Cómo procesar ajo negro?

Garlic is rich in nutrients, but its pungent flavor can cause gastrointestinal discomfort, which severely restricts the ajoconsumer market [1]. Therefore, research on different forms dedeep processing technology for garlic is needed to minimize the garlic odor yimprove its market competitiveness. Black garlic is an aged garlic product obtained by subjecting fresh garlic to a Maillard reaction at high temperatures (60–90 °C) and high humidity (70%–90%) [2]. It is currently one of the fastest growing and most researched health-promoting deep-processed garlic foods. During the reaction, the pungent odor, nutritional composition, and sensory propiedadesof fresh garlic all change, and new functional substances are produced [1]. This paper provides an overview of the current research progress in the processing technology, key regulatory factors, and nutritional composition of negrogarlic, with the aim of providing theoretical support for the industrial development of black garlic.

1 Processing technology of black garlic

El ajo negro se produce por una serie de procesos como enzimóli, maduración y secado. La tecnología de procesamiento incluye principalmente dos tipos: fermentación (fermentación en estado sólido y fermentación líquida) y no fermentación a alta temperatura y presión. Durante el procesamiento del ajo negro ferment, las reacciones enzimáticas y no enzim(la reacción de Maillard) se producen en las células, lo que resulta en un aspecto y sabor únicos [3]. En un ambiente de alta temperatura y humedad, la actividad enzimen el ajo se activa, descomponiendo carbohidratos en fructosa y proteínas en aminoácidos. Mientras tanto, la alicina se convierte en sustancias como los aminoácidos s-alil-glutatión, que reducen el olor acre y el sabor picante del ajo [3]. La reacción de Maillard es una reacción importante en el procesamiento del ajo negro. A través de una serie de reacciones complejas entre los carbohidratos y los aminoácidos y las proteínas, se produce una sustancia macromolecular marrón-negra llamada feomelanina, que le da al ajo negro su color y sabor únicos [4-5].

1.1 método de fermentación

Solid-state fermentation is currently the most widely used processing technique for preparing black garlic. The main process flow of solid-state fermentation is as follows: select high-quality garlic → peel and remove the first 1–2 layers of the stem → wash → ferment at high temperature and humidity → package → quality inspection → finished product. This process ensures the integrity of the garlic and inhibits the loss of nutrients in the garlic, resulting in high-quality black garlic.

La fermentación líquida es un método en el que el ajo machacado se añade a una proporción adecuada de agua como sustry se fermenta en un recipiente hermético. El flujo de proceso de la fermentación líquida es el siguiente: seleccionar ajo → cáscara y lavado → aplast→ sello de vacío y fermento → seco → paquete → inspección de calidad → producto terminado. En el proceso de fermentación líquida, la adición de agua, sellado y cambio de temperatura durante la fermentación acortan el tiempo de procesamiento y mejoran la eficiencia de la producción. Al mismo tiempo, aumenta el contenido de nutrientes del ajo negro, mejorando su valor nutricional y sabor.

1.2 método de no fermentación

El método de no fermentación es un proceso de producción emergente para el ajo negro. El flujo de procesamiento es el siguiente: seleccionar ajo de alta calidad → lavar → vapor bajo alta temperatura y presión → secar → ajo negro. El método de procesamiento del ajo negro no fermentes sencillo de operar, corto en tiempo de procesamiento, alto en eficiencia de producción y bajo en consumo de energía de producción. Al mismo tiempo, el método de procesamiento del ajo negro sin fermentación mejora el valor nutricional del ajo negro terminado.

2 factores que afectan la calidad del ajo negro

2.1 calidad de la materia prima del ajo

The nutritional composition of garlic is affected by factors such as species, geographical location, and growing environment. Studies have found that the nutritional content of soluble sugars, Proteínas solubles, allicin, and selenium in 58 types of garlic from different origins in China varies significantly [6]. The nutritional quality of garlic directly determines the quality of black garlic [7]. In addition, studies have found that the quality of black garlic is also directly affected by the number of cloves in a single garlic bulb, and is closely related to its antioxidantecapacity.

2.2 pretratamiento

El proceso de pretratamiento para preparar el ajo en ajo negro afecta significativamente la calidad y el valor nutricional del ajo negro. En la actualidad, los principales procesos de pretratamiento para el ajo son la congelación a baja temperatura, presión ultra alta y métodos de microondas.

