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

Garlic has a long history of cultivation in China. As a traditional agricultural product Et en plusseasoning, it is popular for its unique flavor Et en plusgood health benefits. After a period of fermentation, a series of physical and chemical reactions occur inside the cells of fresh garlic, and the garlic body changes from milky white to blackish purple. Therefore, fermented garlic is called black garlic, also known as black garlic. Black garlic has extremely high nutritional value, with a significantly lower moisture and fat content, but a significantly higher content of trace elements such as potassium, calcium, iron and zinc. In addition, the content of substances such as protein, sugar, vitamins and phenols has increased to more than three times the level before fermentation [1]. Fermented black garlic has attracted increasing attention due to its good taste, non-irritating spicy flavour, richer nutrients and higher physiological activity. The author summarizes the preparation process, nutritional composition and health benefits of black garlic, with the aim of providing a theoretical reference for the further processing of black garlic.

1 processus de préparation de l’ail noir

At present, there are two main types of black garlic preparation processes: fermentation and non-fermentation. Among them, the black garlic prepared by the fermentation method is currently the main black garlic production method in China. The preparation method of fermented black garlic is divided into two methods: solid-state fermentation and liquid fermentation. Fermented black garlic is not directly fermented by microorganisms, but rather fresh garlic is subjected to high temperatures and high humidity in an environment where its own tissues are destroyed, resulting in a series of enzymatic browning and non-enzymatic browning. These carbonyl reactions, combined with the effects of Maillard and other reactions, produce black polysaccharides (pseudomelanin) [2], which give black garlic its unique appearance.

1.1 ail noir fermenté à l’état solide

La fermentation à l’état solide est actuellement la méthode de fermentation la plus courante.Solid-state fermentation of black garlic refers to a fermentation process in which the garlic itself is fermented in the absence or almost absence of free water. The process is as follows: select whole, fresh, plump garlic → peel, remove 1–2 layers of the stem → rinse clean → ferment in a high-temperature, high-humidity environment → the garlic turns black and its pungent smell disappears → black garlic [3]. In the process of solid-state fermentation, pretreatment and high-temperature, high-humidity fermentation conditions are the two key steps.

Zhong Cheng et al. [4] ont utilisé un prétraitement à très haute pression pour préparer l’ail noir. Les résultats ont montré que le prétraitement à ultra-haute pression avait un effet significatif sur la teneur en nutriments de l’ail noir fermenté. La teneur totale en sucre a diminué après le traitement à ultra-haute pression; Lorsque la pression de maintien était de 15 min, la teneur totale en phénol de l’ail noir atteignait 3. 20 mg/g; La teneur en flavonoïdes de l’ail noir traité à ultra-haute pression est plus élevée que celle de l’ail blanc non fermenté, mais la teneur en flavonoïdes de l’ail noir non prétraité à ultra-haute pression est la plus élevée, à 5,23 mg/g.

En outre, la capacité antioxydante de l’ail noir prétraité par ultra-haute pression a également été considérablement améliorée. Liu Wenhong et al. [5] ail noir fermenté en utilisant un prétraitement au micro-ondes et un traitement à basse température. En accélérant la lyse des cellules d’ail et en favorisant la libération d’enzymes dans les cellules, de l’ail noir a été formé, raccourcissant le processus de fermentation et accélérant le cycle de fermentation. Wang Haisu et al. [6] utilisé - prétraitement de congélation à basse température 18 ℃ combiné à la fermentation à température variable pour fermenter l’ail noir. Les résultats ont montré que la période de fermentation de l’ail noir fermenté en combinant un prétraitement par congélation a été raccourci de 60 à 90 jours à 15 jours, et que les qualités sensorielles et nutritionnelles étaient supérieures à celles de l’ail noir fermenté traditionnellement. Les teneurs en sucres réducteurs, en phénols totaux et en acides aminés libres [7] ont été considérablement améliorées.

The high-temperature, high-humidity fermentation environment is a prerequisite for a series of physical and chemical reactions in garlic itself. Wang et al. [8] showed that in a high-temperature, high-humidity fermentation environment, unstable bond ruptures may occur in allyl sulfide sulfur compounds, leading to the formation of alkyl sulfide and propylene radicals, thereby eliminating the pungent odor of fermented garlic and improving the aroma. Kimura et al. [9] reported that high temperatures can shorten the fermentation period of black garlic. Fermentation at 70 °C can even double the rate of fermentation compared to 60 °C. The researchers further stated that the color of the product obtained by fermenting garlic at 60 °C is not dark enough to form black garlic. In addition, although a temperature of 90 °C can speed up the fermentation process, it can also give the product an acidic and bitter taste, which has a negative impact on the taste. Therefore, the optimum fermentation temperature for garlic is 70-80 °C. Compared with the constant temperature and humidity fermentation conditions, at present, domestic black garlic production mostly uses the variable temperature fermentation method. Liu Shuanglei et al. [10] invented a variable temperature fermentation method, which greatly reduces the fermentation time, saves costs, and reduces energy consumption. However, due to the differences in size and moisture content between garlic bodies, this variable temperature fermentation method requires the operation of specialized technical personnel.

