Quel est le processus de Fermentation de l’ail noir?

L’ail est le bulbe d’allium Sativum L., une espèce de la famille des alliacées. La Chine a une longue histoire de culture de l’ail, avec une grande superficie cultivée et un rendement élevé. L’ail est devenu une ressource alimentaire fonctionnelle aux caractéristiques chinoises. L’ail a attiré l’attention des consommateurs en raison de son contenu nutritionnel riche, de son prix bas, d’excellents avantages pour la santé et de l’énorme demande du marché. Actuellement, la consommation intérieure est principalement d’ail cru et de produits transformés primaires, mais la technologie de transformation primaire rend difficile l’augmentation de la valeur ajoutée de l’ail, ce qui affecte également le développement de l’industrie nationale de l’ail. En particulier, l’odeur d’ail (odeur irritante et goût piquant) inhérente à l’ail frais lui-même, ainsi que la consommation excessive, peuvent causer un certain degré de dommages aux cellules de la muqueuse gastro-intestinale humaine, ce qui en fait un goulot d’étranglement dans le développement de l’industrie de l’ail [2-3].

However, in foreign countries, high-quality, high-value garlic products have developed rapidly and are well received by consumers. For example, Japanese researchers have developed a series of black garlic products. Black garlic, also known as fermented black garlic, is made by fermenting fresh garlic. It not only retains the original composition and function of garlic, but is also soft and pliable. After eating it, it is soft and sweet, without the pungent taste and irritating odor of garlic.

En termes de propriétés antioxydantes et d’activité physiologique, par rapport à l’ail frais, la teneur en polyphénols est plus de 5 fois plus élevée [4], et son activité de superoxyde dismutase (SOD) est plus de 10 fois plus élevée [5]. La technologie nationale de traitement de l’ail noir a été principalement introduite du Japon et de la Corée du Sud, il n’y a donc aucun droit de brevet pour utiliser la technologie. En même temps, en raison des différences entre les variétés d’ail et les méthodes de traitement nationales, les avantages économiques de l’industrie de l’ail noir ne sont pas élevés. Cet article caractérisera en détail la technologie de traitement de l’ail noir et son application, dans le but d’ouvrir de nouveaux domaines pour le développement et l’utilisation des ressources nationales d’ail.

1 technologie de traitement de l’ail noir

The fermentation process of black garlic is not a process of microbial fermentation, but rather a physical and chemical reaction of substances that occurs when the tissue is damaged under high temperature and high humidity conditions. The main black reaction of black garlic is the Maillard reaction, and the source of blackness is mainly the final product of the Maillard reaction, protein melanin. The later stage of fermentation is accompanied by some enzymatic browning [6]. Currently, black garlic processing is usually divided into two categories: solid-state fermentation and liquid fermentation.

1.1 processus de fermentation à l’état solide

La fermentation à l’état solide de l’ail noir est une méthode de fermentation dans laquelle l’ail lui-même agit comme un substrat solide sans eau ou essentiellement sans eau libre [7]. Actuellement, la production nationale d’ail noir utilise principalement le processus de fermentation à l’état solide.

Le flux principal de processus de fermentation à l’état solide est:

Sélection des matières premières d’ail → inspection → entreposage au froid → prétraitement → classement et sélection → chargement de plateau → haute température et fermentation d’humidité élevée → stérilisation d’ail noir → emballage d’ail noir → inspection de qualité du produit → produit fini [8].

Parmi celles-ci, les étapes les plus critiques sont le prétraitement des matières premières et la fermentation à haute température et à haute humidité.

