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

Garlic (Allium sativum L.............) belongs to the family Liliaceae and is known worldwide as a “natural antibiotic grown on land” that can be used as both a food and a cooking ingredient, as well as a traditional Chinese medicine. Garlic contains a variety of bioactive ingredients, 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 les 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.

L’ail noir est fabriqué à partir d’ail frais qui est traité sous chaleur et humidité élevées pendant une certaine période de temps. L’ail noir a d’abord été inventé par les japonais, et progressivement développé et étendu sur le continent à travers la corée, l’Espagne, Taiwan, et d’autres endroits. Il est aimé par les consommateurs et est devenu un nouvel aliment santé préféré en raison de son bon goût et de ses effets physiologiques forts. L’ail noir est doux, élastique, sucré et délicieux, sans le goût piquant et l’odeur irritante de l’ail. Par rapport à l’ail frais, la composition chimique de l’ail noir a subi des changements majeurs, non seulement en augmentant le contenu des nutriments originaux, mais également en produisant de nouvelles substances fonctionnelles, qui ont une meilleure activité physiologique, telles que l’anti-oxydation, la régulation de la glycémie et des lipides sanguins, et anti-tumorale.

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'-dimethylthiourea and other compounds (8.00%). Compared to garlic, the contents of diallyl disulfide and diallyl trisulfide were significantly lower, which may be the main reason for the significant reduction in the pungent odor of garlic after heat treatment. After heat treatment, the content of 2-ethyl tetrahydrothiophene in black garlic was significantly higher than that in garlic, giving black garlic a light fragrance. The total volatile sulphur compounds in black garlic are slightly lower than in garlic, while pungent volatile substances such as diallyl disulphide and diallyl trisulphide are significantly reduced and aromatic compounds are increased [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

Polyphenols are widely distributed in daily foods such as fruits, vegetables and cereals, and exhibit strong Propriétés antioxydantes. Garlic is one of the richest sources of phenolic compounds in foods. Tannins, flavonoids and phenolic acids are the main polyphenols in black garlic. During the processing, the polyphenols in black garlic are hydrolyzed by heating, producing a large number of small phenolic molecules and releasing more phenolic hydroxyl groups, which increases their relative content. Hydroxycinnamic acid derivatives are the phenolic acids with the highest content in garlic samples processed by different processes, among which the content of p-coumaric acid and o-coumaric acid has increased most significantly (by 14 times) [12]. After garlic is processed into black garlic, the total polyphenol content increases significantly by 7-11 times, the total flavonoid and total phenolic acid content increases by 1-5 times and 4-8 times respectively, making black garlic have stronger antioxidant activity and peroxide radical scavenging capacity than garlic [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

Melanoidins are brown macromolecular nitrogen-containing compounds that are formed during the late stages of the reaction by condensation and polymerization of Maillard reaction intermediates. In recent years, melanoidins have received increasing attention due to their antioxidant, prebiotic and anti-hypertensive effects.

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.

Parmi lesblack 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

After being heat-treated and processed into black garlic, garlic is easily absorbed by the human body. Black garlic is rich in functional ingredients such as polyphenols, sulfur-containing compounds, and melanoidins. Under the combined action of these compounds, black garlic has more powerful biological functions than fresh garlic.

2.1 effets antioxydants et anti-âge

Antioxidant activity is the most prominent characteristic of black garlic. Black garlic has high DPPH radical, ABTS cationic radical, ·OH and ·O2- scavenging activities, thereby exerting an antioxidant effect. The enhancement of the antioxidant capacity of black garlic is closely related to the production of new antioxidant compounds. During the processing of black garlic, the increase or production of polyphenols (including flavonoids), β-carboline alkaloids, 5-HMF, and melanoidins, etc., all play an effective role in improving its antioxidant properties [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] fed 3-week-old diabetic mice with normal feed and freeze-dried ordinary garlic and black garlic, respectively, and measured the lipid peroxides and the activity of antioxidant enzymes in the liver after 7 weeks. The antioxidant capacity of black garlic was more than four times that of ordinary garlic. Compared with the control group of mice, the level of thiobarbituric acid reactive substances in the mice fed black garlic was significantly lower, and the activities of superoxide dismutase, glutathione peroxidase and catalase were significantly higher. CHOI et al. [14] found that the content of polyphenols and flavonoids in black garlic increased significantly within 21 days. The antioxidant capacity of black garlic was found to be significantly improved by the DPPH free radical and ABTS cation radical scavenging capacity. Both in vitro and in vivo experiments have proved that black garlic has strong antioxidant capacity and anti-aging effect.

