Quelles sont les méthodes d’extraction de poudre d’ail noir?

Garlic is warm in nature and pungent in taste. It is the underground bulb of the lily family, Allium spp., and originated in Central Asia and the Mediterranean region. It is currently used as a condiment in people' S alimentation quotidienne. Le Compendium of Materia Medica mentionne que l’ail peut favoriser le flux doux des cinq organes internes, maintenir les canaux dans tout le corps dégagés, dissiper le froid et l’humidité, expulser le mal, disperser l’enflure et les abcès, et digérer la viande et la nourriture accumulées. L’ail noir est un aliment transformé en profondeur à base d’ail. Il est fait en traitant l’ail à une température de 60-90 °C et une humidité de 70%-90% pour provoquer le brunissement [1].

Fermented black garlic retains the original garlic flavor, avec le goût piquant enlevé. L’ail noir est doux et aigre, doux et moelleux, et aimé par la plupart des consommateurs. L’ail noir a des propriétés antioxydantes renforcées, renforce le système immunitaire, prévient l’hypertension artérielle et les maladies cardiovasculaires, et a un bon effet bactéricide, anti-inflammatoire, anti-âge, anticancéreux et anti-tumoral [2]. Les polyphénols d’ail noir ont pour effet de piéger les radicaux libres, anti-oxydation et anti-vieillissement. Des essais ont montré que la teneur en polyphénol de l’ail noir est plusieurs fois plus élevée que celle de l’ail, et que l’augmentation de la teneur en polyphénol est directement proportionnelle à la capacité antioxydante [3]. L’ail noir contient de nombreux composés polyphénoliques, dont les plus importants sont les flavonoïdes, les acides phénoliques et les tanins. De nombreuses méthodes avancées, efficaces et sûres d’extraction des polyphénols d’ail noir ont été mises au point et appliquées. Les méthodes d’extraction expérimentales existantes comprennent l’extraction en solution d’éthanol acidifié des polyphénols d’ail noir, l’extraction assistée par micro-ondes, l’optimisation par surface de réponse de l’extraction enzymatique complexe des polyphénols d’ail noir et l’extraction par fluide supercritique [3-5].

At present, the awareness of black garlic in China is not very high, and there is a need to raise people' S connaissance de l’ail noir afin que plus de gens puissent en bénéficier. Ces dernières années, de nombreuses méthodes d’extraction des polyphénols végétaux ont été appliquées, mais la plupart d’entre elles sont encore au stade d’essai, et l’extraction des polyphénols d’ail noir ne fait pas exception. Il est nécessaire que le personnel concerné poursuive ses expériences afin de développer de nouvelles techniques d’extraction et de séparation et d’améliorer le taux d’extraction.

1 l’efficacité et les effets de l’ail noir

1.1 effets antioxydants et anti-âge

Studies have found that fresh garlic that has been processed to form black garlic has an antioxidant capacity that is about 13 times higher than that of fresh garlic[6]. This is especially the case with black garlic polyphenol biscuits, where the antioxidant capacity is even more prominent. This is because the fermentation process of black garlic produces antioxidant substances such as polyphenols, which have a very significant effect on improving the antioxidant properties[7].

Polyphenols can protect cell components from oxidative damage caused by excessive production of free radicals[8], remove free radicals in the body, rejuvenate human cells, and prevent ultraviolet rays from destroying the synthesis of collagen, thereby delaying the aging of cells and appearance [9]. Le conseil des ministresprinciple of the 1,1-diphenyl-2-trinitrobenzene hydrazone (DPPH) method is to directly measure the free radicals produced by lipid oxidation [10-11]. Cao Weiwei et al. [12] found using the DPPH radical test that both the total phenol content and the DPPH radical scavenging capacity of the optimal formula of black garlic polyphenol biscuits were significantly better than those of the blank sample. The optimal addition of black garlic total phenol was (0.73 ± 0.02) mg/g, and the optimal DPPH scavenging capacity was (297.14 ± 1.79) ug/g.