2.3temperatura

La temperatura es uno de los factores importantes que afectan la calidad del ajo negro. Las altas temperaturas pueden acelerar el pardeado y acortar el período de fermentación, y también aumentar el contenido total de ácidos y fenólicos. Sin embargo, temperaturas excesivamente altas pueden conducir a una mala calidad sensorial del producto terminado. Por lo tanto, 70 ℃ se considera la temperatura de procesamiento más adecuada. El ajo negro procesado a esta temperatura tiene un color uniforme, una textura delicada y un sabor agridulce [8].

2.4 humedad relativa

La humedad relativa es un parámetro clave en el procesamiento del ajo negro, afectando su calidad sensorial, composición nutricional y actividad biológica [7]. Cuanto mayor es la humedad, más lento es el pardeado, más húmedo y más dulce es el producto terminado y menor es el contenido de ácidos orgánicos. Sin embargo, el contenido de polifenoles y azúcares reducaumentará. La humedad está estrechamente relacionada con la hidrólisis de sustancias macromoleculares y reacciones no enzimde pardeamiento a altas temperaturas. La alta humedad puede conducir a la hidrólisis de los polisacáridos y polifenoles en el ajo a altas temperaturas, produciendo altas concentraciones de azúcares reducy pequeñas moléculas de fenoles [8]. Además, la velocidad de la reacción de Maillard está estrechamente relacionada con la humedad relativa. La alta humedad puede reducir la velocidad de la reacción de Maillard y aumentar el contenido de azúcares reducy aminoácidos libres en el ajo negro [9].

3  Nutrientes del ajo negro

Después de que el ajo se procespara formar ajo negro, su contenido de humedad disminuye significativamente y su composición química cambia. Por ejemplo, el contenido de compuestos como carbohidratos, proteínas y polifenoles aumenta, mientras que se producen nuevas sustancias como 5-hidroximetilfurfural y melanoidinas, mejorando así su valor nutricional y actividad fisiológica.

3.1 carbohidratos

El ajo es rico en carbohidratos, representando del 22% al 26% del peso fresco y el 77% del peso seco. Se compone principalmente de polisacáridos y una pequeña cantidad de oligosacáridos y monosacáridos [9]. Hay diferencias significativas en los carbohidratos en el ajo fresco y el ajo negro. Por ejemplo, los fructanos en el ajo poco a poco se descomponen en monosacáridos (glucosa y fructosa), disacáridos y oligosacáridos [10]. La dulzura del ajo negro proviene principalmente de la fructosa producida durante la reacción, mientras que el color negro se produce principalmente por la reacción de Maillard entre fructosa/glucosa y aminoácidos.

3.2 proteínas

El ajo contiene de 1,5% a 2,1% de proteína en peso fresco y de 14% a 19% en peso seco, siendo las lectinas las más abundantes. El ajo también es rico en aminoácidos esenciales, principalmente ácido glutámico (2,86 g·kg-1), argin(4,09 g·kg-1) (409 mg/100 g), ácido aspártico (0,90 g·kg-1) y tirosina (4,49 g·kg-1). Durante la preparación del ajo en ajo negro en un ambiente de alta temperatura y humedad, la proteína puede desnaturalizarse y algunos de los aminoácidos libres pueden participar en la reacción de Maillard. Lu Xiaoming [11] señaló que la cantidad total de 18 aminoácidos libres cambió durante el procesamiento (ajo: 19,43 g·kg-1; Ajo negro: 14,86 g·kg-1), entre los cuales se incrementa el contenido de algunos aminoácidos libres (incluyendo leucina, isoleucina, fenilalanina, ácido aspártico, alanina, cisteína y valina), mientras que se reduce el contenido de otros aminoácidos (lisina, triptófano, metionina, tirosina, prolina, argin, treonina, histidina, glicina, serina y ácido glutámico).

3.3 lípidos

Los lípidos en el ajo fresco y el ajo negro juegan un importante papel regulador en sus propiedades sensoriy también sirven como una fuente de nutrientes y energía. Según las estadísticas, el contenido de lípidos del ajo fresco varía de 0,31% a 0,53% en peso fresco y 0,6% en peso seco. Durante el procesamiento del ajo negro, los lípidos se oxidan y participan en una serie de reacciones químicas, lo que resulta en cambios en el contenido de lípidos. Sin embargo, los informes sobre la tendencia de los cambios de lípidos durante el procesamiento del ajo negro son inconsistentes y controver. Por ejemplo, CHOI et al. [12] encontraron que el contenido de lípidos cruaumentó de 0,18% a 0,58% durante el procesamiento de ajo fresco en ajo negro.