1.2 Liquid fermentation of black garlic

La fermentation liquide désigne une méthode de fermentation dans laquelle l’ail est écrasé avant la fermentation pour produire une pâte d’ail, un peu d’eau est ajoutée comme substrat de fermentation, puis le mélange est scellé pour la fermentation. Le processus principal comprend: sélection de l’ail entier, frais et dodu → épluchage, élimination de 1 à 2 couches de la tige → rinçage à l’eau propre → écrasement des gousses de gousse → ajout d’eau → scellement sous vide dans un sac → fermentation dans la boîte de fermentation → égouttement jusqu’à ce que 50% de l’eau reste → ail noir fini.

In the process of liquid fermentation of black garlic, le broyage des gousses d’ail en pâte a la même tendance d’influence sur la teneur totale en phénol et en azote aminé de l’ail noir après fermentation. Au fur et à mesure que le temps de broyage augmente, la taille des particules de la pâte d’ail diminue et la surface de contact augmente, ce qui permet une série plus complète de réactions physicochimiques, comme celle de Maillard, entraînant une augmentation de la teneur totale en phénol et en azote aminé après la fermentation. Lorsque le pic est atteint, le temps de broyage prolongé peut entraîner l’oxydation d’une partie de la pâte d’ail, ce qui à son tour fait diminuer la teneur totale en phénol et en azote aminé [11]. Pendant le processus d’ensachage et d’étanchéité sous vide, le sac scellé peut efficacement empêcher la diffusion de sulfures odeurs piquantes, mais il doit être résistant à la chaleur. En outre, pendant le processus de fermentation dans la boîte de fermentation, l’environnement de fermentation à température variable peut non seulement raccourcir le cycle de fermentation, mais également augmenter le contenu des substances actives connexes.

Chen Hao et al. [11] ont étudié les effets de différents rapports liquide-ail, des temps de purée, des températures de congélation et des temps de fermentation sur la qualité de fermentation de l’ail noir. Le processus optimal pour l’ail noir fermenté par liquide a finalement été déterminé comme étant un rapport liquide/ail de 5:3, un temps de purge de 15 min, une température de congélation de -20 °C, le temps de fermentation du premier étage était de 80 ℃ et 8 jours, et le deuxième étage était de 75 ℃ et 10 jours. Ce processus a une bonne stabilité et une bonne évaluation sensorielle. Dans le processus de fermentation de l’ail à peau pourbre pour en faire de l’ail noir, Luo Cangxue et al. [12] ont montré que la même méthode de fermentation à température variable était également utilisée, que le rapport liquide/solide était de 2:1, et que le processus de fermentation liquide optimal était atteint lorsque la taille des particules était brisée à 4 mm. Le produit était de couleur brun foncé uniforme, sans odeur acide, et la teneur totale en phénol a augmenté de 5 fois, et l’activité de la superoxyde dismutase (SOD) a augmenté de 15 fois.

1.3 ail noir non fermenté

Contrairement aux procédés pour l’ail noir fermenté à l’état solide et liquide, l’ail noir non fermenté présente les avantages de coûts de traitement inférieurs, de temps de traitement plus court et de technologie de traitement plus simple. En outre, la technologie de traitement de l’ail noir non fermenté augmente considérablement la teneur en ingrédients actifs et l’activité antioxydante des produits à l’ail noir. Les principales étapes de traitement sont les suivantes: sélectionner l’ail entier, frais, dodu → laver propre → vapeur sous haute température et pression → enlever et sécher → ail noir.

Zhao Yan et al. [13] ont montré que le fait de cuire à la vapeur à une température élevée de 130 °C pendant 1 h et de sécher à 80 °C pendant 3 ha produit un produit d’ail noir non fermenté présentant une couleur, une sécheresse, une texture et une odeur considérablement améliorées par rapport à l’ail noir fermenté. En outre, l’ail noir non fermenté a considérablement augmenté la teneur en acides aminés. En même temps, la teneur totale en phénol a augmenté de manière significative. En ce qui concerne sa capacité à récupérer les radicaux libres, l’ail noir non fermenté a un taux de récupération des radicaux libres DPPH de 92,80%, ce qui est trois fois celui de l’ail ordinaire et beaucoup plus élevé que le taux de récupération des radicaux libres DPPH de l’ail noir fermenté, qui est de 52,30%.