1.2 effet anticancéreux

Black garlic has a certain anti-cancer effect because it contains S-allylcysteine (SAC) and S-allylmercapto-cysteine, which can block the synthesis pathway of nitrosamines and thus inhibit the growth of cancer cells. In addition, black garlic also contains trace elements that can inhibit the growth of cancer cells, such as germanium, which can inhibit the growth of carcinogens such as nitrosamines[13].

1.3 protection du foie

The liver is an important organ for human metabolism. However, modern people often stay up late, causing the liver to work overtime, which is harmful to the liver. Since black garlic has strong antioxidant properties, it can inhibit the damage caused by lipid peroxidase to the membrane structure of liver cells, ultimately protecting the liver. Studies have found that allicin in black garlic contains a variety of components, such as alliin, S-allylcysteine, S-methylthiocysteine, etc., which can have hepatotoxic activity. Black garlic contains methionine, which helps break down fat, and has a preventive effect on liver diseases such as acute and chronic hepatitis. In addition, the branched-chain amino acids in black garlic, such as asparagine and alanine, also have a significant effect on liver failure and other conditions [14].

1.4 régule la pression artérielle, les lipides sanguins et la glycémie

Many elderly people suffer from hypertension, hyperglycemia and hyperlipidemia, which can lead to a series of diseases. Black garlic has a certain effect on lowering blood pressure, blood lipids and blood sugar. The combination of active oxygen and harmful cholesterol in the blood can be inhibited by the allicin in black garlic, thereby reducing serum cholesterol and triglycerides [9]. Black garlic is rich in S-allylcysteine and S-methylthiocysteine, which have a certain effect on glycogen synthesis in the liver and protect the islets of Langerhans from damage, thus lowering blood sugar [15].

2 procédé d’extraction des polyphénols d’ail noir

At present, there are various extraction techniques for the polyphenols in black garlic, mainly including solvent extraction, microwave-assisted extraction, ultrasonic-assisted extraction, etc.[3]. The purification methods mainly include conventional column chromatography, HPLC semi-preparative chromatography and high-speed countercurrent chromatography, etc.[16]. Different extraction methods have different advantages and disadvantages, and the yield and purity of black garlic polyphenol extracts also vary.

2.1 méthode d’extraction au solvant

The solvent extraction method is a commonly used extraction technique. The principle of this technique is to take advantage of the fact that polyphenols are easily soluble in water, ethanol, methanol, ether, and ethyl acetate, but insoluble in chloroform, and to extract polyphenols from the mixture. The method is to put black garlic in the solvent. Due to the action of black garlic, such as diffusion and osmosis, the organic solvent can enter the cells. Commonly used extraction agents are methanol and ethanol. Ethyl acetate is commonly used for separating and purifying the extractant, and AB-8 type macroporous resin is commonly used as the adsorbent [17]. The operation is characterized by continuity, speed, and a relatively short production cycle; it causes less damage to heat-sensitive substances; and the solvent has a large concentration multiple and high purity when used in multi-stage extraction. Due to the large amount of organic solvent used and the use of toxic chloroform, there is a risk of chloroform residue, which places high demands on equipment and safety and requires various fire and explosion prevention measures.

2.2 méthode d’extraction assistée par ultrasons

The most common method is to use ultrasound to assist in the extraction of polyphenols from black garlic. This method increases the molecular movement rate of the substance and enhances its penetrating power. The cavitation, mechanical and thermal effects of other ultrasound waves are used to achieve the extraction of the sample' S ingrédients. La technologie d’extraction assistée par ultrasons a les caractéristiques du rendement élevé, de la vitesse rapide, de la basse température, et de l’adaptabilité large. Après extraction, ily a moins d’impuretés, et les ingrédients efficaces peuvent être facilement séparés et purifiés. En outre, la technologie est relativement simple à utiliser, ce qui est propice à l’entretien et à la maintenance des équipements. Au contraire, les générateurs d’ultrasons et d’ondes lumineuses sont relativement coûteux, et les coûts de production industrielle sont également relativement élevés [17]. De plus, le taux d’extraction du polyphénol de l’ail noir varie en fonction de la fraction volumique de l’éthanol, du rapport liquide/matière, du temps d’extraction et de la fréquence ultrasonique. Parmi ces facteurs, la fraction volumique de l’éthanol joue un rôle relativement mineur, le rapport liquide/matière n’est pas significatif et la fréquence ultrasonique est le facteur le plus important [4].

