Comment traiter l’ail noir?

Garlic is rich in nutrients, but its pungent flavor can cause gastrointestinal discomfort, which severely restricts the l’ailconsumer market [1]............. Therefore, research on different forms De ladeep processing technology for garlic is needed to minimize the garlic odor Et en plusimprove its market competitiveness. Black garlic is an aged garlic product obtained by subjecting fresh garlic to a Maillard reaction at high temperatures (60–90 °C) and high humidity (70%–90%) [2]. It is currently one of the fastest growing and most researched health-promoting deep-processed garlic foods. During the reaction, the pungent odor, nutritional composition, and sensory propriétésof fresh garlic all change, and new functional substances are produced [1]. This paper provides an overview of the current research progress in the processing technology, key regulatory factors, and nutritional composition of noirgarlic, with the aim of providing theoretical support for the industrial development of black garlic.

1 Processing technology of black garlic

L’ail noir est produit par une série de processus tels que l’enzimolyse, la maturation et le séchage. La technologie de traitement comprend principalement deux types: la fermentation (fermentation à l’état solide et fermentation liquide) et la non-fermentation à haute température et pression. Lors du traitement de l’ail noir fermenté, des réactions enzymatiques et non enzymatiques (la réaction de Maillard) se produisent dans les cellules, ce qui donne une apparence et une saveur uniques [3]. Dans un environnement à haute température et à haute humidité, l’activité enzymatique de l’ail est activée, décomposant les glucides en fructose et les protéines en acides aminés. Pendant ce temps, l’allicine est convertie en substances telles que les acides aminés S-allyl glutathion, qui réduisent l’odeur piquante et le goût épicé de l’ail [3]. La réaction de Maillard est une réaction importante dans le traitement de l’ail noir. Grâce à une série de réactions complexes entre les glucides et les acides aminés et les protéines, une substance macromoléculaire brun-noir appelée phéomélanin est produite, ce qui donne à l’ail noir sa couleur et sa saveur uniques [4-5].

1.1 méthode de Fermentation

Solid-state fermentation is currently the most widely used processing technique for preparing black garlic. The main process flow of solid-state fermentation is as follows: select high-quality garlic → peel and remove the first 1–2 layers of the stem → wash → ferment at high temperature and humidity → package → quality inspection → finished product. This process ensures the integrity of the garlic and inhibits the loss of nutrients in the garlic, resulting in high-quality black garlic.

La fermentation liquide est une méthode par laquelle l’ail broyé est ajouté à une proportion appropriée d’eau comme substrat et fermenté dans un récipient hermétique. Le flux de processus de fermentation liquide est le suivant: sélectionnez ail → peler et laver → broyer → vacuum-seal et ferment → sec → paquet → inspection de qualité → produit fini. Dans le processus de fermentation liquide, l’ajout d’eau, l’étanchéité et le changement de température pendant la fermentation raccourcissent le temps de traitement et améliorent l’efficacité de la production. En même temps, il augmente la teneur en nutriments de l’ail noir, améliorant ainsi sa valeur nutritive et son goût.

1.2 méthode de Non-fermentation

The non-fermentation method is an emerging production process for black garlic. The processing flow is as follows: select high-quality garlic → wash → steam under high temperature and pressure → dry → black garlic. The non-fermentation black garlic processing method is simple to operate, short in processing time, high in production efficiency, and low in production energy consumption. At the same time, the non-fermentation black garlic processing method improves the nutritional value of the finished black garlic.

2 facteurs affectant la qualité de l’ail noir

2.1 qualité des matières premières d’ail

The nutritional composition of garlic is affected by factors such as species, geographical location, and growing environment. Studies have found that the nutritional content of soluble sugars, soluble proteins, allicin, and selenium in 58 types of garlic from different origins in China varies significantly [6]. The nutritional quality of garlic directly determines the Qualité de l’ail noir [7]. In addition, studies have found that the quality of black garlic is also directly affected by the number of cloves in a single garlic bulb, and is closely related to its antioxydantcapacity.

2.2 prétraitement

Le processus de prétraitement pour la préparation de l’ail en ail noir affecte considérablement la qualité et la valeur nutritive de l’ail noir. À l’heure actuelle, les principaux procédés de prétraitement de l’ail sont la congélation à basse température, l’ultra-haute pression et les méthodes à micro-ondes.

