Etude sur le changement de saveur du procédé de Fermentation de l’ail noir

L’ail est riche en composés organiques sulfurés tels que l’allicine et le s-allyl-l-cystéine (SAC), qui sont des ingrédients actifs qui ont des effets antibactériens, antioxydants, anticancéreux, antidiabétiques et anti-inflammatoires [1]. Cependant, lorsque la structure cellulaire de l’ail est détruite, ces composés sont transformés en substances volatiles telles que le sulfure d’allylméthyle et l’allylmercaptan, qui donnent à l’ail sSur legoût fort piquant et sSur leodeur irritante [2].

La FermentatiSur lepeut réduire efficacement l’odeur piquante de l’ail et également rendre la texture de l’ail plus molle et moelleuse, semblable à la gelée [3]. L’ail noir est obtenu en fermentant de l’ail frais à des températures élevées et une humidité élevée. Des études [4] ont constaté que l’ail noir peut efficacement soulager les symptômes des patients diabétiques, et sa capacité anticancéreutilisationet sSur lepotentiel à réduire le risque de maladie cardiovasculaire sont encore plus forts que l’ail. Cet article se concentre sur les modifications de la compositiSur lechimique et de la compositiSur lechimique.Composés aromatiques pendant le traitement de l’ail noir, en se concentrant sur les facteurs clés qui affectent sa FormatiSur ledes formateursde saveur, analyser en profondeur les caractéristiques de saveur de l’ail noir, et fournir une base pour améliorer la qualité des produsond’ail noir.

1 changements dans les principaux composants chimiques pendant le traitement de l’ail noir

L’ail noir est un produit à base d’ail transformé en profondeur fabriqué en fermentant de l’ail frais à une certaine température (50-90 °C) et à l’humidité (70%-90%) pendant une certaine période de temps [5-7]. Ce processus de La fermentationcomprend une variété de réactions chimiques, y compris la réactiSur lede Maillard, la réactiSur lede dégradatiSur lethermique, la réaction d’oxydation, la réaction de polymérisation, la réaction de réarrangement et la réaction de catalyse enzymatique. Ces réactions provoquent des changements dans la composition chimique, qui à son tour affectent la saveur, la couleur, et les propriétés nutritionnelles de l’ail. En termes de couleur, la fermentation change l’ail du blanc au noir, d’où le nom d’ail noir.

Comme le montre la Figure 1, après la fermentation, la composition chimique de l’ail change. La teneur en sucres réducteurs, acides organiques, alcaloïdes, polyphénols, mélanoïdes et 5-hydroxyméthyl furfural (5-HMF) augmente, tandis que la teneur en humidité, en lipides, en allicine et en polysaccharides diminue [8]. Parmi ceux-ci, l’augmentation des polyphénols, du 5-HMF Fet des alcaloïdes peut donner à l’ail noir des effets antioxydants, antiviraux et anticancéreux plus forts; La diminution de l’allicine et de la garlicdanspeut aider à réduire l’odeur piquante d’ail noir; Et les mélanoïdines, les thiophènes, les furanes et les pyrazines dérivées de la fermentation peuvent donner à l’ail noir un arôme grillé unique, une douceur et une saveur de caramel [9]. 

1.1 changements dans les composés organiques du soufre

L’ail a un arôme piquant unique, qui est principalement attribué à la présence de substances telles que l’allicine et les composés volatils du soufre [10]. Comme le montre la Figure 2, les composés organiques sulfurés de l’ail sont convertis par désamordation sous l’action de la γ-glutamyl peptidase en γ-l-glutamyl-s-allyl-l-cystéine, qui est convertie par désamordation ou s-oxydation en SAC ou en γ-l-glutamyl-s-allyl-l-cystéine-s-oxyde, et enfdanspar s-oxydation ou désamordation en sulfoxyde de s-allyl-l-cystéine (allicine) [11]. L’acide allylthiosulfurique est une substance incolore et inodore qui est produite lorsque l’ail est écrasé ou râpé, puis hydrolysé par l’alliinase pour produire de la déhydroalanine et du sulfonate d’allyle. Les deux sulfonates d’allyle se condensent alors spontanément pour former l’allicine, qui est la principale source d’acide.#39; S odeur piquante [12]. L’alliine est instable et peut se décomposer en sulfures volatils tels que le sulfure de diallyle, le disulfure de diallyle et le trisulfure de diallyle [13].