2.3 technologie d’extraction supercritique

Supercritical extraction technology affects the solubility of supercritical fluids by controlling pressure and temperature and using the relationship between the solubility and density of supercritical fluids. In the supercritical state, components with different polarities and relative molecular mass sizes are selectively extracted in one go by using supercritical fluids to come into contact with the substances to be separated [18]. Supercritical extraction technology is characterized by high extraction efficiency, high yield, low pollution, simple process flow, easy operation, short production cycle, and reduced manpower requirements.

It is an ideal technology for extracting natural medicines and has a wide range of applications. This technology has certain shortcomings in practical applications, the biggest of which is the high requirements for equipment. There are also other less obvious problems in the specific operation process, which increase the operational resistance, increase the cost of the experiment, and increase the requirements for the operator [19-20]. In the field of food, the main solvent used for food processing is carbon dioxide. Due to the inherent properties of carbon dioxide, it reaches a supercritical state at relatively low temperatures and pressures. Carbon dioxide also has the advantages of being safe, environmentally friendly, and inexpensive. Supercritical carbon dioxide is also very safe to handle. The amount of carbon dioxide in the food after processing is very low and can be easily removed, which reduces waste and protects the environment [21].

3 progrès de la recherche dans le domaine de l’alimentation

In modern food development, black garlic has gradually entered the field of view of ordinary people as a functional food, et il peut être combiné avec une variété de produits pour créer une variété de façons de manger. Parmi ceux-ci, les bonbons gommés, les sauces à l’ail noir, les nouilles à l’ail noir, le vin fermenté à l’ail noir, les biscuits polyphénols à l’ail noir, etc. sont des applications relativement courantes de l’ail noir comme aliment fonctionnel. Dans la production de bonbons gommés, l’ajout de polyphénols d’ail noir peut efficacement récupérer les radicaux libres, ralentir le vieillissement, et améliorer de nombreux nutriments. Dans la production du vin, les sulfures de l’ail ont un goût piquant, principalement l’allicine, qui est très irritant pour la muqueuse du tube digestif, provoquant la diarrhée, la vasodilatation, et une augmentation de la pression artérielle. Le vin à l’ail noir est plus doux que le vin à l’ail ordinaire et n’irrite pas les intestins.

After fermentation, black garlic has more active ingredients....... Zhu Bingqiao et al. [22] ont utilisé un test chez la souris pour montrer que le taux de malondialdéhyde dans le sang et le foie peut être réduit par l’alimentation de produits à base d’ail noir, et l’activité des enzymes antioxydantes peut être améliorée. Il a été constaté que l’ingestion d’aliments contenant de la poudre d’ail noir a un effet inhibiteur significatif sur la synthèse du cholestérol dans le corps, affectant ainsi son métabolisme. Par conséquent, l’ail noir a un effet préventif significatif sur les maladies cérébrovasculaires [23]. L’effet inhibiteur de la croissance de l’ail noir sur les cellules cancéreuses est lié au germanium qu’il contient, qui empêche la production et l’accumulation de nitrosamines. De plus, l’allicine de l’ail noir favorise la mort des cellules tumorales en augmentant leur perméabilité, en endommageant la membrane cellulaire et le noyau et en renversant le contenu de la cellule [24]. En nourrissant des souris avec des foies et des reins endommagés, on a constaté que l’ail noir avait pour effet de perdre du poids, d’abaisser les lipides sanguins et de protéger le foie et les reins [25]. En outre, les acides aminés, la vitamine C, et le zinc d’oligo-élément dans l’ail noir peuvent tous améliorer le corps et#39; S fonction immunitaire [15]. Comparé à l’ail, l’ail noir a un bien meilleur effet dans la fabrication du vin.