At present, there are various pretreatment methods for garlic in the domestic production of black garlic. Qiao Xuguang et al. [9] used pretreatment methods such as low-temperature freezing, ultrasonic treatment and respiratory inhibition treatment on garlic. This pretreatment effectively promoted the content of reducing sugar, amino nitrogen, HMF and total phenol in black garlic, while greatly reducing the processing time, energy consumption and cost of black garlic. Moreover, there was no difference in taste, color, flavor, no difference, slightly improved functional components. Liu Wenhong et al. [10] microwave treatment of garlic, accelerated the lysis of garlic cells and their own fermentation, thereby improving the production efficiency of black garlic. Song Guojun [11] in order to maximize the preservation and increase the physiological activity of garlic, garlic was soaked in a variety of mixed bacterial liquid treatment, also achieved good results.

Dans le processus de fermentation à l’état solide, l’étape la plus importante est la fermentation à haute température et à humidité élevée. Les conditions de Fermentation de haute température et d’humidité élevée sont la prémisse pour que la réaction de Maillard se produise dans l’ail lui-même, et ils sont également les principaux facteurs affectant la teneur en ingrédients efficaces de l’ail noir. Yang Xia [12] a proposé une méthode de fermentation à température et humidité constantes, en insistant sur le fait qu’après le nettoyage de l’ail, il est placé dans une boîte dans l’atelier de fermentation, chauffé à 50-80 °C, humidifié à 50%-80%, et fermenté pendant un mois pour faire de l’ail noir.

Although this fermentation method is easy to operate and control, it consumes a lot of energy and is not very efficient. In addition, Anton et al. [13] conducted experiments on the effects of constant temperature and variable temperature on the content of active ingredients during the maturation of black garlic. The experiments showed that variable temperature fermentation is beneficial to the accumulation of active ingredients in black garlic, and can better improve the sensory quality of black garlic products, shorten processing time, and save energy. Domestic black garlic production mostly uses variable temperature fermentation. During the use of variable temperature fermentation, the water content, size of the garlic cloves and pH value of the garlic in each batch are different, so it is necessary to have experienced technicians to control how the temperature and time at each stage of the actual fermentation process are determined.

1.2 processus de fermentation liquide

Par rapport à la fermentation à l’état solide, la fermentation liquide utilise principalement de la pâte d’ail ou des granulés d’ail qui ont été décomposés dans une certaine mesure comme matières premières, mélangés avec une certaine proportion d’eau comme substrat de fermentation pour l’autofermentation. Le flux de processus de fermentation liquide est le suivant:

Sélectionner l’ail frais → peler les gousses d’ail → laver à l’eau propre → écraser les gousses d’ail → sceller sous vide dans des sacs → fermenter dans une boîte de fermentation → enlever les sacs, sécher → emballage → produit fini [14].

La plupart des procédés de production existants pour l’ail noir ferment des gousses d’ail entières, et il existe peu de rapports sur le processus de fermentation liquide.

Dans le processus de fermentation liquide de l’ail noir, les sacs alimentaires résistants à haute température sont principalement utilisés comme contenants scellés pour la pâte d’ail ou les granulés d’ail. Les sacs de nourriture résistants aux températures élevées scellés empêchent la libération de mauvaises odeurs telles que les sulfures pendant le processus de fermentation de l’ail noir, ce qui améliore considérablement l’environnement de travail. En outre, le processus de fermentation liquide réduit le temps de fermentation et augmente la teneur en substances actives de l’ail noir en ajoutant de l’eau, en scellant et en fermentant à température variable.

It is also simple to operate, takes up little space and is convenient for continuous industrial production. The liquid-to-material ratio and the garlic clove crushing process are also important factors affecting the liquid fermentation of black garlic. The size of the garlic cloves and the liquid-to-material ratio directly affect the accumulation of effective substances in black garlic. Luo Cangxue et al. [15] studied the particle size of crushed garlic and the liquid-to-garlic ratio and found that when the particle size of crushed garlic was 4 mm and the liquid-to-garlic ratio was 1:2, the total phenol content in black garlic increased by 5 times, SOD activity increased by 15 times, and soluble sugars decreased by about 30%.