La Fermentation implique une variété de réactions chimiques et peut donc modifier le goût des aliments [14-16]. Pendant la fermentation, le traitement thermique peut conduire à l’inactivation de l’allinase, réduisant ainsi la production d’allicine, de sorte que l’ail noir n’a pas d’odeur piquante [17]. En outre, l’allicine peut être convertie par réaction à la s-allyl-l-cystéine (SAMC) stable et inodore, qui est 6 fois plus élevée dans l’ail noir que dans l’ail [18]. Le disulfure de diallyle, le trisulfure de diallyle et le trisulfure de dipropyle sont présents dans les composés sulfurés de l’ail et de l’ail noir. Seule l’allicine est détectée dans l’ail, tandis que la 2-acétyl-1-pyrroline est détectée dans l’ail noir [18]; La teneur en composés sulfurés comme le trisulfure d’allylméthyle, le sulfure de diallyle, le disulfure de diallyle et le trisulfure de diallyle et d’autres composés contenant du soufre diminue graduellement dans l’ail noir [20].

1.2 changements dans les glucides

La teneur en glucides de l’ail est d’environ 33%, et il est principalement composé de sucres solubles dans l’eau et de fructans. Les fructans de l’ail sont des céto-sucres composés de fructose et de glucose dans un rapport d’environ 14:1 [21]. Les polysaccharides de l’ail sont dégradés pendant la fermentation pour former divers monosaccharides (par exemple glucose, fructose, etc.) ou disaccharides [22]. Li et al. [23] ont montré que pendant le traitement de l’ail noir, la quantité totale de polysaccharides diminue d’environ 30% et est convertie en composants monosaccharides, principalement le fructose, le galactose et l’acide galacturonique, avec un rapport molaire de 307:25:32. De plus, des températures élevées et un pH Hbas peuvent favoriser l’hydrolyse du saccharose et produire du glucose et du fructose, qui donnent à l’ail noir sa douceur [24]. L’ail noir a également un goût aigre, qui est dû à l’augmentation de la teneur en acide organique lors de la dégradation des polysaccharides [25].

Les glucides sont les précurseurs de la réaction de Maillard. L’amadori (1-amino-1-désoxycétose n-substitué) et les Heyns(2-amino-2-désoxycétose n-substitué) sont des produsonintermédiaires importants de la réaction de Maillard, qui sont souvent utilisés pour évaluer le degré de réaction de Maillard. Ils sont également précurseurs de la formation de mélanoïdines.

Amadori et Heyns peuvent également être convertis par hydrolyse acide en acides 2-furanylméthyllysine et 2-furanylméthylamino, qui sont également des indicateurs importants pour l’évaluation de la qualité de l’ail noir [26]. Les mélanoïdines sont les produsonfinaux de la réaction de Maillard Maillardet sont des glucides bruns de poids moléculaire élevé contenant de l’azote polymérisé. Ils sont également connus sous le nom de pigments bruns et contribuent de façon significative au brunissement de l’ail noir pendant le traitement27. En plus des mélanoïdines, la réaction de Maillard pendant la fermentation peut également produire du 5-HMF, qui peut être utilisé pour évaluer la teneur en glucides des aliments28. En outre, le 5-HMF peut également être formé par caramélisation. Zhang et al. [29] ont souligné que le 5-HMF peut influer sur la couleur de l’ail noir. Lorsque la teneur en 5-HMF est de 4 g/kg, l’ail commence à devenir noir. Plus la teneur en 5-HMF est élevée, plus le brunissement de l’ail noir est profond, et une teneur en 5-HMF trop élevée donnera à l’ail noir un goût amer.