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].

Black garlic is effective in lowering blood sugar, has outstanding advantages, no side effects, and is also highly antioxidant. It can prevent complications of diabetes and is one of the first choices for hypoglycemic drugs. SI et al. [27] [traduction]used Lactobacillus bulgaricus to prepare black garlic and conducted a clinical trial for gestational diabetes. After 40 weeks, fasting blood glucose and blood glucose levels 1 and 2 h after an oral glucose tolerance test were measured. The results showed that Lactobacillus bulgaricus promoted the conversion of pyranose to furanose glucoside, reduced fasting blood glucose and 1 and 2 h hemoglobin levels, and effectively improved gestational diabetes.

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; Simmune function. An increase in vitamin C content can also enhance the body' S immunité.

Feng Yonghui et al. [33] ont administré à des souris des injections intraméritoneales de solution d’extrait d’ail noir pendant 5 jours consécutifs, et après avoir tué les souris le 6ème jour, ils ont isolé et mis en culture leurs spléocytes et leur activité tueuse naturelle, le niveau de sécrétion de NO dans le surnageant de culture de cellules de la rate, et les niveaux d’il-2, d’il-4, d’ifn -γ et de TNF-α ont été mesurés, etc., Vérifier que l’extrait d’ail noir peut augmenter significativement l’activité tueuse des cellules tueuses naturelles et améliorer la capacité à surveiller et à éliminer les cellules anormales dans le corps. En outre, l’extrait d’ail noir peut également augmenter la teneur en globules blancs, lymphocytes et Lactobacillus rhamnosus, améliorant ainsi le corps et#39; 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's black garlic processing technology is mainly introduced from Japan and South Korea, and improvements are made to the original processing technology. At present, the black garlic processing technology is mainly a non-fermentation process, which is divided into solid-state processing and liquid processing.

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 lanutrient content of black garlic is significant, but the total sugar content and DPPH free radical scavenging capacity of black garlic after pressure-holding pretreatment are reduced, and the effect is not good [38]. Garlic was pretreated using two methods: low-temperature freezing and high-temperature boiling. The nutritional quality characteristics of the different pretreatment processes were compared. The results showed that compared with high-temperature boiling pretreatment and the control group of black garlic, the ripening time of black garlic pretreated by low-temperature freezing can be shortened by 4 d. In addition, the content of reducing sugar, total phenol and amino nitrogen in black garlic obtained by low-temperature freezing is higher, which is better than that of black garlic pretreated by high-temperature boiling and untreated black garlic [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.

Cultivating black garlic under liquid culture conditions has a shorter processing time. Compared with garlic and black garlic cultivated in solid form, the total amino acid and individual amino acid content of black garlic cultivated in liquid form are increased, and the polyphenol content is also significantly increased. This shows that black garlic processed in liquid form has better antioxidant capacity, as also demonstrated by the DPPH radical scavenging rate test results. Luo Xue-cang et al. [41] found that the best process for liquid cultivation is a mass ratio of garlic paste to water of 2:1, a particle size of 4 mm, and a variable temperature of 70–80 °C. Under these conditions, the total phenol content of black garlic increases 5 times, and the superoxide dismutase activity increases 15 times. Black garlic is dark brown in color and has no garlic odor.

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.

In the first stage, Saccharomyces cerevisiae was inoculated into a medium containing black garlic extract to increase the concentration of bioactive substances. After filtration, the culture solution was heated to extract and remove the cells. The solution was then evaporated and freeze-dried for storage. In mouse experiments, it was found that black garlic fermented with Saccharomyces cerevisiae had stronger in vitro antioxidant properties than black garlic prepared using traditional methods. It also showed stronger liver protection, kidney protection, blood lipid lowering and weight loss effects in diabetic and obese mice. In addition, it was found that garlic fermented with Bacillus subtilis contains a high level of stable nitrite [42]. Acute feeding of different doses of concentrated fermented garlic can effectively reduce the systolic blood pressure of spontaneously hypertensive rats, and the effect is dose-dependent.

