Quel est le fait nutritionnel de l’extrait d’ail noir?

L’ail (Allium sativum L.......) appartient à la famille des liliacées et est connu dans le monde entier comme un «antibiotique naturel cultivé sur terre» qui peut être utilisé à la fois comme aliment et ingrédient de cuisine, ainsi que comme un médicament traditionnel chinois. L’ail contient une variété d’ingrédients bioactifs, qui ont une variété d’effets, tels que le réchauffement de la rate, la promotion de la digestion et la régulation du qi, antibactérien et anti-inflammatoire, et la baisse de la glycémie et des lipides sanguins [1]. L’ail a une longue histoire de culture en Chine, est largement planté, a un rendement élevé, et a maintenu un volume d’exportation relativement élevé pendant de nombreuses années, se classant premier en Chine et#39; S exportations totales d’un même produit agricole. Cependant, l’ail a une odeur piquante spéciale et un goût épicé, ce qui peut même causer un inconfort gastro-intestinal chez certaines personnes, limitant son application. Les gens ont essayé diverses techniques de traitement pour traiter l’ail afin de minimiser l’odeur de l’ail, d’améliorer sa palatabilité, et de maintenir ou d’améliorer ses fonctions biologiques bénéfiques.

Black garlic is made from fresh garlic that is processed under high heat and humidity for a certain period of time. Black garlic was first invented by the Japanese, and gradually developed and spread to the mainland through Korea, Spain, Taiwan, and other places. It is loved by consumers and has become a new favorite health food because of its good taste and strong physiological effects. Black garlic is soft, elastic, sweet and delicious, without the pungent taste and irritating odor of garlic. Compared with fresh garlic, the chemical composition of black garlic has undergone major changes, not only increasing the content of the original nutrients, but also producing some new functional substances, which have better physiological activity, such as anti-oxidation, regulating blood sugar and blood lipids, and anti-tumor.

Cet article résume principalement la recherche sur les principaux composants nutritionnels, les fonctions biologiques, la technologie de traitement et les bactéries endophytes de l’ail noir, et fournit une perspective sur le développement futur et l’application de l’ail noir.

1 Main nutritional components in black garlic

Garlic is very nutritious. Each 100 g of fresh garlic contains 63.8 g of water, 577.39 kJ of energy, 7.3 g of sugar, 5.2 g of protein, 0.2 g of fat, 10 mg of calcium, 12.5 mg of phosphorus, iron 1.3 mg, vitamin B1 0.29 mg, vitamin B2 0.06 mg, niacin 0.8 mg, vitamin C 7 mg. It also contains a variety of trace elements essential to the body. After garlic is processed through enzymatic, ripening, and drying processes to become black garlic, its nutritional content is greatly enhanced. The content of compounds such as saccharide compounds, organic acids, and total phenols increases, and new substances such as melanoidin and 5-hydroxymethylfurfural (5-HMF) are also produced, giving it higher nutritional value and physiological activity.

1. 1 glucides

Les polysaccharides d’ail sont le composant principal de l’ail, et ont divers effets physiologiques tels que l’anticoagulation, abaisser les lipides sanguins, prévenir l’athérosclérose, anti-cancer et anti-tumeur, abaisser la glycémie et anti-vieillissement. À l’heure actuelle, les recherches se concentrent sur l’extraction, la détermination du contenu et les propriétés antioxydantes des polysaccharides. La teneur en polysaccharide de l’ail noir et de l’ail est respectivement de 98,67 mg/g et 50,33 mg/g [2]. Les polysaccharides bruts d’ail noir ont été obtenus par un processus de séparation et de purification comprenant l’extraction à l’eau chaude, la concentration par évaporation rotative, la centrifugation, l’élimination des protéines par la méthode Sevag, la précipitation, le lavage et le séchage. Le taux d’extraction était de 8,14 % et la pureté des polysaccharides bruts était de 43,0 %, selon la méthode de l’acide phénolique sulfurique [3]. La papaïne a été utilisée pour extraire les polysaccharides d’ail noir par la méthode d’extraction assistée à l’eau et de précipitation d’alcool, et la méthode d’extraction a été optimisée. Les conditions optimales d’extraction étaient: dosage enzymatique 1,5%, action enzymatique pH 6,5, température d’extraction 55°C, temps ultrasonique 75 min. Dans ces conditions, le taux d’extraction des polysaccharides d’ail noir peut atteindre 10,15% [4]. Les polysaccharides d’ail noir ont de bonnes propriétés antioxydantes et leurs avantages pour la santé méritent des recherches plus approfondies.

Compared to fresh garlic, black garlic becomes sweet and sour. During the processing, the enzymatic hydrolysis of amylase and fructanase and the heat during the maturing process gradually break down the polysaccharides in the garlic into monosaccharides (mainly glucose and fructose), disaccharides and oligosaccharides, which increases the sweetness of the black garlic. The finished black garlic contains more than 60% reducing sugars by dry weight, which is 30 to 80 times that of fresh garlic [5].

Les composants sucrés de l’ail noir obtenu par traitement thermique comprennent principalement le fructose (57,14 %), le saccharose (7,62 %) et le glucose (6,78 %). Parmi celles-ci, l’augmentation du fructose est la plus significative [dans l’ail noir (0,38 ± 0,06) (44,73 ± 4,41) g/100 g DM)], suivie par le glucose [(0. 21 ± 0. 02) ~ (2. 51 ± 0. 24) g/100 g DM] [6]. Pendant le traitement de l’ail noir, le taux d’accumulation des sucres réducteurs est lié à la température. Plus la température augmente rapidement, plus le taux d’accumulation des sucres réducteurs est rapide, ce qui indique que la dégradation des polysaccharides de l’ail est principalement le résultat de températures élevées. Cependant, lorsque l’on a étudié l’effet de l’inactivation d’enzymes sur le degré de brunissement et la teneur en sucre réducteur de l’ail noir à température constante, on a constaté que dans des conditions de 70-90 °C, la glucanase était complètement inactivée en très peu de temps et ne participait pas à la production de sucres réducteurs [7]. On peut en déduire qu’il existe d’autres voies pour réduire la production de sucre lors de la transformation de l’ail noir.

