по 5-балльной шкале (ГОСТ 5897-90).

Результаты исследования и их анализ. Для обоснования использования порошков из зверобоя и орегано в качестве натуральных консервантов был проведен анализ их химического состава и функциональных свойств. Химический состав определяет питательную ценность и биологическую активность, в то время как функциональные свойства напрямую связаны с антиоксидантным и антимикробным эффектом, способствующим продлению срока свежести мучных изделий.

Результаты исследования представлены в таблицах 1, 2.

Анализ данных таблицы 1 оказал, что зверобой демонстрирует более высокое

содержание углеводов (58,3 ± 1,0%) по сравнению с орегано (48,5 ± 0,8%, p<0,01), что обусловлено большим количеством полисахаридов и клетчатки, обеспечивающих энергетическую ценность и стабильность в рецептурах мучных изделий. Белки в зверобое (14,5 ± 0,5%) незначительно превышают орегано (13,2 ± 0,4%, p<0,05), способствуя питательной ценности, но не влияя существенно на функциональность.

Орегано превосходит по липидам (6,8 ± 0,5% против 3,2 ± 0,3% в зверобое, p<0,01), что связано с эфирными маслами, придающими аромат и антиоксидантные свойства, но повышающими риск окисления при хранении.

Таблица 1.

Химический состав порошков зверобоя и орегано n=3)

Минеральный состав (K, Ca, Mg) показывает преимущество орегано в Mg (1,2 ± 0,05% против 0,8 ± 0,05%, p<0,01), что улучшает минеральную ценность изделий.

Порошок из зверобоя характеризовался более кислым привкусом pH (5,5 ± 0,1 против 6,0 ± 0,1, p<0,01), что коррелирует с антимикробной активностью (r=0,78, p<0,05), и меньшую плотность (0,62 ± 0,02 г/см³ против 0,68 ± 0,02, p<0,01), облегчая дисперсию в тесте. Диаметр частиц (0,7 ± 0,1 мм в зверобое против 0,5 ± 0,1 мм в орегано, p<0,05) влияет на текстуру: более мелкие частицы орегано обеспечивают лучшую однородность. Влагоудерживающая способность выше в орегано (88,0 ± 2,0% против 85,0 ± 2,0%, p<0,05), что замедляет процесс черствения готовых изделий. Общий профиль указывает на синергию в смесях: углеводы зверобоя дополняют липиды орегано, оптимизируя питательность и функциональность для продления свежести. Эти данные подтверждают безопасность и совместимость с пищевыми стандартами (ГОСТ 26929-94).

Функциональные свойства определяются биологически активными соединениями: флавоноидами и фенолами в зверобое (антиоксидантная активность DPPH 85,0%), эфирными маслами в орегано (антимикробная активность против E. coli и S. aureus). Эти свойства напрямую способствуют продлению срока свежести путём ингибирования липидного окисления и микробного роста.

Таблица 2.

Функциональные свойства порошков зверобоя и орегано (n=3)

Синергия в смесях (1:2,5) повышает эффективность на 10,0 –15,0% (p<0.01), что подтверждается корреляцией с перекисным числом (r = -0.92, p<0.01). Антиоксидантный эффект обусловлен нейтрализацией свободных радикалов, антимикробный — нарушением клеточных мембран патогенов, что снижает риск порчи сдобных мучных изделий.

Анализ функциональных свойств позволил установить, что зверобой эффективен в антиоксидантной защите благодаря флавоноидам, нейтрализующим радикалы и предотвращающим прогоркание жиров. Орегано превосходит зверобой в антимикробном действии из-за эфирных масел, подавляющих рост плесеней и бактерий. Синергия в смесях усиливает общий эффект, повышая срок свежести печенья. Эти свойства безопасны при рекомендуемых дозировках (<10,0%) [1;с.33-39, 4;с. 150–155].

Далее были проведены пробные лабораторные выпечки сахарного печенья: контроль (по традиционной рецептуре без добавок), опыт – с заменой 7,0% рецептурного количества муки пшеничной высшего сорта порошком из смеси зверобоя и орегано в соотношении 1,0:2,5. Результаты исследования представлены в таблицах 3 – 5.

Органолептическая оценка проводилась дегустационной комиссией из 5 экспертов. Добавка смеси порошков усилила аромат и вкус за счет эфирных масел орегано и флавоноидов зверобоя, но ввела легкую горчинку, не ухудшив общую оценку (табл.3).

Таблица 3.

Органолептические показатели сахарного печенья (баллы по 5-балльной шкале, n=3)

Значимое улучшение вкуса и аромата в опытных образцах печенья (p<0,05) подтверждает синергетический эффект от использования исследуемого сырья, где орегано усиливает пряность, а зверобой добавляет глубину. Изменения в цвете и текстуре незначительны, что указывает на совместимость добавки с базовым рецептом.

Таблица 4.

Физико-химические показатели сахарного печенья (n=3)

Анализ физико-химических показателей качества печенья показал незначительные изменения, связанные с относительно повышенной водопоглотительной способностью порошков, но не превышает нормы ГОСТ 24901- 2023 (влажность <6,0%, кислотность <3,0°) (табл.4).  Замедление процесса окисления жиров в опытном варианте обусловлено антиоксидантами, предотвращающими пероксидацию липидов, что подтверждает продление срока свежести сахарного печенья за счёт использования исследуемых добавок в качестве натуральных консервантов.