Le séchage est une étape unique dans le processus de fermentation liquide de l’ail noir. Après que l’ail a subi le processus de fermentation liquide, l’ail noir dans la cuve de fermentation est mélangé avec une grande quantité d’eau et de lixiviat, et le processus de déshydratation peut généralement être effectué en utilisant la technologie de séchage direct à l’air chaud ou de séchage par pompe à chaleur.

2 Applications of black garlic

With the development of science and technology, black garlic has developed from a single food industry to various industries such as cosmetics, health products, and medicine due to its extremely high nutritional and medicinal value. The main products are black garlic, black garlic capsules, black garlic sauce, black garlic rice, black garlic puree, black garlic tablets, etc. The application of black garlic is mainly reflected in its nutritional value and medicinal value.

2.1 valeur nutritionnelle pour la consommation

Studies have shown that garlic is very nutritious. Every 100 g of fresh garlic contains 63.8 g of water, 7.2 g of sugar, 5.2 g of protein, 10.2 g of fat, 10 mg of calcium, 12.5 mg of phosphorus, 1.3 mg of iron, VC 7 mg, VB1 0.29 mg, VB2 0.06 mg, niacin 0.8 mg, as well as magnesium and other trace elements, which are all essential nutrients for the human body. And ripe black garlic contains 53.6 g of water, 1100 J of calories, 41.4 g of sugar, 10.4 g of protein, 5.1 g of fat, 13 mg of calcium, 2.1 mg of iron, 36 mg of sodium, 52 mg of magnesium, 930 mg of potassium, 1.4 mg of zinc, VB6 10.726 mg, VB2 0.126 mg, niacin 10.048 mg, etc.[16-18]. It can be seen that black garlic has a significantly lower water content and fat content than garlic, while the protein, sugar, vitamins, etc. are more than twice that of garlic, and the trace elements have also been significantly improved, which is of great significance for maintaining human body life activities. Black garlic is not only rich in essential nutrients that are even beneficial to the body, and has extremely high nutritional value, but also has a sweet and sour taste, leaving no garlic aftertaste and not causing internal heat. In addition, during the production process of black garlic, the garlic converts a large amount of its own protein into the 18 amino acids needed by the human body, which are then quickly absorbed and utilized by the body.

The nutritional value of black garlic is widely used. Black garlic heads and black garlic slices that can be eaten directly have become the dominant products on the market. Black garlic concentrate is also used in soft drinks, alcoholic beverages and condiments (such as sauces, salad dressings, chili sauces, marinades, hot pot seasonings, etc.), nutritional supplements (such as tablets, hard capsules, soft capsules, oral liquid and other dosage forms); black garlic is also used in the production of black garlic preserved fruit, black garlic rice, black garlic dried powder and other foods, greatly enriching the black garlic market and promoting the development of the garlic industry.

2.2 bienfaits médicinaux et pour la santé

Black garlic is rich in nutrients that can improve human body functions, and has various medicinal functions such as eliminating fatigue, improving physical strength, relieving constipation, protecting the liver, improving prostate activity, and promoting sleep[19]. In addition, modern medical research has shown that black garlic also has the health benefits of boosting the immune system, fighting the flu, anti-oxidation, anti-aging, preventing and treating cancer, promoting the recovery of diabetics, lowering blood pressure, lowering blood lipids, preventing blood clots, and lowering cholesterol.

(1) (1) Améliore la fonction immunitaire. La recherche a montré que l’huile volatile liposoluble dans l’ail noir peut améliorer considérablement la fonction phagocytaire des macrophages et renforcer le système immunitaire [21]; L’allicine a pour fonction d’activer les membranes cellulaires composées de glycolipides, qui peuvent augmenter leur perméabilité, améliorer le métabolisme cellulaire, améliorer la vitalité, et le corps et#Le système immunitaire est ensuite renforcé. En outre, chaque 100 g d’ail noir est riche en 170 mg de lysine, 223 mg de sérine et 7 mg de VC, qui ont tous pour effet de renforcer le corps.' S système immunitaire. Il contient également 1,4 mg de zinc, qui est impliqué dans la synthèse des hormones et peut également améliorer le corps et#39; S immunité.