Après hydrolyse, le poids moléculaire des polysaccharides neutres à l’ail diminue significativement, la teneur en oligosaccharides augmente significativement, et la teneur en oligosaccharides avec un degré de polymérisation inférieur à 10 augmente de 15% à plus de 75% [8]. Comparé aux polysaccharides neutres de l’ail, le jus gastrique artificiel a un effet plus significatif sur l’hydrolyse des oligosaccharides. Les Oligosaccharides ont une faible résistance, mais ils peuvent considérablement favoriser la prolifération de quatre espèces de bactéries lactiques, abaisser le pH du liquide de fermentation, et avoir un effet prébiotique plus fort. Les Fructooligosaccharides sont un oligosaccharide fonctionnel qui a un effet prébiotique et peut favoriser la croissance et la fonction de micro-organismes intestinaux bénéfiques. Cependant, le procédé actuel utilisé pour préparer l’ail noir a une teneur limitée en fructooligosaccharides, ce qui limite considérablement la fonction prébiotique de l’ail noir. Par conséquent, comment augmenter la teneur en fructooligosaccharide en optimisant la technologie de traitement est également une des directions de recherche.

1. 2 acides organiques

Les acides organiques présents dans l’ail jouent un rôle important dans l’absorption des nutriments, la digestion et l’immunité. L’acidité de l’ail est de 0,4% (en termes d’acide lactique), et il n’a pas le goût aigre. Pendant le traitement thermique, la teneur totale en acide de l’ail noir continue d’augmenter, lui donnant un goût aigre. La réaction de Maillard produit des acides organiques, principalement de l’acide formique et de l’acide acétique. Le pH de l’ail passe de 6,42 (ail frais) à 5,00 (40 °C, 45 d) et 3,05 (85 °C, 45 d) [7]. La teneur totale en acide de l’ail noir varie beaucoup avant et après la transformation, de 4,6 g/kg dans l’ail frais à 33,61 (60 °C), 37,50 (70 °C), 30,96 (80 °C) et 36,37 g/kg (90 °C) dans l’ail noir [6].

Citric acid, lactic acid, tartaric acid, oxalic acid and malic acid are the main organic acids in black garlic. Garlic extract contains organic acids such as citric acid, malic acid, lactic acid and fumaric acid, while black garlic extract loses fumaric acid and produces new acetic acid, formic acid, 3-hydroxypropionic acid and Acide succinique (black garlic contains more formic acid and acetic acid) [9]. These changes are of great significance. An increase in the content of organic acids not only brings a sweet and sour taste, but also facilitates the hydrolysis of proteins and polysaccharides and the microbiological stability of black garlic. The reason for the increase in acidity after heat treatment of garlic is the consumption of a large number of basic groups (such as the amino group in amino acids) in the Maillard reaction and the formation of short-chain carboxylic acids.

1. 3 composés contenant du soufre

Les principales substances bioactives de l’ail sont des composés contenant du soufre. L’allicine (s-allyl-l-cystéine sulfoxide), l’alliine (s-allyl-l-cystéine) et le γ-glutamyl-s-allyl-l-cystéine sont les principaux composés contenant du soufre dans l’ail. Dans l’ail noir, les contenus d’allicine, d’alliine et de γ-glutamylcystéine sont 0,36%, 0,90% et 0,36% ~ 0,93% et 0,83% ~ 0,93% respectivement.

La désoxygalline, et γ-glutamylcystéine sont 0.36%-0.90%, 0.36% ~ 0.93%, 0.83% ~ 2.83% [10]. L’ail a des effets antibactériens, abaissement de la pression artérielle, abaissement de la graisse dans le sang, anticancéreux, antitumoral et d’autres, qui sont liés aux composés de soufre dans l’ail. En même temps, les composés sulfurés sont également les principales substances aromatiques de l’ail, lui donnant une saveur épicée unique. Pendant le chauffage, les acides aminés allicine et désoxyallicine présents dans l’ail se dégradent pour former des composés sulfurés tels que le sulfure d’allyle, dont certains ont un arôme léger.

Black garlic mainly consists of 27 volatile sulfides, of which the higher content is 3-ethylidene-3,4-dihydro-1,2-dithiole (17.56%), diallyl disulfide (17.53%), 2-ethyl tetrahydrothiophene (13.24%), 2-vinyl-1,3-dithiane (8.81%), N,N' diméthylthiourée et autres composés (8,00%). Comparativement à l’ail, les teneurs en disulfure de diallyle et trisulfure de diallyle étaient significativement plus faibles, ce qui pourrait être la principale raison de la réduction significative de l’odeur piquante de l’ail après le traitement thermique. Après traitement thermique, la teneur en 2-éthyle tétrahydrothiophène de l’ail noir était nettement plus élevée que celle de l’ail noir, donnant à l’ail noir un parfum léger. La teneur totale en soufre volatil de l’ail noir est légèrement inférieure à celle de l’ail, tandis que les substances volatiles piquantes comme le disulfure de diallyle et le trisulfure de diallyle sont considérablement réduites et les composés aromatiques sont augmentés [11].

Les caractéristiques volatiles de l’ail et de l’ail noir peuvent varier en raison des différences dans la variété d’ail, la méthode de traitement et la méthode d’analyse, mais ces résultats indiquent tous que après l’ail est traité à des températures élevées, l’odeur piquante est considérablement réduite et l’arôme est augmenté. Par rapport à l’ail, la quantité totale de composés volatils du soufre dans l’ail noir augmente également, ce qui peut effectivement inhiber la synthèse de substances cancérogènes telles que les nitrosamines dans le corps, inhiber la formation et la croissance des cellules cancéreuses, abaisser la pression artérielle, résister au vieillissement, et prévenir et traiter des maladies telles que les maladies cardiovasculaires et cérébrovasculaires.