Корреляция с перекисным числом (r=-0,94, p<0,01) подтверждает вклад исследуемых добавок в продление срока свежести печенья (табл.5).

Таблица 5.

Динамика перекисного числа в печенье в процессе хранения (ммоль/кг, n=3)

Анализ данных таблицы 5 показал, что в начальный период, то есть непосредственно после выпечки (день 0) различия в значениях перекисного числа контрольного и опытного образцов печенья незначительны (1,2 ± 0,1 ммоль/кг в контроле против 1,1 ± 0,1 ммоль/кг в опытном, p>0,05), что указывает на отсутствие влияния добавок на начальный уровень окисления. Через 7 суток хранения перекисное число в контроле достигло 8,5 ± 0,5 ммоль/кг, приближаясь к порогу непригодности (10,0 ммоль/кг по ГОСТ 26593-85), что свидетельствует о начале интенсивного окисления жиров, приводящего к прогорканию и ухудшению вкуса готовых изделий. В опытном образце значение данного показателя составляло 4,5 ± 0,3 ммоль/кг (p<0,01), что практически на 47,0% ниже контрольного значения, демонстрируя эффективное ингибирование окислительных процессов благодаря антиоксидантным свойствам зверобоя и орегано. Через 14 суток хранения контрольный образец вышел за пределы пригодности (>10 ммоль/кг), в то время как опытный показал 7,8 ± 0,4 ммоль/кг, что продлило срок свежести на 100% (с 7 до 14 дней). Это коррелирует с антиоксидантной активностью DPPH (r = -0,92, p<0,01), где флавоноиды и эфирные масла нейтрализуют пероксиды, предотвращая цепную реакцию окисления. Органолептические изменения были минимальными: аромат усилился на 0,5 балла (p<0,05), вкус стал более пряным без горечи, что повышает потребительскую привлекательность. Эти данные подчеркивают экономическую эффективность: снижение потерь продукции на 50,0–70,0%, с учётом относительно низкой себестоимости натуральных ингредиентов по сравнению с синтетическими антиоксидантами.

Заключение. На основании проведенного исследования установлено, что добавление порошков из зверобоя и орегано в соотношении 1,0:2,5 в количестве 7,0% к рецептурному количеству муки способствует повышению антиоксидантной активности сахарного печенья и улучшает его органолептические свойства. Фитокомпозиция из исследуемого лекарственного сырья замедляет окислительные процессы и продлевает срок сохранения свежести на 3–4 суток. Применение данных растительных добавок рекомендуется для обогащения рецептур мучных кондитерских изделий функциональной направленности. Технология проста, не требует изменения оборудования, соответствует требованиям «Clean label» (чистая этикетка). Возможные ограничения — субъективность органолептики и влияние на аллергиков; рекомендуется оптимизация соотношения для снижения горчинки. Результаты применимы для разработки функционального печенья.

Список литературы:

1. Белова Н.В. Натуральные консерванты: развитие и перспективы/Н.В. Белова //Пищевая промышленность. - 2017. - № 2. - С. 33–39.
2. Дубов А.В. Роль натуральных веществ в продовольственной безопасности/А.В. Дубов // Экология и безопасность пищевой продукции. - 2019. - № 4. - С. 98–105.
3. Егорова Е.А. Биоактивные вещества растений в продукции питания/Е.А. Егорова // Биотехнология питания. - 2020. - № 1. - С. 45–50.
4. Трофимова К.И. Натуральные добавки и их роль в продовольственной безопасности/К.И. Трофимова // Проблемы питания. - 2018. - № 3. - С. 150–155.
5. Козлов А.В. Механизмы антимикробного действия растительных соединений/А.В. Козлов // Вестник российской академии наук. - 2019. - № 5. - С. 212–219.
6. Петров В.К. Применение фитохимических соединений в кондитерском производстве/В.К. Петров// Современная пищевая промышленность. - 2020. - № 1. - С. 55–60.
7. Федорова М.П. Антиоксидантная активность растительных экстрактов/М.П.Фёдорова// Фитотерапия и здоровье. - 2022. - № 4. - С. 74–80.
8. Михайлова А.В. Использование экстрактов эхинацеи в пищевой промышленности/А.В. Михайлова// Пищевая химия. - 2020. - № 2- С. 67–73.
9. Кузнецова Е.А. Эфирные масла как натуральные консерванты/Е.А. Кузнецова // Фармацевтический журнал. - 2019. - № 3. - С. 45–50.
10.  Лебедева А.В. Биохимия растительных ферментов и влияние на микробиологическую активность/А.В.Лебедева// Биологические науки. -2017. - № 6. - С. 123–129.
11. Павлова Н.В. Современные методы экстрагирования биоактивных веществ/Н.В. Павлова // Методики производства. - 2020. - № 4. - С. 84–92.
12. Захарова И.В. Функциональные свойства растительных добавок для формирования защиты организма/И.В. Захарова// Аграрный вестник. - 2021. - № 2. - С. 33–39.