Comparé à l’ail frais,black garlic has higher nutritional value and greatly enhanced functional effects. However, black garlic is not yet well known to the public, and there is a lack of a market for it. In addition, black garlic has a long production cycle, low yield, high price, and difficulty in controlling product quality, which has led to poor sales. Most of the black garlic on the market is ready to eat, and most black garlic-related processed products are primary products. Deeply processed products are relatively simple and cannot meet people' S besoins. Par conséquent, le développement de produits de transformation profonde liés à l’ail noir est devenu une priorité absolue. La nourriture à l’ail noir a de bonnes perspectives de développement. A en juger par la situation actuelle du marché, l’ail noir est moins commun que d’autres variétés d’ail telles que l’ail la ba, l’ail de sucre et la pâte d’ail, ce qui est l’une des raisons pour lesquelles il n’est pas devenu populaire. Deuxièmement, les types de produits d’ail noir sont pour la plupart en petits emballages, et les produits en sacs ou en boîtes occupent une plus grande part de marché. En tant que nouvel aliment ressource, l’ail noir a encore un long chemin à parcourir avant que sa riche valeur nutritionnelle et ses bienfaits pour la santé soient unanimement reconnus par la population du pays. Sur la base d’une bonne compréhension de la situation du marché, combiner les politiques avec des stratégies de marketing scientifique est un moyen important pour les produits d’ail noir de s’emparer rapidement du marché, et il vaut la peine de promouvoir et de pratiquer.

À traversbiological fermentation technology, researchers have produced garlic into a health food that is convenient to carry with you and has significant value for human health. Zhou Guangyong et al. [26] conducted a large number of studies on the changes in various components of fresh garlic and black garlic. The results showed that the main components in black garlic, such as sugars, total acids and free radical scavenging capacity, were enhanced, while the moisture content of garlic was reduced and the volatile substances (such as organic sulfides) were relatively reduced. In addition, the study also found that the ethanol extract contained in black garlic has a certain anti-aging effect. Other studies have also shown that black garlic is rich in a variety of amino acids, organic sulfides, vitamins and other substances [27]. Zhang Xin et al. [28] compared the effects of extracts from black garlic and fresh garlic on cellular immune function and found that, relative to fresh garlic extract, black garlic extract had a more pronounced effect on inducing Th1/Th17-type cellular immune responses and stronger killing activity of NK cells. Black garlic extract has been shown to play a key role in antibacterial and antitumor effects, and to promote the body' S capacité à produire une forte réponse immunitaire de type th1.

According to incomplete statistics, there are currently relatively few related Produits alimentaires made from black garlic. Among these, black garlic polyphenol biscuits are one type of product that have already appeared on the market. These biscuits are marketed on the basis of their ability to ensure the original nutritional composition of black garlic, and to provide antioxidant, anti-aging, and free radical scavenging properties. At present, there have been some studies on black garlic compound drinks. For example, Guo Jinting et al. [29] studied a drink called black ginseng and black garlic, with additives such as citric acid, oligofructose, and white sugar. The finished product has a prominent aroma of black ginseng and black garlic, a moderately sweet and sour taste, and good product stability. Dong Yan et al. [30] brewed a black garlic vinegar. Yuan Lei et al. [31] developed a black garlic flavored beer, and the optimal process conditions were fermentation with M4 yeast, and adding 5% black garlic during the main fermentation period, at which time the beer had the best flavor.