1.3 changements dans d’autres composants chimiques

La réaction de Maillard lors du traitement de l’ail noir peut provoquer la dénaturation des protéines et la formation de divers acides aminés. Dans des conditions acides, la réaction de Maillard provoque la dégradation de protéines ou de peptides par des réactions enzymatiques ou non enzymatiques, ce qui entraîne une augmentation de la teneur en certains acides aminés de l’ail noir, tels que la L-alanine, la L-valine, la L-isoleucine, la L-tyrosine et la l-phénylalanine, etc.[24]. Li et al.[23] ont constaté que la teneur en acides aminés des échantillons d’ail noir préparés par congélation était réduite de 50,97%, ce qui indique que la teneur en acides aminés de l’ail noir peut varier selon la méthode de traitement.

Les lipides peuvent changer pendant le traitement de l’ail noir en raison de l’oxydation. Après la fermentation de l’ail en ail noir, les lipides bruts peuvent être convertis en composés tels que des alcools, des aldéhydes, des cétones et des lactones dans des conditions de température élevée et d’humidité élevée, donnant ainsi à l’ail noir une saveur riche, mais la teneur en lipides bruts est considérablement réduite [30].

2 changements dans les composés caractéristiques de saveur pendant le traitement de l’ail noir

Dans les aliments, certains composés aromatiques sont définis comme des composés aromatiques caractéristiques parce qu’ils donnent à l’aliment un arôme unique [31-38].

Le tableau 1 montre que les arômes verts et sulfureux de l’ail sont plus marqués que ceux de l’ail noir. Des composés tels que le sulfure de diallyle, le 3-vinyl-1,2-thiazole, le disulfure de diméthyle et le trisulfure de diméthyle peuvent tous contribuer à la saveur sulfureuse ou à la saveur d’ail caractéristique de l’ail. Dans l’ail noir, la teneur en substances telles que les arômes torréfiés et sucrés augmente, ce qui contribue à la saveur aigre-douce unique de l’ail noir. L’ail noir contient une variété de composants aromatiques tels que des aldéhydes, des alcools, des composés sulfurés volatils, des cétones et des acides organiques, tandis que l’ail contient principalement des composés sulfurés volatils et une petite quantité d’aldéhydes et de cétones [10].

Les sulfures volatils de l’ail noir, tels que le 2-vinyl-4h-1,3-dithiophène, le trisulfure de méthyle d’allyle, le trisulfure de diallyle, le 3-vinyl-1,2-thiazole-4-cyclohexène et le sulfure de diallyle, ensemble, confèrent les caractéristiques aromatiques semblables à l’ail noir. Le 3-vinyl-1,2-thiazol-5-one, le disulfure de diallyle et le sulfure de diallyle sont des composés aromatiques caractéristiques de l’ail. Le trisulfure de méthyle et le disulfure de méthyle sont des composés aromatiques communs à l’ail et à l’ail noir. Les composés volatils du soufre tels que le trisulfure d’allyle et le sulfure de diallyle ont un arôme particulièrement fort en raison de leurs faibles valeurs seuils [34].

En plus des composés sulfurés, les composés hétérocycliques sont également des substances actives aromatiques importantes dans l’ail noir. 2(5H)-furanone (brûlé), furancarbonal (saveur de caramel), 2-acétyl-1-pyrroline (saveur d’amande grillée), 2-furanyléthanone (saveur de vinaigre balsamique), et 5-heptylidène-2 (3H)-furanone (saveur d’amande) ont été détectés. Ces composés sont uniques à l’ail noir et sont principalement responsables de son arôme grillé et de sa douceur. En outre, l’ail noir contient également deux composés carbonyliques uniques: 1-hydroxy-2-butanone (salé) et 3-méthylthiopropanal (saveur de pomme de terre cuite). La formation de composés tels que l’alcool allylique (saveur d’ail cuit) et (E,Z)-2,6-nonadien-1-ol (saveur de concombre) contribue également à la saveur unique de l’ail noir, qui est différente de celle de l’ail. Des composés tels que l’acide 3-méthylbutanoïque (odeur de sueur), l’acide acétique (goût aigre) et l’acide propionique (goût épicé) augmentent l’acidité de l’ail noir. La Fermentation améliore les arômes aigre et umami et réduit le goût salé [37], tout en réduisant considérablement le goût amer de l’ail. Ce changement peut être lié à la diminution de la teneur en composés organiques soufrés.