2 composition nutritionnelle de l’ail noir

Black garlic is rich in nutrients, including mainly sugars, proteins, fats, crude fiber, B vitamins, amino acids, trace elements, etc. Wang Yu et al. [14] found that the nutritional composition of black garlic varies depending on the production process and raw material variety, but the overall nutritional value of black garlic is significantly higher than that of fresh garlic [13, 15–20].

Wu Qingmei et al. [21] ont étudié deux produits d’ail noir fabriqués avec des temps de fermentation différents et ont comparé les changements de composition des produits d’ail noir fermentés pendant 90 et 30 jours, respectivement. Les résultats ont montré que la teneur en humidité de l’ail noir a diminué de façon significative, ce qui était principalement attribuable à la réaction de Maillard, qui a causé l’évaporation de l’humidité et en même temps formé la saveur et la texture molles et collantes de l’ail noir.

En tant que nutriments, les sucres et les protéines, d’une part, fournissent au corps de l’énergie en tant que substances énergétiques indispensables, et d’autre part, les acides aminés dans les protéines peuvent compléter les acides aminés nécessaires au corps. Il a été rapporté [22] que la teneur en sucre soluble et en protéines brutes de l’ail noir augmente légèrement. La réaction de Maillard consomme en permanence des protéines à structure aminée et des saccharides carboxylés, tandis que la réduction de l’humidité et l’hydrolyse de substances macromoléculaires comme l’amidon augmentent considérablement le rapport protéines humides, acides aminés et sucres solubles, rendant finalement la teneur plus élevée que celle de l’ail frais.

Les substances phénoliques sont l’un des composants fonctionnels importants de l’ail noir, et la teneur totale en phénoliques reflète en grande partie le rôle fonctionnel de l’ail noir [23]. Par rapport à l’ail frais, la teneur en polyphénol de l’ail noir a augmenté de façon exponentielle. En effet, au cours du processus de fermentation thermique, les substances macromoléculaires présentes dans l’ail frais sont continuellement décomposées en petites substances moléculaires, ce qui libère davantage de groupes hydroxyle phénoliques et augmente ainsi la teneur en polyphénol. En outre, la teneur en polyphénol de l’ail noir varie considérablement dans les produits à base d’ail noir fermentés pendant des durées différentes, principalement parce que, à mesure que le temps de fermentation augmente, les substances macromoléculaires sont entièrement hydrolysées, augmentant ainsi davantage la teneur en polyphénol.

The amino acid content of black garlic differs significantly from that of fresh garlic. Glutamic acid and aspartic acid are the two amino acids most abundant in black garlic, while arginine, glutamic acid and proline are most abundant in fresh garlic [6, 18]. Lysine and arginine are both basic amino acids that contribute to the Maillard reaction, so their content has decreased significantly. In addition, some minor amino acids such as glycine and leucine in black garlic are slightly increased compared to fresh garlic. Wu Qingmei et al. [21] found that after 90 days of fermentation, the amino acid content of black garlic was similar to that of black garlic fermented for 30 days, with the exception of threonine, arginine, and proline. Phenylalanine, leucine, and valine were found to be higher in black garlic fermented for 30 days.

Luo Haiqing et al. [24] ont mesuré les changements dans les composants de base de l’ail noir fermenté et ont constaté que la teneur en matières grasses de l’ail noir était réduite et que la protéine était décomposée en polypeptides, ce qui en enrichissait la valeur nutritive. En outre, les composés volatils contenant du soufre sont considérablement réduits, et les composés irritants contenant du soufre d’allicine sont convertis en composés stables contenant du soufre, qui non seulement fait disparaître l’odeur originale d’ail piquante de l’ail, mais donne également à l’ail noir un parfum léger et un goût doux et sucré.