1. 4 polyphénols

Les polyphénols sont largement distribués dans les aliments quotidiens tels que les fruits, les légumes et les céréales, et présentent de fortes propriétés antioxydantes. L’ail est l’une des sources les plus riches en composés phénoliques dans les aliments. Les tanins, les flavonoïdes et les acides phénoliques sont les principaux polyphénols de l’ail noir. Pendant le traitement, les polyphénols de l’ail noir sont hydrolysés par chauffage, produisant un grand nombre de petites molécules phénoliques et libérant plus de groupes hydroxyle phénoliques, ce qui augmente leur teneur relative. Les dérivés d’acide hydroxycinnamique sont les acides phénoliques ayant la teneur la plus élevée dans les échantillons d’ail traités par différents procédés, parmi lesquels la teneur en acide p-coumarique et en acide o-coumarique a augmenté le plus significativement (de 14 fois) [12]. Après la transformation de l’ail en ail noir, la teneur totale en polyphénol augmente significativement de 7 à 11 fois, la teneur totale en flavonoïdes et en acide phénolique augmente respectivement de 1 à 5 fois et de 4 à 8 fois, ce qui fait que l’ail noir a une activité antioxydante plus forte et une capacité de récupération des radicaux de peroxyde que l’ail [8].

1. 5 acides aminés

Amino acids are important nutrients in food. Their composition and content directly affect the nutritional value of food and are closely related to human taste. Garlic contains amino acids. After processing into black garlic, the content and type of free amino acids change significantly. As shown in Table 1 [13]. Fresh garlic is rich in free amino acids such as glutamine, asparagine and glutamic acid, as well as essential amino acids such as lysine, tryptophan and valine. After garlic is processed at high temperatures to make black garlic, the protein may denature, and some amino acids participate in the Maillard reaction, while others exist in a free state and constitute the nutrients in black garlic.

CHOI et al. [14] ont constaté que la teneur en tous les acides aminés à l’exception de la leucine, de l’isoleucine, de la méthionine et de la phénylalanine diminuait après la transformation. La cystéine est un précurseur important des composés sulfurés de l’ail et est également le parent des composés produisant des odeurs. La teneur en cystéine de l’ail noir est considérablement réduite après le traitement thermique, ce qui peut être lié à la formation de la saveur faible en soufre de l’ail noir. La teneur en acides aminés acides tels que la tyrosine et l’acide aspartique, ainsi qu’en acides aminés de base tels que l’acide glutamique, l’arginine et la lysine, diminue avec le temps de traitement prolongé. La teneur en acides aminés polaires comme la thréonine et la sérine et en acides aminés non polaires comme la glycine et l’alanine diminue également. On croit que la diminution de ces acides aminés pourrait être liée à la réaction de Maillard, qui se produit entre les amines (habituellement les acides aminés) et les composés carbonyliques (habituellement les sucres réducteurs).

1. 6 mélanoïdines

Les mélanoïdines sont des composés macromoléculaires bruns contenant de l’azote qui sont formés au cours des derniers stades de la réaction par condensation et polymérisation des intermédiaires de la réaction de Maillard. Ces dernières années, les mélanoïdines ont fait l’objet d’une attention croissante en raison de leurs effets antioxydants, prébiotiques et anti-hypertenseurs.

Les mélanoïdines n’ont pas été détectées dans l’ail frais, tandis que la teneur totale en mélanoïdines dans l’ail noir augmentait de façon significative lorsque l’ail frais était chauffé et transformé en ail noir. La concentration était positivement corrélée avec le nombre de jours de chauffage, et la couleur de l’ail augmentait en même temps. Le traitement de l’ail à 72, 75 ou 78 °C pendant un certain temps peut entraîner une augmentation de la couleur de l’ail (la valeur Hunter L de l’ensemble du bulbe d’ail est passée de 52,05 ± 0,38 à 18,01 ± 0,32, 18,04 ± 0,25 et 19. 06 ± 0. 26), tandis que l’intensité et le taux de brunissement dépendent fortement de la température et du temps de traitement [15]. L’absorbance a été mesurée à 420 nm, et on a observé que l’intensité du brunissement des échantillons traités à 85 °C augmentait rapidement jusqu’à ce qu’elle atteignait un état stable le 15e jour. Les échantillons d’ail traités à 40-70 °C ont entraîné des changements beaucoup plus lents de l’intensité du brunissement (0,69 à 40 °C et 2,05 à 85 °C) [16].

Le degré de brunissement de l’ail noir est lié à la progression de la réaction de Maillard. L’absorbance à 280, 320-360 et 420-450 nm correspond aux produits formés au stade initial (condensation de la glycosamine et réarrangement d’amadori), au stade intermédiaire (déshydratation du sucre, fragmentation et dégradation du Strecker) et au stade final (condensation d’aldol, polymérisation et formation de composés nitro hétérocycliques). Les produits formés au cours de ces trois étapes suivent une distribution similaire, avec un grand nombre de produits intermédiaires, ainsi que des composés dégradés tels que des protéines, des peptides et des acides phénoliques [17]. La quantité croissante de mélanoïdines fait graduellement que l’échantillon d’ail devient noir, jusqu’à ce qu’il soit brun foncé ou noir.

Among the black Les pigments, the relative content of furans is the highest, followed by pyrroles, thiophenes, alkanes, furfural, phenols, etc. Black pigments have high chelating activity and antioxidant capacity, which is positively correlated with molecular weight. In vitro simulated digestion results show that black pigments are almost indigestible. Both α-amylase and hydrochloric acid treatment significantly reduced the metal ion chelating activity and antioxidant capacity of black garlic allicin, which could still be maintained above 60% after in vitro simulated digestion. This indicates that allicin has high bioavailability and bioaccessibility. Tests have shown that oral administration of melanoidins can significantly reduce weight gain and white adipose tissue mass in mice induced by a high-fat diet, and reverse glucose tolerance, especially at high doses. At the same time, after oral administration of melanoidins, the intestinal microbial environment of mice is improved, and bacterial diversity and abundance increase [18]. The above studies all indicate that black garlic black essence has great application potential. At the same time, black garlic black essence has great application potential as a dietary fiber in diabetes and obesity, and as an effective antioxidant, it can also be widely used in food additives or functional foods.

1. 7 5-HMF

5-HMF is a five-carbon cyclic aromatic aldehyde that can be formed by catalytic dehydration of reducing sugars (such as glucose or fructose) and amino acids during the high-temperature Maillard reaction, or by direct degradation of sucrose in an acidic environment. The formation of 5-HMF in food is highly dependent on processing and storage conditions, such as temperature and pH.