(2) Anti-influenza function: Garlic contains allicin and alliin, which produce allicin when they come into contact with each other. It has a broad-spectrum antibacterial and bactericidal effect, and it has a killing effect on dozens of common viruses and many pathogenic microorganisms. In addition, the volatile substances and leachates (containing sulfide compounds) of black garlic have a significant inhibitory and killing effect on a variety of pathogenic bacteria in test tubes. It is currently one of the strongest antibacterial and fungicidal natural plants discovered [22].

(3) fonctions anti-oxydation et anti-vieillissement. La recherche scientifique moderne croit que la cause du vieillissement humain et des maladies liées au vieillissement réside dans le déséquilibre entre la production de radicaux libres hautement actifs dans le corps humain et l’action d’enzymes antioxydantes endogènes pour éliminer les radicaux libres, ce qui entraîne des concentrations excessivement élevées de radicaux libres dans le corps. Les radicaux libres excessifs peuvent causer des dommages oxydatifs aux lipides des membranes cellulaires, aux acides nucléiques et aux protéines, entraînant la destruction des structures et des fonctions cellulaires apparentées, conduisant ainsi à l’apparition et au développement de maladies apparentées. La teneur en polyphénols de l’ail noir est plus de cinq fois supérieure à celle de l’ail, et son activité en gazon est plus de dix fois supérieure à celle de l’ail. Des expériences ont montré qu’une quantité appropriée d’ail noir peut réduire la teneur en malondialdéhyde et augmenter l’activité des enzymes antioxydantes chez les souris, en particulier l’effet sur la glutathion peroxydase est plus évident, présentant de puissants effets antioxydants et anti-âge [23].

(4) prévention et traitement du Cancer. Des chercheurs canadiens et étrangers ont mené une série d’études chimiques, cliniques et pharmacologiques sur l’ail, qui ont prouvé que l’ail a un effet inhibiteur significatif sur diverses tumeurs telles que le cancer du côlon, le cancer du foie, le cancer de l’estomac, le cancer du sein et le cancer de l’œsophage [24]. Cependant, les substances chimiques présentes dans l’ail ne sont pas stables et un bon effet clinique ne peut être obtenu. Xiao Xiaolan et al. [25] ont prouvé par des expériences que l’ail noir peut induire l’apoptose des cellules cancéreuses gastriques en activant la Caspase. Wang Xuping et al. [26] ont prouvé que l’allicine dans l’ail noir peut effectivement inhiber la croissance des cellules HT29 du cancer du côlon, ce qui conduit à l’apoptose des cellules cancéreuses. Tsubura et al. [27] ont constaté dans des expériences que les sulfures de l’allicine peuvent inhiber efficacement le cancer du sein, et que le sélénium et les analogues organiques de nucléoside de soufre peuvent protéger contre le cancer du sein.

(5) favoriser la récupération de la forme physique chez les patients diabétiques. L’ail noir peut affecter la synthèse du glycogène dans le foie, réduire le taux de glycémie et augmenter le taux d’insuline dans le plasma. L’allicine peut abaisser le taux de glycémie chez les personnes normales. L’ail noir contient également du s-méthylcystéine sulfoxide et du s-allylcystéine sulfoxide. Ces sulfures peuvent inhiber l’enzyme G-6-P NADPH, empêcher la destruction des îlots et avoir un effet hypoglycémique; Le disulfure d’allyle dans l’ail noir a également cet effet [28]; Les alcaloïdes contenus dans l’ail noir ont également des ingrédients qui abaissent la glycémie, augmentent la fonction d’insuline, et plus important encore, n’ont aucun effet sur les niveaux normaux de sucre dans le sang.