Wang Xibo et al. [25] ont constaté que la teneur totale en phénol, la teneur en humidité, l’acidité totale et la teneur en sucre rétrécissant de l’ail noir non fermenté préparé dans des conditions de 127 ℃, 70 min de cuisson à la vapeur et 95 ℃ de torréfaction pendant 6,5 h atteinaient 1,12 g, 27,41 %, 7,87 g et 3,61 g pour 100 g d’ail noir, respectivement. Il n’est pas difficile de voir que l’ail noir non fermenté préparé par le procédé non fermenté 12 g, teneur en humidité 27,41 %, teneur en sucre réducteur 7,87 g, et teneur en acide total 3,61 g. Il n’est pas difficile de constater que la teneur totale en phénol de l’ail noir non fermenté est nettement plus élevée que celle de l’ail frais, tandis que la teneur en sucre réducteur et en humidité est nettement plus faible et que la teneur totale en acide augmente légèrement. En comparant les études sur la composition de l’ail noir fermenté effectuées par Wu et al. [21] et Anton et al. [26], on constate que la teneur totale en phénol de l’ail noir non fermenté est plus élevée et que la teneur en sucre réducteur présente également une augmentation significative, mais que la teneur en humidité est d’environ 50% inférieure à celle de l’ail noir fermenté.

3 bienfaits pour la santé de l’ail noir

Garlic is warm in nature and pungent in taste. It nourishes the spleen and stomach, warms the middle Jiao to relieve stagnation, detoxifies, and kills parasites. It is praised as a “natural antibiotic” and is a dual-purpose medicinal and edible plant with excellent health benefits. Compared to garlic, black garlic has more active ingredients and better antioxidant, anti-cancer, anti-bacterial, anti-inflammatory, and liver-protecting effects. Currently, the physiological functions of black garlic mainly include the following aspects.

3.1 antioxydant et anti-âge

L’ail noir a de fortes capacités antioxydantes et anti-âge. L’augmentation de la teneur en polyphénols de l’ail noir joue un rôle important dans ses propriétés antioxydantes. Les polyphénols végétaux, également connus sous le nom de tanins, sont un terme général pour désigner les composés polyhydroxyphénoliques. Ils ont la capacité d’éliminer les radicaux libres, de réguler l’immunité, d’inhiber la croissance des cellules tumorales et d’inhiber l’activité de différentes enzymes [27]. Wang Yurong et al. [28] ont utilisé la méthode colorimétrique Folin-Ciocalteu pour déterminer la teneur en polyphénol de l’ail noir. Les résultats ont montré que la teneur en polyphénol de l’ail noir fermenté augmentait significativement, passant de 1,66 mg/g dans l’ail frais à 6,81 mg/g. Par conséquent, l’ail noir a une plus forte capacité de récupération des radicaux libres que l’ail frais. En outre, l’ail noir est riche en 5-hydroxyméthyl furfural (5-HMF), qui a certains effets antioxydants. Song Yurong et al. [29] ont étudié la capacité du 5-HMF à récupérer les radicaux libres in vitro et in vivo, ainsi que son effet sur la capacité antioxydante de souris nourris d’un régime riche en graisses à induire un stress oxydatif. Les résultats ont montré que le 5-HMF a un effet stimulant sur la capacité du saccharose oligosaccharidique à récupérer les radicaux libres et a un certain effet stimulant sur la capacité antioxydante du foie de souris. Ichikawa et al. [30] ont constaté que les alcaloïdes β-carboline ont une forte capacité de captage du peroxyde d’hydrogène, tandis que l’ail a une augmentation significative de la teneur en dérivés 1-méthyl-1,2,3,4-4h - β-carboline (THβCs). Zhu Bingqiao et al. [31] ont constaté que l’activité des enzymes antioxydantes dans les tissus d’ail noir avait également été améliorée. Lee et al. [32] ont confirmé que l’ail noir a des fonctions anti-âge et que les activités de gazon, de glutathion peroxydase (GSH-Px) et de catalase (CAT) sont toutes améliorées.

3.2 Anti-cancer et anti-tumeur

En médecine, le cancer se réfère aux tumeurs malignes qui proviennent du tissu épithélial, et est le type le plus commun de tumeur maligne. Le terme «cancer» désigne généralement toutes les tumeurs malignes. Le Cancer se caractérise par la prolifération et la propagation illimitées de cellules cancéreuses, qui finissent par envahir diverses parties du corps, provoquant une série de complications.

Black garlic contains germanium and selenium, which can inhibit the growth of cancer. Chen Chunying et al. [33] studied the anticancer effects of sodium selenite and carbyne germanium sesquioxide using a mouse model of transplanted Ehrlich ascites carcinoma. The study showed that selenium and germanium both have significant anticancer effects, and there is a synergistic effect between the two. Wang Yishan et al. [34–36] studied the effect of Extrait d’ail noir combined with radiotherapy on the growth of H22 mouse transplant tumors and found that black garlic extract inhibited tumor growth by up to 66.93%, and could induce apoptosis of H22 cancer cells, with an apoptosis rate of about 55%. In addition, they found that black garlic extract has a significant inhibitory effect on the growth of the Lewis lung cancer cell line, and that black garlic extract combined with γ-ray irradiation has an inhibitory effect on the growth of Ht-29 colon cancer mouse tumors, delaying tumor growth.