5-HMF, as a key intermediate product of the Maillard reaction, not only affects the biological activity of black garlic, but also its sensory effects. It can be used as an important indicator for predicting the processing rate of black garlic. Nuclear magnetic resonance hydrogen spectrum analysis showed that 5-HMF was not found in fresh garlic, while black garlic produces a large amount of 5-HMF during processing. The content of 5-HMF in black garlic extract obtained after heat treatment for 90 d increased by more than 6 times compared with that after heating for 25 d. LIANG et al. [9] used the amount of 5-HMF as a differential marker for fresh garlic and black garlic extracts obtained after heating for 5 and 25 d. The 5-HMF content in black garlic increases significantly during heat treatment, and the actual increase depends on the processing temperature. The higher the processing temperature, the faster the 5-HMF content increases. The 5-HMF level in black garlic prepared at 60 °C increases at a slow rate to 1.88 g/kg (about 0.39 to 0.46 times the 5-HMF in black garlic prepared at 70 °C, 80 °C and 90 °C). The 5-HMF content increases rapidly at 80 or 90 °C, but black garlic produces a bitter taste [19]. Freezing pretreatment can increase the 5-HMF content in black garlic by 25% (from 208.5 μg/g to 260.7 μg/g) [20].

Cependant, la sécurité du 5-HMF fait encore l’objet d’un débat considérable. Les concentrations élevées de 5-HMF sont cytotoxiques, irritantes pour les tissus humains et les organes internes et cancérigènes dans le corps. La voie de formation du 5-HMF pendant la transformation de l’ail noir est encore mal comprise, et des méthodes efficaces pour détecter les concentrations de 5-HMF pendant la transformation de l’ail frais en ail noir nécessitent des recherches plus poussées.

2 fonctions biologiques de l’ail noir

Après avoir été traité thermiquement et transformé en ail noir, l’ail est facilement absorbé par le corps humain. L’ail noir est riche en ingrédients fonctionnels tels que les polyphénols, les composés contenant du soufre et les mélanoïdines. Sous l’action combinée de ces composés, l’ail noir a des fonctions biologiques plus puissantes que l’ail frais.

2.1 effets antioxydants et anti-âge

L’activité antioxydante est la caractéristique la plus importante de l’ail noir. L’ail noir a des radicaux DPPH élevés, des radicaux cationiques ABTS, des activités de captage ·OH et ·O2, exerçant ainsi un effet antioxydant. L’amélioration de la capacité antioxydante de l’ail noir est étroitement liée à la production de nouveaux composés antioxydants. Lors de la transformation de l’ail noir, l’augmentation ou la production de polyphénols (y compris les flavonoïdes), d’alcaloïdes β-carboline, de 5-HMF, de mélanoïdines, etc., jouent tous un rôle efficace dans l’amélioration de ses propriétés antioxydantes [21].

L’allicine de l’ail noir peut se combiner avec des lipides, et le produit combiné a la même fonction que la vitamine E, c’est-à-dire anti-âge et prévention de l’athérosclérose; L’allinase de l’ail noir et son extrait d’éthanol ont également un certain effet anti-âge; La cystéine dans l’ail noir peut favoriser la prolifération cellulaire et a un effet détoxifiant et embellissant; L’ail noir est riche en germanium, qui a un bon effet anti-âge [13].

LEE et al. [21] ont nourri des souris diabétiques âgées de trois semaines avec de la nourriture normale et de l’ail ordinaire lyophoséché et de l’ail noir, respectivement, et ont mesuré les peroxydes lipidiques et l’activité des enzymes antioxydantes dans le foie après 7 semaines. La capacité antioxydante de l’ail noir était plus de quatre fois supérieure à celle de l’ail ordinaire. Comparativement au groupe témoin de souris, le taux de substances réactives à l’acide thiobarbiturique chez les souris ayant reçu de l’ail noir était significativement plus faible, et les activités de la superoxyde dismutase, de la glutathion peroxydase et de la catalase étaient significativement plus élevées. CHOI et al. [14] ont constaté que la teneur en polyphénols et en flavonoïdes de l’ail noir augmentait considérablement en 21 jours. La capacité antioxydante de l’ail noir a été considérablement améliorée par la capacité de récupération des radicaux libres DPPH et des radicaux cations ABTS. Les expériences in vitro et in vivo ont prouvé que l’ail noir a une forte capacité antioxydante et un effet anti-âge.

2. 2 effets antibactériens et anti-inflammatoires

L’allicine et le sulfure d’allyle ont un effet significatif dans la stérilisation de l’ail noir et ont un effet antibactérien à large spectre. De plus, les composants volatils et les lixiviats de l’ail noir ont un effet inhibiteur ou tueur important sur diverses bactéries pathogènes. La concentration minimale d’inhibiteur (Staphylococcus aureus et Escherichia coli) a été considérablement réduite, et un effet synergique a été observé [22]. KIM et al. [23] ont extrait le 5-HMF de l’ail noir avec du chloroforme et ont étudié son effet sur l’expression des facteurs d’adhésion des cellules endothéliales et de l’adhésion des monocytes dans les cellules endothéliales des veines ombilicales stimulées par le TNF α. Les résultats ont montré que l’ail noir 5-HMF a des effets anti-inflammatoires et peut être utilisé comme médicament thérapeutique potentiel pour les maladies vasculaires telles que l’athérosclérose.

2. 3 effet de la régulation de la pression artérielle, des lipides sanguins et de la glycémie

Avec l’amélioration du niveau de vie, le problème des «trois hauts» a progressivement émergé et est devenu le «tueur numéro un» des humains. Des études ont révélé que l’ail noir a divers effets tels que l’abaissement de la pression artérielle, les lipides sanguins et la glycémie.

Ried et al. [24] ont utilisé de l’extrait d’ail noir pour aider à juger l’effet abaissant de la pression artérielle des médicaments abaissant la pression artérielle, les résultats ont montré que l’ail noir avait un meilleur effet abaissant la pression artérielle. JUNG et al. [25] ont fermenté de l’ail noir à l’aide de Saccharomyces cerevisiae, puis ont donné trois doses différentes d’ail noir fermenté à des souris obèses riches en gras. La même dose d’ail noir fermenté de Saccharomyces cerevisiae s’est avérée plus efficace que l’ail noir ordinaire dans la lutte contre les complications d’obésité induites par un régime riche en graisses. On a constaté que les rats riches en gras nourris à différentes doses d’extrait d’ail noir avaient une expression génique plus faible SREBP-1C, qui à son côté régit le métabolisme des lipides et du cholestérol, entraînant une baisse des taux sanguins de lipides totaux, de triglycérides et de cholestérol [26].