4 Conclusion

In recent years, research on the extraction technology of plant polyphenols has increased year by year. The polyphenols currently found in China are mainly plant polyphenols, which are widely available in a wide variety of sources. Their scope of application is mainly focused on medicine, food additives, daily cosmetics, agriculture, etc. Black garlic polyphenols are natural compounds with biological activity, and it is of great significance to optimize the process of extracting polyphenols from black garlic. Black garlic polyphenols have important physiological functions, such as anti-oxidation, scavenging free radicals, relieving constipation, etc., which have a positive effect on human health and have attracted widespread attention. Modern technology adds polyphenol extracts to foods to make a variety of healthy foods that are popular with the public. It can be seen that functional foods made with black garlic polyphenols as an auxiliary ingredient have even broader development prospects. Currently, the extraction of black garlic polyphenols is looking for high-tech methods to improve the extraction rate of black garlic polyphenols, conduct in-depth research on its biological activity, expand the market for black garlic deep-processing products, and in the future, black garlic polyphenols will also play a role in more fields.

Références:

[1] Yu Zhongming, Wang Lixin, Wang Nanni, et al. Recherche sur l’optimisation du procédé d’extraction des polyphénols de l’ail noir par extraction enzymatique composite à l’aide de la méthode de la surface de réponse [J]. Chinese Materia Medica, 2018, 41(12): 2883-2885.

[2] Lei Fengchao, Hao Guo, Zhu Li, et al. Progrès de la recherche sur la valeur nutritionnelle et les avantages pour la santé de l’ail noir [J]. Food Industry Science and Technology, 2012, 33(13): 429-432.

[3] Wang Zhao, Li Changbin, Li Fengjiao, et al. Etude de l’extraction des polyphénols d’ail noir et des propriétés antioxydantes par la méthode acide [J]. Chinese Food Additives, 2021, 32(10): 15-22.

[4] Huang Jiajia, Yang Zhao, Li Yanjie, et al. Extraction assistée par ultrasons des polyphénols d’ail noir et propriétés antioxydantes in vitro [J]. Food Science and Technology, 2018, 43(4): 212-217.

[5] Wu Ting, Liu Sishi, Chen Zhongwei, et al. Optimisation du procédé d’extraction synergique microonde-ultrasons et sa recherche antioxydante des polyphénols d’ail noir [J]. Specialty Research, 2022, 44(4): 81-89.

[6] Anton, Li Xinsheng, Ma Chao, et al. Progrès de la recherche sur la composition et la fonction de l’ail noir [J]. Chinese Fruit and Vegetable, 2014 (10): 51-54.

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

[8] M S Blanco Canalis, M V Baroni, A E emon, et al. Effet de l’incorporation de purée de pêche sur la qualité des biscuits et sur la digestion simulée des polyphénols et des propriétés antioxydantes [J]. Food Chemistry, 2020(33): 127 464.

[9] Liu Yufeng, Sun Yufeng, Ji Yanru et al. Recherche sur les fonctions médicinales et alimentaires de l’ail noir [J]. China Condiments, 2015, 40(9): 125-129.

[10] Andrzej L., Dawidowicz, Dorota W, et al. Sur les problèmes pratiques d’estimation de l’activité antioxydante des composés par la méthode DPPH (problèmes d’estimation de l’activité antioxydante) [J]. Food Chemistry, 2012 (3): 1037-1043.

[11] Jae M L, Hyun C, Pahn-Shick C, et al. Mise au point d’une méthode de prévision de la stabilité oxydative des huiles comestibles à l’aide du 2,2-diphényl-1-picrylhydrazyl (DPPH) [J]. Food Chemistry, 2007(2): 662-669.

[12] Cao Weiwei, Li Linlin, Chen Junliang et al. Développement et évaluation de la qualité des biscuits polyphénols à l’ail noir [J]. Céréales, huiles et graisses, 2023, 36(4): 108-111.

[13] Zhang Lili. Recherche sur le processus de production et l’activité antioxydante de la sauce à l’ail noir [D]. Tianjin: université des sciences et technologies de Tianjin, 2016.

[14] Li Xin. Recherche et développement d’une boisson fonctionnelle laxative à l’ail noir composée [D]. Tianjin: université des sciences et technologies de Tianjin, 2019.