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] used conventional isolation and culture methods to study the law of change in the number of total bacteria and endophytic bacteria in black garlic during processing. There is no strictly meaningful fungi on the surface or inside the garlic, but there are a large number of aerobic and anaerobic bacteria. During the black garlic processing, the total bacterial and endophytic flora of the garlic first increased rapidly, then dropped sharply, and finally the number of microorganisms gradually tended to zero. When the temperature reached above 60 °C, the bacteria on the surface of the garlic basically lost their vitality, and only some endophytic bacteria survived. However, repeated temperature rises and falls gradually inhibited the activity of the endophytic bacteria until they lost their vitality. A melanin-producing bacterium was isolated at the 96th hour of black garlic processing and identified as Bacillus subtilis S8nyzx-1[47]. This bacterium can grow in garlic juice medium, grow vigorously, be heat-resistant, and produce melanin. It was inoculated into raw garlic cloves, and after 48 hours at 50 °C, the cloves turned black, while the uninoculated cloves were pale yellow, indicating that the bacterial solution had a certain effect on turning garlic from white to black.

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].

However, the traditional method of culturing endophytic bacteria has some limitations, and some bacteria have limited culturability and reproducibility. Therefore, Illumina MiSeq sequencing technology (16S rRNA V3-V4 hypervariable region of bacteria) was used to increase the understanding of the endophytic bacteria in garlic and black garlic [49]. The results showed that the microbial community in black garlicA été divisé en 1.125 genres différents dans 45 phyla, 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.

Metabolic pathway prediction based on KEGG for 16S rRNA tagged gene sequences indicated that amino acid metabolism, carbohydrate metabolism and membrane transport play important roles during black garlic fermentation. Nutrients and bioactive substances in the garlic system are involved in the metabolic pathways of microbial communities at different stages, and interact directly or indirectly with substances produced by microorganisms. These effects are greatly influenced by processing conditions and ultimately determine the characteristics of the black garlic product. The newly formed functional compounds (such as oligosaccharides) play different roles in the growth of beneficial and harmful microorganisms. In short, there is extensive interaction between the key compounds in the garlic system and the coexisting microorganisms, and more research is needed, as these interactions further complicate the compositional changes in garlic during the conversion to black garlic.

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.

Therefore, using endophytic bacteria to accelerate the processing of black garlic, improve its flavor and functional substances, and extend its storage period will become a research hotspot in the future. Correlative analysis also showed that the diversity of the microbial community and some genera (such as Thermus and Bacillus) were significantly and positively correlated with the reducing sugar, total phenol and total acid content of black garlic. However, the role of microorganisms in the formation of black garlic quality still needs to be studied. In the future, the role of chemical reactions and microbial communities in the formation of black garlic quality during the black garlic cultivation process will be one of the research priorities through metabolomics and modern instrumental analysis and detection techniques.

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.

At present, the main processing method of black garlic is natural cultivation under high temperature and high humidity conditions, mainly in solid form. Some researchers have realized that biotransformation not only does not have the side effects of synthetic products, but also increases the biological activity and physiological effects of the product. Using microbial fermentation technology makes the nutritional content of black garlic higher, improves the physiological functions of black garlic, and provides new ideas for the development of black garlic industrialization.

However, the following problems need to be further solved: (1) The selection of strains, the addition method and the addition process during fermentation are still immature, and the impact of different strains on the nutrients and physiological functions of black garlic and their mechanisms are still unclear; (2) The processing cycle of traditional black garlic is long, generally requiring 2 to 3 months or even longer under high temperature and high humidity conditions. How can the processing time of black garlic be shortened, production efficiency be improved, and energy conservation and emission reduction be achieved during the bioconversion process? (3) Researchers have used a combination of traditional culture and Illumina MiSeq sequencing technology to isolate and identify the endophytic bacteria in black garlic, and understand the changing trends of endophytic bacteria during the cultivation of black garlic. However, the impact of the presence of black garlic endophytic bacteria on the nutrients, flavor substances and biological activity of black garlic needs to be further explored; (4) As an emerging deep-processed garlic product, issues such as the formulation of production specifications, quality standards and safety indicators for black garlic deep processing also need to be urgently resolved.

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