L’ail noir est efficace pour abaisser la glycémie, présente des avantages exceptionnels, aucun effet secondaire et est également très antioxydant. Il peut prévenir les complications du diabète et est l’un des premiers choix pour les médicaments hypoglycémiques. SI et al. [27] [traduction]ont utilisé Lactobacillus bulgaricus pour préparer l’ail noir et ont mené un essai clinique sur le diabète gestationnel. Après 40 semaines, on a mesuré la glycémie à jeun et les taux de glycémie 1 et 2 h après un test oral de tolérance au glucose. Les résultats ont montré que Lactobacillus bulgaricus favorisait la conversion du pyranose en furanose glucoside, réduisait la glycémie à jeun et les taux d’hémoglobine de 1 et 2 h, et améliorait efficacement le diabète gestationnel.

2. 4 effets Anti-cancer et anti-tumeur

Des études ont révélé que l’ail noir a également des effets anti-tumoraux. L’ail noir a montré d’excellents effets thérapeutiques in vitro et in vivo sur des cancers tels que le cancer de l’estomac, le cancer du foie, le cancer du poumon, la leucémie, le cancer du sein et le cancer du côlon.

In vitro tests have shown that black garlic extract causes dose-dependent apoptosis of GC-7901 human gastric cancer cells and can inhibit the in vivo growth of tumors in tumor-bearing mice. The increase in serum superoxide dismutase, glutathione peroxidase, IL-2 and spleen and thymus indices indicates that the anti-tumor effect of black garlic may be related to its antioxidant and immunomodulatory effects [28]. Black garlic aqueous extract has a significant growth inhibitory effect on liver tumors. After transplanting Kunming mice with H22 liver cancer cells, black garlic has an effective tumor inhibition rate of over 40% [29]. Black garlic hexane extract can significantly inhibit the proliferation of leukemia cells U937. The inhibitory effect is positively correlated with the concentration and the effect of apoptosis is positively correlated with the concentration of the active ingredient, and there is a certain dose-effect relationship. After treating U937 cells with 10 μg/mL black garlic hexane extract for 24 hours, the cell survival rate decreased by 60% [30].

Parmi les composés contenant du soufre de l’ail noir, la s-allylcystéine (SAC) et la s-allylmercapto-cystéine jouent un rôle majeur dans son effet anticancéreux. En outre, le traitement de l’ail noir convertit les protéines de l’ail en acides aminés, ce qui favorise l’absorption par le corps et a un certain effet sur l’amélioration du corps.' S immunité, soulager la fatigue, et prévenir le cancer et anticancéreux. Les oligo-éléments tels que le sélénium et le germanium présents dans l’ail noir ont également des effets anticancéreux importants.

2. 5 effet protecteur sur le foie et le cœur

In vitro et in vivo, l’ail noir a une activité antioxydante et anti-inflammatoire plus élevée que l’ail, qui peut fournir un certain degré de protection au foie et au cœur. Des études ont révélé que l’ail noir a un effet protecteur sur le foie chez les rats présentant des dommages chroniques causés par l’alcool. L’ail noir peut améliorer la distribution des lipides et réduire considérablement les niveaux d’aspartate aminotransférase, d’alanine aminotransférase, de phosphatase alcaline et de lactate déshydrogénase dans le plasma sanguin [31]. De plus, l’ail noir est riche en SAC et en polyphénols, qui peuvent exercer un effet cardioprotecteur en relaxant l’artère coronaire pendant l’ischémie-reperfusion, empêchant ainsi le déclin de la contractilité myocardique induite par l’ischémie-reperfusion [32].

2. 6 amélioration immunitaire

Le corps &#La fonction immunitaire est assurée par l’interaction des lymphocytes, des monocytes et d’autres cellules apparentées et de leurs produits. L’huile volatile liposoluble dans l’ail noir peut considérablement améliorer la fonction phagocytaire des macrophages dans le corps, améliorant efficacement le système immunitaire. En même temps, parce que la protéine est convertie en acides aminés pendant le traitement, il peut également effectivement améliorer le corps et#39; S fonction immunitaire. Une augmentation de la teneur en vitamine C peut également améliorer le corps et#39; S immunité.

Feng Yonghui et al. [33] ont donné des souris intraperitonéalesinjections of black garlic extract solution for 5 consecutive days, and after killing the mice on the 6th day, they isolated and cultured their splenocytes and natural killer cell killing activity, the secretion level of NO in the spleen cell culture supernatant, and the levels of IL-2, IL-4, IFN-γ and TNF-α were measured, etc., to verify that black garlic extract can significantly increase the killing activity of natural killer cells and enhance the ability to monitor and remove abnormal cells in the body. In addition, black garlic extract can also increase the content of white blood cells, lymphocytes, and Lactobacillus rhamnosus, thereby enhancing the body' immunité [34].

2. 7 autres fonctions

L’ail noir peut également augmenter le nombre total de neurones pyramidaux dans l’hippocampe des rats et améliorer la mémoire spatiale [35]; Augmenter le nombre de cellules de pücken chez les rats et améliorer la coordination motrice [36]; Et ajuster l’équilibre des réponses Th1/Th2, inhiber la voie de signalisation IG- 33-ST2, et améliorer l’asthme allergique chez la souris [37].

3 technologie de traitement de l’ail noir

Actuellement, l’ail noir disponible dans le commerce est principalement formé naturellement par une série de réactions chimiques et la réaction de Maillard dans des conditions de température et d’humidité élevées. La fermentation microbienne a les caractéristiques d’être verte et sûre. Avec les gens &#Pour accroître la sensibilisation à la santé, la technologie verte de bioconversion est progressivement devenue un point névralgique de la recherche. Certains chercheurs ont également utilisé la fermentation microbienne dans le traitement de l’ail noir pour lui donner une meilleure activité biologique et des effets physiologiques.