[15] Xiong Xinjian, Lu Jianxin, Li Dan, et al. Technologie de traitement de l’ail noir et son application [J]. Agricultural Products Processing, 2014 (11): 74-77.

[16] Chen Liang, Li Yiming, Chen Kaixian, et al. Progrès de la recherche dans l’extraction et la séparation des polyphénols végétaux [J]. Traditional Chinese Medicine, 2013, 44 (11): 1501-1507.

[17] Lu Xin, Zhang Lin, Lu Ruixue, et al. Examen des méthodes d’extraction et de détection des flavonoïdes dans les feuilles de kaki [J]. Journal of Jiyuan Vocational and Technical College, 2016, 15(2): 7-11.

[18] Shi Liyan, Shi Jingming, Zhang Xianhai et al. Technologie d’extraction de fluide supercritique [J]. Medicine and Health, 2010 (9): 16-19.

[19] Zhao Ru. Analyse de l’application de la technologie d’extraction de fluide supercritique dans l’extraction de médicaments naturels [J]. Chemical Industry Management, 2019 (36): 17-18.

[20] Liu Changqing, Sheng Zhouhuang, Song Lifei, et al. Extraction et raffinage supercritique de l’huile de graines d’érable [J]. Food Industry, 2022, 43(9): 13-16.

[21] Mara EM Bragal, Marisa C Gaspar, herm Cde Sousa. Technologie des fluides supercritiques pour le traitement des matériaux agroalimentaires [J]. Current Opinion in Food Science, 2023, 50(4): 100 983.

[22] Zhu B Q, Wu H G, Liu Y Y, et al. Recherche sur l’activité antioxydante de l’ail noir [J]. Food Research and Development, 2008(10): 58-60.

[23] Ao X, Yoo J S, Zhou T X et al. Effets de la supplémentation en poudre d’ail fermenté sur la performance de croissance, les profils sanguins et la qualité de la viande de sein chez les poulets de chair [J]. Live-stock Science, 2011(1): 85-89.

[24] Duan Lili, Ding Jie, Ji Derong et al. Progrès de la recherche sur la valeur nutritionnelle et les méthodes de traitement de l’ail noir [J]. New Agriculture, 2016(9): 25-26.

[25] Jung Y M, Lee S H, Lee D S, et al. Production d’ail fermenté Les souris diabétiques, obèses, nourries à un régime riche en matières grasses par des agents anti-inflammatoires. Effets oxydants [J]. Nutrition Research, 2011, 31(5): 387-396.

[26] Zhou Guangyong, Miao Yanshu, Chen Jieyu, et al. Changements dans les principaux composants et la capacité de récupération des radicaux libres de l’ail noir pendant l’entreposage [J]. Chinese Journal of Food Science, 2010, 10(6): 64-71.

[27] Saravanan G, Prakash J. effet de l’ail (Allium sativum L.) sur la peroxydation des lipides dans l’infarctus expérimental du myocarde chez le rat [J]. Journal of Ethnopharmacology, 2004(1): 155-158.

[28] Zhang Xin, Chen Liudan, Hou Ying, et al. Comparaison des effets de l’ail noir et des extraits d’ail frais sur la fonction immunitaire cellulaire chez la souris [J]. China Medical Herald, 2012 (14): 31-34.

[29] Guo Jinting, Guo Xiang, Zhao Mengdie et al. Développement d’une boisson anti-fatigue contenant du ginseng noir et de l’ail noir [J]. Journal de l’université médicale de Jilin, 2018, 39(2): 91-94.

[30] Dong Y, Yang QL, Zhang ZH, et al. Élaboration d’une boisson santé contenant du vinaigre d’ail noir [J]. China Brewing, 2013, 32(4): 161-163.

[31] Yuan Lei, Feng Lei. Etude du procédé de brassage d’une bière aromatisée à l’ail noir [J]. Modern Salt Chemical Industry, 2019, 46(4): 62-64.