2.3la température

La température est l’un des facteurs importants affectant la qualité de l’ail noir. Des températures élevées peuvent accélérer le brunissement et raccourcir la période de fermentation, et également augmenter la teneur totale en acide et en phénolique. Cependant, des températures trop élevées peuvent entraîner une mauvaise qualité sensorielle du produit fini. Par conséquent, 70 ℃ est considéré comme la température de traitement la plus appropriée. L’ail noir traité à cette température a une couleur uniforme, une texture délicate et un goût aigre-doux [8].

2.4 humidité Relative

Relative humidity is a key process parameter in the processing of black garlic, affecting its sensory quality, nutritional composition and biological activity [7]. The higher the humidity, the slower the browning, the wetter and sweeter the finished product, and the lower the content of organic acids. However, the content of polyphenols and reducing sugars will increase. Humidity is closely related to the hydrolysis of macromolecular substances and non-enzymatic browning reactions at high temperatures. High humidity can lead to the hydrolysis of polysaccharides and polyphenols in garlic at high temperatures, producing high concentrations of reducing sugars and small molecule phenols [8]. In addition, the rate of the Maillard reaction is closely related to relative humidity. High humidity can reduce the rate of the Maillard reaction and increase the content of reducing sugars and free amino acids in black garlic [9].

3  Ail noir nutriments

After garlic is processed to form black garlic, its moisture content decreases significantly and its chemical composition changes. For example, the content of compounds such as carbohydrates, proteins, and polyphenols increases, while new substances such as 5-hydroxymethylfurfural and melanoidins are produced, thereby improving its nutritional value and physiological activity.

3.1 glucides

L’ail est riche en glucides, représentant 22% à 26% du poids frais et 77% du poids sec. Il est principalement composé de polysaccharides et d’une petite quantité d’oligosaccharides et de monosaccharides [9]. Il existe des différences significatives entre les glucides de l’ail frais et de l’ail noir. Par exemple, les fruits de l’ail se décomposent progressivement en monosaccharides (glucose et fructose), disaccharides et oligosaccharides [10]. La douceur de l’ail noir provient principalement du fructose produit lors de la réaction, tandis que la couleur noire est principalement produite par la réaction de Maillard entre le fructose/glucose et les acides aminés.

3.2 protéines

Garlic contains 1.5% to 2.1% protein by fresh weight and 14% to 19% by dry weight, with lectins being the most abundant. Garlic is also rich in essential amino acids, mainly glutamic acid (2.86 g·kg-1 ), arginine (4.09 g·kg-1 ) (409 mg/100 g), aspartic acid (0.90 g·kg-1 ) and tyrosine (4.49 g·kg-1 ). During the preparation of garlic into black garlic in a high-temperature, high-humidity environment, the protein may denature and some of the free amino acids may participate in the Maillard reaction. Lu Xiaoming [11] pointed out that the total amount of 18 free amino acids changed during the processing (garlic: 19.43 g·kg-1; black garlic: 14.86 g·kg-1), among which the content of a few free amino acids (including leucine, isoleucine, phenylalanine, aspartic acid, alanine, cysteine and valine) are increased, while the content of other amino acids (lysine, tryptophan, methionine, tyrosine, proline, arginine, threonine, histidine, glycine, serine and glutamic acid) is reduced.

3.3 lipides

Les lipides de l’ail frais et de l’ail noir jouent un rôle régulateur important dans leurs propriétés sensorielles et servent également de source de nutriments et d’énergie. Selon les statistiques, la teneur en lipides de l’ail frais varie entre 0,31 % et 0,53 % en poids frais et 0,6 % en poids sec. Lors du traitement de l’ail noir, les lipides s’oxydent et participent à une série de réactions chimiques, entraînant des changements dans la teneur en lipides. Cependant, les rapports sur la tendance des changements de lipides au cours de la transformation de l’ail noir sont incohérents et controversés. Par exemple, CHOI et al. [12] ont constaté que la teneur en lipides bruts augmentait de 0,18 % à 0,58 % pendant la transformation de l’ail frais en ail noir.

However, Lu Xiaoming [11] found that the crude fat content decreased significantly during the processing of black garlic (garlic: 0.33%; black garlic: 0.16%). The above differences may be related to the garlic variety, processing technology, extraction and analysis methods, etc. When black garlic is processed under high temperature (50–90 °C) and high humidity (60%–90%), lipids undergo hydrolysis and oxidation reactions, producing a series of compounds such as alcohols, aldehydes, ketones and lactones. These products and the initially produced fatty acids participate in a series of complex chemical reactions, including hydrolysis, oxidation and the Maillard reaction, in synergy.