3.1 technologie de traitement non fermenté

Actuellement, China&#La technologie de traitement de l’ail noir est principalement introduite du Japon et de la Corée du Sud, et des améliorations sont apportées à la technologie de traitement originale. À l’heure actuelle, la technologie de traitement de l’ail noir est principalement un processus de non-fermentation, qui est divisé en traitement à l’état solide et traitement liquide.

3.1.1 traitement à l’état solide

Le traitement à l’état solide est actuellement la méthode la plus courante pour produire de l’ail noir. L’ail entier, frais et dodu, est sélectionné et cultivé sans ajout de substances à haute température et dans certaines conditions d’humidité. Le processus de traitement à l’état solide comprend: la sélection de l’ail, le pelage et l’enlèvement des 1 à 2 premières couches de la tige, le nettoyage, le classement et la sélection, le traitement à haute température et à forte humidité, la stérilisation et la désinfection, l’emballage et d’autres procédés. Certaines études ont révélé que l’ail noir traité pendant 90 jours est plus riche en nutriments que l’ail noir cultivé pendant 30 jours. Cela peut être dû au fait que le temps de culture court signifie qu’il y a moins d’accumulation de principes actifs. Bien que la période d’incubation de 30 jours raccourcie le cycle de production, la teneur en substances comme les sucres et les polyphénols est légèrement inférieure à celle de l’ail noir incubé pendant 90 jours. Cependant, le cycle de production de l’ail noir incubé pendant 90 jours est long, inefficace et augmente les coûts de production. Par conséquent, comment ajuster le processus pour obtenir de l’ail noir à haute teneur en nutriments tout en raccourcissant le cycle de production est devenu un problème urgent à résoudre. Le prétraitement et la haute température et l’humidité sont deux méthodes couramment utilisées.

L’effet du prétraitement à haute pression sur la teneur en éléments nutritifs de l’ail noir est important, mais la teneur totale en sucre et la capacité de récupération des radicaux libres DPPH de l’ail noir après le prétraitement de maintien en pression sont réduits, et l’effet n’est pas bon [38]. L’ail a été prétraité selon deux méthodes: la congélation à basse température et l’ébullition à haute température. Les caractéristiques nutritionnelles des différents procédés de prétraitement ont été comparées. Les résultats ont montré que comparativement au prétraitement par ébullition à haute température et au groupe témoin de l’ail noir, le temps de maturation de l’ail noir prétraité par congélation à basse température peut être raccourci de 4 jours. De plus, la teneur en sucre régénérateur, en phénol total et en azote aminé de l’ail noir obtenu par congélation à basse température est plus élevée, ce qui est meilleur que celui de l’ail noir prétraité par ébullition à haute température et de l’ail noir non traité [39].

Therefore, black garlic pretreated by low-temperature freezing has better quality. Zhu Xinpeng et al. [40] used microwave pretreatment to prepare black garlic and optimized the pretreatment process. Compared with black garlic without microwave pretreatment, black garlic prepared under optimal pretreatment conditions has significantly higher total phenol, reducing sugar and total acid content, no significant change in allicin, and a higher sensory evaluation. The use of methods such as respiratory inhibition, low-temperature freezing, and ultrasound to treat garlic can effectively increase the content of reducing sugars and amino nitrogen in black garlic, shorten the processing time of black garlic, reduce energy consumption, and improve functional ingredients.

Bien que les méthodes de prétraitement pour l’ail noir ne soient pas les mêmes, elles peuvent toutes raccourcir efficacement le temps de traitement de l’ail noir, améliorer l’efficacité du traitement, et en même temps augmenter les ingrédients fonctionnels dans l’ail noir et améliorer l’effet fonctionnel. Par conséquent, un prétraitement de l’ail est nécessaire dans la production et l’application de l’ail noir.

3. 1. 2 technologie de traitement des liquides

Le traitement liquide désigne le broyage de l’ail frais en une pâte et l’ajout d’une certaine proportion d’eau comme base pour le traitement. Le processus de traitement du liquide comprend les étapes suivantes: sélection de l’ail, épluchage, nettoyage, broyage, étanchéité sous vide, incubation dans un incubateur, séchage et emballage.

La culture de l’ail noir dans des conditions de culture liquide a un temps de traitement plus court. Par rapport à l’ail et à l’ail noir cultivés sous forme solide, la teneur totale en acides aminés et la teneur individuelle en acides aminés de l’ail noir cultivé sous forme liquide sont augmentées, et la teneur en polyphénol est également considérablement augmentée. Cela montre que l’ail noir traité sous forme liquide a une meilleure capacité antioxydante, comme le démontrent également les résultats des tests du taux de récupération des radicaux DPPH. Luo Xue-cang et al. [41] ont constaté que le meilleur procédé pour la culture de liquides est un rapport massique de la pâte d’ail à l’eau de 2:1, une taille de particules de 4 mm et une température variable de 70 à 80 °C. Dans ces conditions, la teneur totale en phénol de l’ail noir augmente de 5 fois et l’activité de la superoxyde dismutase de 15 fois. L’ail noir est de couleur brun foncé et n’a pas d’odeur d’ail.

À l’heure actuelle, il y a relativement peu de recherche sur la fermentation liquide de l’ail noir, mais par rapport aux méthodes traditionnelles, la méthode de traitement liquide présente les avantages d’être simple, court temps de traitement, faible coût, haute valeur nutritive et une forte fonction biologique.

3.2 technologie de traitement de la Fermentation

Ces dernières années, de plus en plus de chercheurs se sont concentrés sur la biotransformation. Il est vert et sain, n’a aucun effet secondaire des produits synthétiques, et a également une variété d’activités biologiques et d’effets physiologiques. La technologie de fermentation microbienne peut augmenter le contenu des composants fonctionnels dans les produits de fermentation, tels que les polyphénols, les protéines et les peptides, les fibres alimentaires, etc., et est un moyen vert et respectueux de l’environnement de bioconversion.

L’activité biologique de l’ail noir est renforcée par le processus de fermentation. JUNG et al. [25] ont utilisé une méthode de fermentation en deux étapes.