3 facteurs influençant les caractéristiques de saveur de l’ail noir

Des facteurs comme la variété d’ail, l’emplacement de plantation et les conditions de croissance ont une incidence importante sur sa qualité, ce qui modifie les attributs sensoriels de l’ail noir [38]. De plus, la composition nutritionnelle de l’ail, la technologie de traitement de l’ail noir (p. ex., les méthodes de prétraitement, la température de fermentation, le temps de fermentation et l’humidité relative), les réactions chimiques qui se produisent pendant le traitement (p. ex., la réaction de Maillard) et les bactéries endophytesinfluent également sur la qualité de saveur de l’ail noir [39].

3.1 facteurs nutritionnels

3.1.1 glucides le Fructan est l’un des facteurs importants affectant la qualité de l’ail noir. Lors de la transformation de l’ail noir, sa teneur en fructan diminue considérablement, de 84,6 % à 99,2 % [40]. La teneur en fructose de l’ail noir est plus élevée que celle du glucose, et le fructose est un kétose qui participe à la réaction de Maillard à un taux plus faible que le glucose, qui est une aldose [4]. Par conséquent, après la fermentation, la teneur en fructose de l’ail augmente dans une certaine mesure, ce qui contribue à la formation de l’arôme doux unique de l’ail noir [42]. De plus, la formation du goût aigre de l’ail noir est étroitement liée à la fermentation et à la dégradation des hydrates de carbone pendant le traitement thermique [42]. La Fermentation et la dégradation des hydrates de carbone peuvent produire des acides organiques, ce qui peut entraîner une diminution du pH [42].

3.1.2 protéines et acides aminés

L’ail est riche en protéines et en acides aminés essentiels. Le traitement à haute température peut dénaturer la protéine de l’ail noir et produire une variété d’acides aminés libres. Lors du traitement de l’ail noir, les acides aminés tels que la tyrosine, l’arginine et l’acide glutamique sont rédusonparce qu’ils participent à la réaction de Maillard pour synthétiser des substances aromatiques [43]. En outre, la teneur en acides aminés à chaîne ramifiée tels que la leucine et l’isoleucine augmente de manière significative pendant le traitement de l’ail noir. Ces acides aminés libres peuvent subir une réaction de Maillard avec les sucres pour produire une variété de substances volatiles [39].

3.2 caractéristiques de qualité

Des facteurs comme la variété d’ail, l’emplacement de croissance, les conditions climatiques, les caractéristiques du sol, les précipitations et la gestion des cultures peuvent tous influer sur la qualité, l’arôme et les propriétés organoleptiques de l’ail et de ses produits à base d’ail noir [44]. La qualité et les composés physiologiquement actifs de l’ail d’origines différentes peuvent différer considérablement dans la composition et la teneur [45]. Comparativement à l’ail noir fermenté à partir de l’ail ordinaire, l’ail noir fermenté à partir de l’ail biologique contient plus de composés organiques sulfurés [45], et la teneur en 5-HMF de l’ail noir augmente avec la prolongation du temps de croissance de l’ail [6].

3.3 facteurs de processus

3.3.1 méthodes de prétraitement

Les méthodes courantes de prétraitement comprennent la congélation, la haute pression et le prétraitement par ultrasons, et les mécanismes d’influencede chaque méthode de prétraitement sont différents [46]. Le prétraitement par congélation peut détruire la structure cellulaire de l’ail et favoriser la production de composés aromatiques plus caractéristiques, améliorant ainsi la douceur et la qualité de l’ail noir. Le prétraitement à haute pression peut aider à maintenir ou à améliorer des substances aromatiques spécifiques, ce qui rend le goût de l’ail noir plus riche et plus équilibré. Le prétraitement ultrasonique améliore la perméabilité des parois cellulaires de l’ail grâce à une énergie sonore qui aide à extraire et transformer les ingrédients et favorise la formation de substances aromatiques et aromatiques.