3.4 composés polyphénoliques

Selon les statistiques, le poids sec des composés phénoliques dans l’ail frais est de 3 à 11 g·kg-1, avec une teneur moyenne de 6,5 g·kg-1 [9]. De plus, la concentration totale d’acides phénoliques est de 2 à 20 mg·kg-1, avec une teneur moyenne de 7,6 mg·kg-1. Parmi ceux-ci, l’acide caféique a la teneur la plus élevée, suivi de l’acide férolique, de l’acide vanillique et de l’acide p-hydroxybenzoïque [8]. Comparativement à l’ail frais, la teneur en polyphénol de l’ail noir augmente de 7 à 11 fois, et la teneur totale en flavonoïdes et en acide phénolique est également significativement plus élevée [13-14].

3.5 acides organiques

L’ail contient une grande quantité d’acides organiques, qui sont bénéfiques pour la santé du système digestif humain, favorisent l’absorption des nutriments et renforcent l’immunité. L’acide citrique est le plus abondant, suivi par l’acide malique, l’acide lactique, l’acide formique et l’acide fumarique [14]. Zhang et al. [8] ont montré qu’une fois l’ail frais transformé en ail noir, la teneur totale en acide a augmenté de façon significative (de 3,6 g·kg-1 à 30,96 g·kg-1); LIANG et al. [15] ont utilisé la spectroscopie de résonance magnétique nucléaire pour analyser les différences entre les types d’acides organiques présents dans l’ail frais et l’ail noir, et ont constaté que l’acide fumarique disparaissait dans l’ail noir, mais que de nouveaux acides organiques (acide formique, acide acétique, acide succinique, etc.) se formaient pendant la fermentation. L’augmentation de la teneur en acide organique lors de la préparation de l’ail noir lui donne un goût aigre et sucré et favorise également l’hydrolyse des protéines et des polysaccharides. De plus, l’augmentation de l’acidité de l’ail noir est associée à la réaction de Maillard, à la dégradation des groupes alcalins de l’ail frais et à la production d’acides carboxyliques à chaîne courte.

3.6 mélanoïdines

Melanoidins are nitrogen-containing polymers with a brown color, which are usually formed during the later stages of the Maillard reaction during food processing and preservation [16]. Melanoidins have attracted much attention due to their various physiological activities (e.g. antioxidant, antibacterial, prebiotic and anti-hypertensive). Fresh garlic does not contain melanoidins, but during the preparation of black garlic, the content of melanoidins increases significantly, and the brown color of black garlic also increases. These changes are associated with the Maillard reaction. The production of melanoidins gives black garlic a greater physiological activity and a darker color.

3.7 hydroxyméthylfurfural

L’hydroxyméthylfurfural peut se former lors de la réaction de Maillard par déshydratation catalytique entre les sucres réducteurs (par exemple le glucose ou le fructose) et les acides aminés, ou il peut être produit directement par la décomposition des hexoses en milieu acide [9]. L’hydroxyméthylfurfural est non seulement un intermédiaire clé dans la réaction de Maillard, mais il influe également sur l’activité biologique et les caractéristiques sensorielles de l’ail noir. De plus, l’hydroxyméthylfurfural est lié au taux de brunissement de l’ail noir et peut donc être utilisé comme indicateur de surveillance important pour prédire le taux de développement de l’ail noir. Par exemple, ZHANG et al. [8] ont traité l’ail noir à 60 °C, 70 °C, 80 °C Cet 90 °C et ont surveillé les changements dans la concentration d’hydroxyméthyl furfural. Les résultats ont montré que la température de traitement était directement proportionnelle à la teneur en hydroxyméthyl furfural. L’ail a doré rapidement, ce qui a entraîné une diminution des attributs sensoriels. L’ail noir traité à 70 °C avait la meilleure qualité de produit.

3.8 composés contenant du soufre

Sulfur-containing compounds are the main components of garlic, including allicin, deoxynojirimycin and γ-glutamyl-S-allyl-L-cysteine, qui donnent à l’ail sa saveur piquante unique et son activité biologique (antibactérien, baisse de la pression artérielle, baisse des lipides, anticancéreux et antitumoral) [17]. L’ail noir a une teneur plus faible en disulfure de diallyle et trisulfure de diallyle, ce qui réduit l’odeur piquante de l’ail. De plus, l’ail noir a une teneur plus élevée en 2-éthyle tétrahydrothiophène, ce qui donne à l’ail noir un parfum léger [18].

4 Conclusion

Black garlic is a new type of health food made from garlic that is processed in a high-temperature, high-humidity environment. It is simple to process, nutrient-rich, and has significant health benefits. However, the mechanism of component changes during black garlic processing, basic research on effective monomer components, and the mechanism of action of active ingredients in black garlic are still unclear. At present, the black garlic production standards are not unified, the technology is immature, the production cycle is long, and the scale is small, which severely restricts the development of the black garlic industry. Therefore, the black garlic processing technology should be improved, the black garlic industry chain should be expanded, and market demand and economic value should be increased.