Dans un premier temps, Saccharomyces cerevisiae a été inoculé dans un milieu contenant de l’extrait d’ail noir pour augmenter la concentration de substances bioactives. Après filtration, la solution de culture a été chauffée pour extraire et enlever les cellules. La solution a ensuite été évaporée et lyophilisée pour l’entreposage. Dans des expériences sur des souris, il a été constaté que l’ail noir fermenté avec Saccharomyces cerevisiae avait des propriétés antioxydantes plus fortes In vitro que l’ail noir préparé selon des méthodes traditionnelles. Il a également montré une protection plus forte du foie, une protection des reins, une diminution des lipides sanguins et des effets de perte de poids chez les souris diabétiques et obèses. De plus, il a été constaté que l’ail fermenté avec Bacillus subtilis contient un niveau élevé de nitrite stable [42]. L’alimentation aiguë de différentes doses d’ail fermenté concentré peut réduire efficacement la pression artérielle systolique des rats spontanément hypertendus, et l’effet est dose-dépendant.

Si et al. [27] ont utilisé des lactobacilles bulgares pour faire fermenter l’ail noir. Après la fermentation, l’ail a été rincé à l’eau stérile et séché dans un incubateur à 50 °C. Les propriétés antioxydantes de l’ail noir fermenté par des bactéries de l’acide lactique ont été considérablement améliorées, et il a été efficace dans la prévention du diabète gestationnel.

Bacillus species (e.g. Bacillus subtilis, Bacillus licheniformis) have strong acid-producing abilities. Adding a certain amount of Bacillus to the fermentation liquid can give foods unique flavours such as mellow, floral and fruity aromas [43]. Lactobacillus, the most common probiotic in the food fermentation industry, is already widely used in the food industry. Lactic acid bacteria can regulate the intestinal microecology in the human body, improve human cholesterol, regulate blood pressure, etc. After lactic acid bacteria fermentation, the ingredients in the raw materials will be biotransformed by lactic acid bacteria, which not only enhances the nutritional value of the raw materials (such as increasing the content of polyphenols, acids, dietary fiber, soluble protein and polypeptide content), improve the flavor and quality of the food (e.g., reduce the content of phytic acid), and also enhance the physiological activity of the functional ingredients in the raw materials (e.g., reduce blood sugar, blood pressure, and fight cancer) [44 - 45].

Comment utiliser l’effet probiotique des microorganismes pour améliorer l’activité biologique de l’ail noir, améliorer la saveur et la qualité de l’ail noir, la sélection des souches bactériennes, la détermination et l’optimisation du processus de fermentation, et les questions de sécurité tous nécessitent des recherches plus poussées.

4 bactéries endophytes dans l’ail noir

Les Endophytes sont des microorganismes qui vivent dans les tissus végétaux pendant une partie ou la totalité de leur cycle de vie. Tous les organismes végétaux sains des écosystèmes naturels coexistent avec les endophytes, qui sécrètent une variété de métabolites secondaires pour induire une résistance systémique chez les plantes. Par conséquent, les endophytes végétaux peuvent jouer divers rôles tels que la lutte biologique et les agents augmentant le rendement.

Ji Yanru et al. [46] ont utilisé des méthodes conventionnelles d’isolement et de culture pour étudier la loi de changement du nombre total de bactéries et de bactéries endophytes dans l’ail noir pendant la transformation. Il n’y a pas de champignons strictement significatifs à la surface ou à l’intérieur de l’ail, mais il y a un grand nombre de bactéries aérobies et anaérobies. Au cours de la transformation de l’ail noir, la flore bactérienne et endophyte totale de l’ail a d’abord augmenté rapidement, puis a fortement diminué, et finalement le nombre de microorganismes a progressivement eu tendance à zéro. Lorsque la température a atteint plus de 60 °C, les bactéries à la surface de l’ail ont perdu leur vitalité et seules quelques bactéries endophytes ont survécu. Cependant, des hausses et des baisses répétées de température ont progressivement inhibé l’activité des bactéries endophytes jusqu’à ce qu’elles perdent leur vitalité. Une bactérie produisant de la mélanine A été isolée à la 96e heure de traitement de l’ail noir et identifiée comme Bacillus subtilis S8nyzx-1[47]. Cette bactérie peut se développer en milieu de jus d’ail, se développer vigoureusement, être résistant à la chaleur et produire de la mélanine. On l’a inoculé avec des gousses d’ail crue et, après 48 heures à 50 °C, les gousses sont devenues noires, tandis que les gousses non inoculées étaient jaunes pâles, ce qui indique que la solution bactérienne a eu un certain effet sur la transformation de l’ail du blanc au noir.

Qiu et al. [48] [traduction]ont utilisé des méthodes de culture traditionnelles pour isoler et identifier les bactéries endophytes de l’ail et de l’ail noir. Le nombre de colonies de l’ail était plus élevé que celui de l’ail noir, ce qui indique que la communauté microbienne a subi quelques changements au cours de la transformation de l’ail noir, avec une légère diminution de son nombre, et que les bactéries endophytes (Bacillus subtilis, Bacillus methylotrophicus, Bacillus amyloliquefaciens) sont les bactéries dominantes dans l’ail et l’ail noir. Ce résultat est semblable à celui de Ji Yanru et al. [46].

Cependant, la méthode traditionnelle de culture des bactéries endophytes présente certaines limites, et certaines bactéries ont une culture et une reproductibilité limitées. Par conséquent, la technologie de séquençage Illumina MiSeq (16S rRNA V3-V4 région hypervariable des bactéries) a été utilisée pour améliorer la compréhension des bactéries endophytes dans l’ail et l’ail noir [49]. Les résultats ont montré que la communauté microbienne de l’ail noir était divisée en 1 125 genres différents dans 45 phyles, dominés par quatre genres différents: Thermus, Corynebacterium, Streptococcus et Brevundimonas. Au jour 0 de la fermentation de l’ail noir, les protéobactéries, les Firmicutes et les actinobactéries étaient les phyles dominants, représentant 96,86% du total. Au fur et à mesure que le processus progressait, le phyla dominant est resté essentiellement le même, mais les abondances relatives ont changé de façon significative. Plus précisément, les protéobactéries ont diminué de 96,86% à 0 jour à 44,53% à 12 jours, mais les Firmicutes, actinobactéries et Bacteroidetes phyla ont augmenté de 1,04%, 0,67% et 0,18% à 20,47%, 8,84% et 8,54% respectivement, ce qui indique que la structure de la communauté microbienne a changé de façon significative après 12 jours de traitement thermique. Au cours de ce processus, la diversité microbienne et l’abondance des échantillons d’ail noir ont augmenté de façon significative. Ce résultat diffère grandement des résultats obtenus par les méthodes de culture traditionnelles, ce qui prouve qu’il existe des différences directes significatives entre les deux méthodes.