(6) Lower blood pressure, lower blood lipids, prevent blood clots, and lower cholesterol. Zhang Tingting et al. [29] used a randomized grouping method to divide mice into 5 groups, and measured the effects of allicin on serum triglycerides, total cholesterol, high-density lipoprotein cholesterol, and low-density lipoprotein cholesterol, as well as the effects on serum lecithin cholesterol acyltransferase, cardiac lipoprotein lipase, and hepatic lipase activity. The experiment proved that allicin has a significant blood pressure-lowering and lipid-lowering effect. Ao et al. [30] found that dietary supplementation with black garlic powder has a positive effect on cholesterol metabolism. High low-density lipoprotein (LDL) and total cholesterol concentrations can induce atherosclerosis and cardiovascular disease. In the experiment, the addition of black garlic powder to the diet significantly inhibited cholesterol synthesis in the body, thus greatly helping the treatment of cardiovascular and cerebrovascular diseases.

3 Conclusion

La Fermentation de l’ail en ail noir améliore considérablement sa valeur nutritive. En tant que matière première à haute valeur nutritionnelle et médicinale, l’ail noir a été utilisé dans de nombreux domaines. Cependant, en tant que produit émergent, l’ail noir a un cycle de production long, la qualité du produit est difficile à contrôler et bon nombre de ses effets pharmacologiques sont encore incertains.

Avec l’amélioration des personnes' S niveau de vie, consommation#39; La demande pour les bienfaits nutritionnels et pour la santé de l’ail noir augmente également. À l’heure actuelle, un seul produit d’ail noir ne peut plus rencontrer les gens 's needs. Compound black garlic products with therapeutic and health benefits will emerge. Black garlic dry powder and other dry products will have good prospects for development as a good compound carrier.

Références:

[1] Yan Changkai, Zeng Fandian. Progrès de la recherche sur les principaux composants chimiques et les effets pharmacologiques de l’ail [J]. Chinese Journal of New Drugs, 2004, 13(8): 688-691.

[2] Zhang Tingting, Liu Xiyun. Développement et application de produits à base d’ail [J]. Journal of Anhui Normal University (édition des sciences naturelles), 2001, 24(1): 54-56.

[3] Bian Maokai, Wang Cuiying. Analyse et perspectives du marché de l’ail [J]. Transformation des produits agricoles, 2011(5): 14-15.

[4] Lian Yi, Qiao Xuguang, Li Yan, et al. Recherche sur les caractéristiques de l’ail polyphénol oxydase [J]. Food Science, 2007, 28(11): 290-293.

[5] Wang Xuefeng, Shen Songdong, Jie Yuguan et al. Isolement et purification de la superoxyde dismutase d’ail et de ses propriétés [J]. Anhui Agricultural Science, 2001, 29(3): 408-409.

[6] Cui Chang, Zhang Yongzhong, Li Wenbin, et al. Progrès de la recherche sur la protéine mélanine [J]. Food Science, 2007, 28(8): 517-520.

[7] Li Lang, Yang Xu, Xue Yongliang. Progrès de la recherche sur la technologie, l’équipement et les applications modernes de fermentation à l’état solide [J]. Journal of Henan University of Technology (édition des sciences naturelles), 2011, 32(1): 89-94.

[8] Bian Qianqian, Li Jilan, Lu Fei. Chine et#39; S situation des exportations d’ail noir et analyse du marché international [J]. China Fruit and Vegetable, 2012(3): 47-48.

[9] Qiao Xuguang, Li Ningyang, An Dong, et al. A method for producing black garlic: China, 103284091 A [P]. Le 11 septembre 2013.

[10] université chinoise de médecine de Zhejiang. Une méthode de production d’ail noir utilisant une combinaison de micro-ondes et de fermentation: Chine, 102578507 A [P]. Le 18 juillet 2012.

[11] Henan Mushan ail noir Bioengineering Co., Ltd. Méthode de production d’ail noir fermenté: Chine, 102048129 A [P]. Le 11 mai 2011.