La teneur en SAC d’ail a été augmentée respectivement de 6, 4 et 10 fois après cryoconservation (-20°C pendant 30 h), prétraitement par ultrasons (28 kHZ zpendant 2 h) et prétraitement à haute pression hydrostatique (300 MPa pendant 15 min) [47]. Par rapport à la cryoconservation et au prétraitement à ultra-haute pression, le prétraitement ultrasonique peut considérablement améliorer la perméabilité de la paroi cellulaire d’ail, favoriser la sortie d’un plus grEt en plusnombre de transpeptidase de γ-glutamyl sérique de la cellule et la réaction avec γ-l-glutamyl-s-allyl-l-cystéine, ce qui entraîne une teneur en SAC plus élevée dans le produit d’ail noir [46]. De plus, le prétraitement par congélation peut gravement endommager la structure cellulaire de l’ail, accélérant ainsi la réaction de Maillard et produisant plus de 5-HMF. L’effet non thermique du chauffage ohmique (110-130 V, 60-80 °C) aide à hydrolyser les fructans en fructose, ce qui à son tour accélère la réaction de Maillard et augmente l’accumulation de 5-HMF [48].

3.3.2 température de Fermentation

La température de Fermentation a un effet significatif sur le goût et l’arôme des produits à l’ail noir [29]. À mesure que la température de fermentation augmente, la teneur en précurseurs d’arômes tels que l’allicine, le SAC et le γ-l-glutamyl-s-allyl-l-cystéine diminue graduellement [49]. Lorsque la température de fermentation est de 60°C, l’ail n’a pas encore complètement noirci et son arôme piquant ne s’est pas encore complètement dissipé. Lorsque la température de fermentation est de 70°C, la qualité et le goût de l’ail noir sont meilleurs [49]. Lorsque la température de fermentation est de >90°C, les réactions chimiques dans l’ail s’accélèrent, la teneur en sucre réducteur diminue, et un goût amer et brûlé peut se développer, ou même des substances nocives peuvent se former [39]. Dans des conditions de température de fermentation de 75°C et d’humidité relative de 85%, la teneur en précurseurs d’arômes tels que l’acide γ-aminobutyrique, le SAC et le γ-l-glutamyl-s-allyl-l-cystéine a beaucoup changé, ce qui a contribué à améliorer la qualité de saveur de l’ail noir [50].

3.3.3 temps de Fermentation

Un temps de fermentation approprié améliore non seulement l’efficacité des réactions chimiques, mais augmente également la richesse des composants arômes de l’ail noir et maintient un goût équilibré. Après une fermentation à 70-80 °C pendant 10 jours, la teneur en allicine de l’ail est passée de 11,3 g/kg à 2,3 g/kg, et l’allicine a été réduite à un niveau indétectable [51]. La diminution de l’allicine était principalement attribuable à sa conversion en SAMC, tandis que la diminution de la teneur en alliine a été attribuée à sa conversion en substances comme le sulfure de diallyle, le disulfure de diallyle et le trisulfure de diallyle. Après 45 jours de fermentation à 40 °C, la teneur en SAC de l’ail noir est passée de 19,6 μg/g à 124,7 μg/g [52]. De plus, la teneur en glucose et en fructose de l’ail noir a atteint un sommet au 45e jour de fermentation [9].

3.3.4 humidité Relative

L’apparence et le degré de brunissement de l’ail noir sont étroitement liés à l’humidité relative. Une humidité élevée ralentit le brunissement, de sorte que l’ail noir est plus sucré et plus humide, et la teneur en acides organiques diminue. D’autre part, une faible humidité peut inhiber la réaction chimique et empêcher la formation de composés aromatiques, ce qui donne une texture dure [53]. L’humidité optimale pour le traitement de l’ail noir est de 80% [49]. De plus, l’activité de l’eau influe également sur la réaction de Maillard, qui à son tour influe sur la formation de composés aromatiques dans l’ail noir [53].