Référence:

[1]AHMED T,WANG C  D. Noir garlic  and  Its bioactive compounds on human health diseases: a review[J]. Molécules,2021,26(16):5028.

[2] mart.coménez-casas L,LAGE-YUSTY M, l.comépez - hern.comndez j.changements dans le profil aromatique, les sucres et les composés bioactifs lorsque l’ail pourpre est transformé en ail noir [J]. Journal de chimie agricole et alimentaire,2017,65(49):10804-10811.

[3] Wang Yuhong, Tang Gaoqi, Zheng Qiliang et al. Progrès de la recherche sur le traitement, la composition et l’activité biologique de l’ail noir [J]. Chinese Agricultural Science Bulletin, 2015, 31(35): 91-96.

[4]YANG P,SONG H,WANG L,et al.caractérisation des composés clés aroma-actifs dans l’ail noir par analyse sensorielle dirigée de la saveur [J]. Journal de chimie agricole et alimentaire,2019,67(28):7926-7934.

[5] Zhang Liming, Yang Ming, Cao Menghui, et al. Processus de préparation, nutrition et effets sur la santé de l’ail noir [J]. Anhui Agricultural Science, 2017, 45(24): 83-85.

[6]WANG Y,ZHANG J J J L, JING H. analyse de la Composition de l’ail noir préparé par différents types d’ail et technologies de traitement [J]. Journal of Food Safety and Quality,2016,7(8):3085-3091.

[7]A FZAAL M, SAEED F, RASH E D R, et al. Propriétés nutritionnelles, biologiques et thérapeutiques de l’ail noir: une revue critique [J]. International Journal of Food Properties,2021,24(1):1387-1402.

[8]ZHANG X,LI N,LU X,et al. Effets de la température sur la qualité de l’ail noir [J]. Journal of the Science of Food and Agriculture,2016,96(7):2366-2372. [9]QIU Z,ZHENG Z,ZHANG B,et al.Formation, valeur nutritive,et amélioration des composants caractéristiques de l’ail noir: un examen pour maximiser la bonté pour les humains [J]. Comprehensive Reviews in Food Science and Food Safety,2020,19(2):801-834.

[10] rass-os-rass-os K L,MONTILLA A,OLANO A, et al.changements physicochimiques et propriétés sensorielles au cours de l’élaboration de l’ail noir: une revue [J]. Tendances en sciences de l’alimentation & Technologie,2019,88:459-467.

[11] Lu Xiaoming. Recherche sur la loi de production et le rôle fonctionnel des oligosaccharides d’ail noir [D]. Tai& 'an: université agricole de Shandong, 2017.

[12]CHOI I S,CHA H S,LEE Y s.physicochimique et antioxidant  properties  of  black  Ail [J]. Molécules,2014,19(10):16811-16823.

[13] martlcpe nez-casas L,LAGE-YUSTY M, llcpe - hernlcpe ndez j.changements dans le profil aromatique, les sucres et les composés bioactifs lorsque l’ail violet est transformé en ail noir [J]. Journal de chimie agricole et alimentaire,2017,65(49):10804-10811.

[14]KIM J S,KANG O J,GWEON O c.comparaison des acides phénoliques et des flavonoïdes dans l’ail noir à différentes étapes de traitement thermique [J]. Journal des aliments fonctionnels,2013,5(1):80-86.

[15]LIANG T,WEI F,LU Y,et al. Analyse complète de la RMN des changements de composition de l’ail noir pendant le traitement thermique [J]. Journal of Agricultural and Food Chemistry,2015,63(2):683-691.

[16]BORRELLI R C,VISCONTI A,MENNELLA C, et al.caractérisation chimique et propriétés antioxydantes des mélanoïdines du café [J]. Journal of Agricultural and Food Chemistry,2002,50(22):6527-6533.

[17] Ye Miao, Liu Chunfeng, Li Ziyu, et al. Progrès de la recherche sur les fonctions nutritionnelles et la technologie de traitement de l’ail noir [J]. Food and Fermentation Industry, 2022, 48(1): 292-300.

[18]KIM N Y,PARK M H,JANG E Y,et al.distribution volatile dans l’ail (Allium sativum L.) par microextraction en phase solide (SPME) avec différentes conditions de traitement [J]. Food Science and Biotechnology,2011,20:775-782.