[12] Yang Xia. Méthode de Production et de traitement de l’ail noir: Chine, 101731605 A [P]. Le 16 juin 2010.

[13] Anton. Recherche sur la technologie de traitement de l’ail noir [D]. Tai& 'an: université agricole de Shandong, 2011.

[14] université des sciences et technologies du Shaanxi. Une méthode pour préparer l’ail noir par fermentation liquide: Chine, 102919747 A [P]. 13 février 2013.

[15] Luo Cangxue, Su Dongxia, Chen Shuyu. Optimisation du procédé de fermentation de l’ail noir liquide [J]. Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering, 2013, 29(18): 292-297.

[16] 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(13): 429-432.

[17] Wang Weidong, Wang Ying, Wang Chao et autres. Effet de la réaction de Maillard sur la composition nutritionnelle et les propriétés antioxydantes de l’ail [J]. Food Science and Technology, 2013, 38(4): 42-48.

[18] Hang Dong. Le miraculeux ail noir [J]. China Food, 2012(23): 64-65.

[19] Liu Dongmei, un Xueming. A review of the activity of organic sulphur compounds in garlic [J]. Journal of Changchun University of Traditional Chinese Medicine, 2005, 21(4): 54.

[20] Liu Xiaoxu, Yang Guiqing, Wang Yuanyuan, et al. Progrès de la recherche sur les effets pharmacologiques de l’ail noir [J]. Chinese Health Care and Nutrition (numéro de mi-année), 2013 (4): 97-98.

[21] Sankaranarayanan A, Narender T, Kumar S, et al. Constituants d’allium sativum: effet sur la génération de radicaux libres à partir des ratneutrophiles [J]. Cell Mol Biol (Noisylegrand), 2007, 53(5): 63-67.

[22] Shi Wei, Zhang Yan, Bai Yang et al. Etude sur l’effet antibactérien et la stabilité de l’allicine [J]. Food and Fermentation Technology, 2011, 47(3): 76-86.

[23] Zhu Bingqiao, Wu Haige, Liu Yuanyuan et al. Recherche sur l’activité antioxydante de l’ail noir [J]. Food Research and Development, 2008, 29(10): 56-61.

[24] Lee E N, Choi Y W, Kim H K, et al. L’extrait chloroforme d’ail noir vieilli réduit l’expression VCAM-1 de la génération ROS induite par TNF-α, l’activation NF-κB et l’adhérence des monocytes dans les cellules endothéliales des veines ombilicales humaines [J]. Phytother Res, 2011, 25(1): 92-100.

[25] Xiao X, Peng J, Su Q et al. Le trisulfure de diallyle induit l’apoptose dans les cellules C80B du cancer gastrique humain par la voie de la caspase-3. Cancer, 2006, 25(10): 1247-1251.

[26] Wang X P, Zhao L, Wang R, et al. Recherche sur l’effet et le mécanisme de l’allicine sur la prolifération des cellules HT29 du cancer du côlon humain [J]. Progress in Modern General Surgery in China, 2007, 10(4): 306-309.

[27] Tsubura A, Iai Y C, Kuwata M, et al. Effets anticancéreux de l’ail et des composés dérivés de l’ail pour la lutte contre le cancer du sein [J]. Anti Cancer Agents Med Chem, 2011, 11(3): 249-253.

[28] Osman M, Adnan A, Salmah Bakar N. Alashkham fallicin A un effet significatif sur les anticorps auto-immuns anti-îlots chez les rats diabétiques de type 1 [J]. Pol J Pathol. , 2012, 63(4): 248-254.

[29] Zhang T T, Tong X Q, Liu X Y. recherche sur le mécanisme de l’effet hypolipidémique de l’allicine [J]. Chinese Journal of Experimental TCM Formulae, 2007, 13(2): 32-35.

[30] 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, 141(1): 85-89.