3.4 réaction de Maillard

La réaction de Maillard produit diverses substances hétérocycliques telles que les mélanoïdines, les thiophènes, les pyrazines, les furanes et les furanones [54], ainsi que le 5-HMF et d’autres composés furfuraux [55]. Les composés aromatiques produits par la réaction de Maillard sont principalement responsables de l’arôme rôti de l’ail noir. Par exemple, la 2(5H)-furanone produite par la réaction de Maillard peut donner à l’ail noir un arôme grillé, tandis que le 3-méthylthiopropanal produit une saveur semblable à celle des pommes de terre cuites [10]. La réaction de Maillard est étroitement liée à l’oxydation des lipides, et la réaction synergique entre les deux favorise l’interaction des intermédiaires de réaction, enrichissant ainsi le goût de l’ail noir.

Najman et al. [37] ont identifié divers composés aromatiques dans l’ail noir, tels que le disulfure de carbone, le 2-méthylthioéthanol, le 2-méthyl-2-propylmercaptan, la 2-octanone, le 2-furancarboxaldéhyde, l’α-pinène, la 2,3-diméthylpyrazine, le 5-méthylfurfural et la 4-hydroxy-5-méthyl-3-furanone, qui, ensemble, donnent à l’ail noir un arôme complexe de grillage, de caramel, de brûlage et de fruits. De plus, le 5-méthylfurfural et le 2-acétylfuran peuvent donner à l’ail noir un arôme doux unique [3]. Le produit intermédiaire de la réaction de Maillard, la 2-acétylpyrroline, est la substance principale qui donne à l’ail noir son arôme agréable [56]. Les composés du furfuryle produits par la réaction de Maillard ont une caractéristique sucrée et sont des marqueurs clés qui distinguent l’ail noir de l’ail [20]. Les composés organiques du soufre présents dans l’ail sont principalement convertis en composés volatils contenant de l’azote, comme les sulfures d’alkyle, les pyridines et les pyrazines pendant la fermentation, et ces composés n’existent pas dans l’ail [12].

3.5 bactéries endophytes

Les bactéries endophytes ont non seulement des fonctions de contrôle biologique, mais favorisent également la croissance des plantes. La fermentation spontanée de l’ail pour former de l’ail noir est liée à l’activité de ses bactéries endophytes [57]. Les bactéries endophytes peuvent accélérer la fermentation de l’ail, améliorer son goût et former des composés plus fonctionnels, prolongeant ainsi la durée de conservation [58]. Suharti et al. [59] ont isolé des bactéries endophytes telles que Erwinia, Pseudomonas, Xanthomonas, Agrobacterium, Rhodostominia, Xylella, Pantoea, Acidiphilus, Burkholderia, Corynebacterium et Streptomyces, qui peuvent favoriser la dégradation du glucose pour produire des composés acides organiques tels que l’acide tartrique, l’acide succinique, l’acide malique et l’acide acétique, ce qui donne à l’ail noir un goût acide. De plus, le genre Bacillus, qui est également une bactérie endophyte, peut favoriser la conversion de fructans de type inuline en fructose [27]; Dans le même temps, le nombre d’espèces de Bacillus diminue avec l’augmentation des niveaux de sulfures organiques et de 5-HMF.

4 Conclusion

Le processus de fermentation de l’ail implique une variété de réactions chimiques, qui non seulement aident à réduire l’odeur piquante, mais aident également à former l’arôme doux et aigre unique de l’ail noir. En même temps, la fermentation peut favoriser la formation de substances actives plus fonctionnelles dans l’ail noir, ce qui lui confère des effets antioxydants, antiviraux et anticancéreux. Par conséquent, en tant que produit de transformation profonde de l’ail, l’ail noir a de bonnes perspectives de marché et un potentiel de développement. Avec le développement de la flavoromique, la recherche sur les substances aromatiques de l’ail noir s’est progressivement approfondie, mais il y a encore beaucoup de problèmes. Par la suite, des indicateurs normalisés et des méthodes d’essai pour les substances d’arômes d’ail noir peuvent être établis; Les voies de production et les relations interactives des substances aromatiques caractéristiques de l’ail noir peuvent être explorées plus en profondeur; Et la saveur et la qualité nutritionnelle de l’ail noir peuvent être contrôlées avec précision en fonction des préférences des consommateurs.

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