3.3 laxatif

Les laxatifs sont un moyen de traiter la constipation causée par la vieillesse, la carence en sang après l’accouchement, les maladies liées à la chaleur et les pertes de sang. Selon Zhang Min et al. [37], qui ont étudié la composition et l’effet laxatif de l’extrait polysaccharidique d’ail, l’extrait polysaccharidique d’ail a un effet laxatif sur les souris souffrant de constipation. Les polysaccharides de l’ail appartiennent aux fructans de la famille des inulines et sont des activateurs des bifidobactéries dans l’intestin. Ils peuvent être utilisés par les bifidobactéries pour favoriser le péristaltisme intestinal. Dans l’ail noir, les fructans sont dégradés en fructooligosaccharides, qui non seulement augmentent la douceur, mais ont également un bon effet laxatif.

3.4 renforce l’immunité

L’immunité est le corp' S propre mécanisme de défense, capable d’identifier et de détruire les envahisseurs étrangers, d’éliminer les cellules sénescence, endommagées, mortes et dégénérées, ainsi que d’identifier et de traiter les cellules mutées et les cellules infectées par des virus dans le corps.

The liposoluble volatile oil in black garlic, such as allicin, can significantly enhance the phagocytic ability of macrophages in the body and strengthen the immune system. Liu et al. [38] found that garlic oil has a dual effect on the Th1-Th2 cell balance. A low dose can enhance the Th1-type cellular immune response, while a high dose of garlic oil is more beneficial for Th2. Black garlic extract also has a promoting effect on the cellular immune response in mice. Feng Yonghui et al. [39] studied the effect of black garlic extract on the cellular immune function of BALB/c mice. The results showed that black garlic extract can significantly enhance the killing activity of natural killer (NK) cells and promote the secretion of the non-specific immune molecules nitric oxide (NO) and Th1 cytokines IL-2, IFN-γ and TNF-α. In addition, the amino acids serine and lysine, vitamin C and trace element zinc, which are required for hormone synthesis, also play a role in boosting immunity.

3.5 protection du foie

Le foie n’est pas seulement le plus grand organe digestif du corps, c’est aussi un important organe de désintoxication. La médecine traditionnelle chinoise croit que le foie gouverne le visage, et que si le foie et#39; S qi est débloqué, le teint sera rose et l’esprit clair. Si le foie est surchargé pendant une longue période et que trop de toxines ne peuvent être excrétées à temps, la peau le reflétera sous forme d’ennui et de pigmentation.

According to Lei Fengchao et al. [1], the methionine in black garlic has the function of preventing and treating acute and chronic hepatitis, cirrhosis and other liver diseases. Some branched-chain amino acids such as valine can also significantly improve liver failure. Alanine and asparagine can also play a certain role in improving and protecting liver function. Jung et al. [40] induced obesity in mice by feeding them a high-fat diet. The 91-day-old mice showed obvious obesity, hyperglycemia and hypertension, and both the liver and kidneys were damaged to varying degrees. The effect of fermented black garlic on obese mice was investigated, and it was found to have obvious effects of protecting the liver and kidneys, lowering blood lipids, and losing weight.

3.6 autres effets

Li Yang et al. [41] observed the therapeutic effect of black garlic extract on allergic asthma in mice and found that black garlic extract has a certain therapeutic effect on asthma. Ning Yuebao et al. [3] found that the sulfide in black garlic allicin can significantly lower blood sugar. Ried et al. [42] [traduction]reported that black garlic extract does have a supplementary antihypertensive effect and is superior to antihypertensive drugs, playing a therapeutic role in hypertension andmaladie cardiovasculaire. Kim et al. [43] studied the expression changes of endothelial cell adhesion factors and monocyte adhesion in TNF-α-stimulated umbilical vein endothelial cells and the possible mechanisms of black garlic 5-HMF, confirming that 5-HMF has a significant anti-inflammatory effect.

4 perspectives

Avec l’amélioration des personnes's living standards, dietary habits and nutritional and health needs are undergoing major and continuous changes. Food consumption by urban and rural residents has accelerated a shift away from subsistence-oriented consumption towards nutritionally and health-oriented consumption, from “eating well” to “eating more nutritious, safer and healthier food”. As a nutritious and Alimentation saine, black garlic is rich in nutrients and has significant health benefits. It is bound to become more popular with consumers in China and has broad market prospects.

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