La prédiction des voies métaboliques basée sur KEGG pour les séquences de gènes marqués de l’arnr 16S a indiqué que le métabolisme des acides aminés, le métabolisme des glucides et le transport de la membrane jouent un rôle important lors de la fermentation de l’ail noir. Les nutriments et les substances bioactives dans le système de l’ail sont impliqués dans les voies métaboliques des communautés microbiennes à différents stades et interagissent directement ou indirectement avec les substances produites par les microorganismes. Ces effets sont grandement influencés par les conditions de transformation et déterminent finalement les caractéristiques du produit d’ail noir. Les composés fonctionnels nouvellement formés (tels que les oligosaccharides) jouent des rôles différents dans la croissance de micro-organismes bénéfiques et nuisibles. En bref, il existe une interaction importante entre les composés clés du système de l’ail et les microorganismes coexistants, et des recherches supplémentaires sont nécessaires, car ces interactions compliquent davantage les changements de composition de l’ail lors de la conversion en ail noir.

Les bactéries endophytes de l’ail peuvent fermenter le glucose, le lactose, le saccharose et les polysaccharides de l’ail, sont très résistantes à la chaleur et produisent une grande quantité d’acides organiques et de substances biologiquement actives (comme les polysaccharides extracellulaires). Ces substances actives peuvent considérablement améliorer la fonction de l’ail noir, prolonger sa période de stockage, et améliorer sa sécurité. Ce qui indique que la capacité métabolique des bactéries endophytes de l’ail a une valeur d’application biotechnologique importante. Cependant, le nombre de bactéries endophytes typiques de l’ail est relativement faible, et il est nécessaire de les isoler et de les étendre in vitro pour explorer leurs fonctions.

Par conséquent, l’utilisation de bactéries endophytes pour accélérer le traitement de l’ail noir, améliorer sa saveur et ses substances fonctionnelles, et prolonger sa période de stockage deviendra un point critique pour la recherche à l’avenir. L’analyse corrélative a également montré que la diversité de la communauté microbienne et de certains genres (comme Thermus et Bacillus) avaient une corrélation significative et positive avec le sucre réducteur, le phénol total et la teneur totale en acide de l’ail noir. Cependant, le rôle des microorganismes dans la formation de la qualité de l’ail noir doit encore être étudié. À l’avenir, le rôle des réactions chimiques et des communautés microbiens dans la formation de la qualité de l’ail noir pendant le processus de culture de l’ail noir sera l’une des priorités de recherche par le biais de la métabolomique et des techniques modernes d’analyse et de détection instrumentales.

5 résumé et perspectives

Une fois l’ail transformé en ail noir, les principaux composants tels que les sucres, les acides organiques et les polyphénols sont considérablement augmentés. L’essence noire nouvellement formée et le 5-HMF font de l’ail noir une valeur nutritive et une efficacité plus élevées que l’ail. L’ail noir a non seulement de bons effets antioxydants et anti-âge, mais a également des effets protecteurs sur la mémoire et le système nerveux. Il a également des effets anticancéreux, anti-inflammatoires, anti-allergiques, hypoglycémiques, protecteurs du foie et protecteurs du cœur. L’ail noir devient progressivement populaire en tant qu’aliment de santé émergent, et a une bonne perspective de marché.

À l’heure actuelle, la principale méthode de traitement de l’ail noir est la culture naturelle dans des conditions de température élevée et d’humidité élevée, principalement sous forme solide. Certains chercheurs ont réalisé que la biotransformation non seulement n’a pas les effets secondaires des produits synthétiques, mais augmente également l’activité biologique et les effets physiologiques du produit. L’utilisation de la technologie de fermentation microbienne rend le contenu nutritionnel de l’ail noir plus élevé, améliore les fonctions physiologiques de l’ail noir, et fournit de nouvelles idées pour le développement de l’industrialisation de l’ail noir.

Toutefois, les problèmes suivants doivent encore être résolus: (1) le choix des souches, la méthode d’addition et le processus d’addition pendant la fermentation sont encore immatures et l’impact des différentes souches sur les nutriments et les fonctions physiologiques de l’ail noir et leurs mécanismes ne sont pas encore clairs; (2) le cycle de traitement de l’ail noir traditionnel est long, nécessitant généralement 2 à 3 mois ou même plus longtemps dans des conditions de température élevée et d’humidité élevée. Comment réduire le temps de traitement de l’ail noir, améliorer l’efficacité de la production, économiser l’énergie et réduire les émissions pendant le processus de bioconversion? (3) les chercheurs ont utilisé une combinaison de la culture traditionnelle et de la technologie de séquençage Illumina MiSeq pour isoler et identifier les bactéries endophytes dans l’ail noir, et comprendre les tendances en évolution des bactéries endophytes pendant la culture de l’ail noir. Cependant, l’impact de la présence de bactéries endophytes de l’ail noir sur les nutriments, les substances aromatiques et l’activité biologique de l’ail noir doit être exploré davantage; (4) en tant que produit émergent d’ail transformé en profondeur, des questions telles que la formulation des spécifications de production, des normes de qualité et des indicateurs de sécurité pour la transformation en profondeur de l’ail noir doivent également être résolues d’urgence.

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[48]  QIU Z C,LU X M,LI N Y,et al. Caractérisation des endo- phytes d’ail isolés du traitement de l’ail noir [J]. Microbiolo- gyOpen,2018,7(1) :e547.

[49] [traduction] QIU Z C,LI N Y,LU X M,et al. Caractérisation de la structure de la communauté microbienne et du potentiel métabolique à l’aide de la plate-forme Illumina MiSeq pendant le traitement de l’ail noir [J]. Food Research international,2018,106 :428-438.