Sin embargo, Lu Xiaoming [11] encontró que el contenido de grasa cruda disminuyó significativamente durante el procesamiento de ajo negro (ajo: 0,33%; Ajo negro: 0,16%). Las diferencias anteriores pueden estar relacionadas con la variedad de ajo, la tecnología de elaboración, los métodos de extracción y análisis, etc. Cuando el ajo negro es procesado a alta temperatura (50-90 °C) y alta humedad (60%-90%), los lípidos sufren reacciones de hidróliy oxid, produciendo una serie de compuestos tales como alcoholes, aldehídos, cetonas y lactonas. Estos productos y los ácidos grasos producidos inicialmente participan en una serie de reacciones químicas complejas, incluyendo la hidrólisis, la oxidy la reacción de Maillard, en sinergia.

3,4 compuestos polifenólicos

According to statistics, the dry weight of phenolic compounds in fresh garlic is 3 to 11 g·kg-1, with an average content of 6.5 g·kg-1 [9]. In addition, the total concentration of phenolic acids is 2 to 20 mg·kg-1, with an average content of 7.6 mg·kg-1. Among these, caffeic acid has the highest content, followed by ferulic acid, vanillic acid and p-hydroxybenzoic acid [8]. Compared with fresh garlic, the polyphenol content in black garlic increases by 7 to 11 times, and the total flavonoid and total phenolic acid content is also significantly higher [13-14].

Ácidos orgánicos

El ajo contiene una gran cantidad de ácidos orgánicos, que son beneficiosos para la salud del sistema digestivo humano, promover la absorción de nutrientes y mejorar la inmunidad. El ácido cítrico es el más abundante, seguido del ácido málico, ácido lác, ácido fórmico y ácido fumári[14]. Zhang et al. [8] mostraron que después de que el ajo fresco fue procesado para producir ajo negro, el contenido total de ácido aumentó significativamente (de 3,6 g·kg-1 a 30,96 g·kg-1); LIANG et al. [15] usaron espectroscopia de resonancia magnética nuclear para analizar las diferencias en los tipos de ácidos orgánicos en el ajo fresco y el ajo negro, y encontraron que el ácido fumáridesapareció en el ajo negro, pero nuevos ácidos orgánicos (ácido fórmico, ácido acético, ácido succínico, etc.) se formaron durante la fermentación. El aumento en el contenido de ácido orgánico durante la preparación del ajo negro le da un sabor agridulce y también promueve la hidrólisis de proteínas y polisacáridos. Además, el aumento de la acidez del ajo negro está asociado con la reacción de Maillard, la degradación de los grupos alcalinos en el ajo fresco, y la producción de ácidos carboxílicos de cadena corta.

3,6 melanoidinas

Las melanoidinas son polímeros que contienen nitrógeno de color marrón, que por lo general se forman durante las últimas etapas de la reacción de Maillard durante el procesamiento y conservación de los alimentos [16]. Las Melanoidins han atraído mucha atención debido a sus diversas actividades fisiológicas (por ejemplo, antioxidantes, antibacterianos, prebióticos y antihiperten). El ajo fresco no contiene melanoidins, pero durante la preparación del ajo negro, el contenido de melanoidins aumenta significativamente, y el color marrón del ajo negro también aumenta. Estos cambios están asociados con la reacción de Maillard. La producción de melanoidinda ajo negro da una mayor actividad fisiológica y un color más oscuro.

3,7 hidroximetilfurfural

Hidroximetilfurfural puede ser formado durante la reacción de Maillard por deshidratcatalentre azúcares reduc(por ejemplo, glucosa o fructosa) y aminoácidos, o puede ser producido directamente por la descomposición de hexosis en un ambiente ácido [9]. Hidroximetilfurfural no sólo es un intermediario clave en la reacción de Maillard, sino que también afecta la actividad biológica y las características sensoridel ajo negro. Además, el hidroximetilfurfural está relacionado con la tasa de pardeamiento del ajo negro y por lo tanto puede ser utilizado como un importante indicador de monitoreo para predecir la tasa de desarrollo del ajo negro. Por ejemplo, ZHANG et al. [8] procesaron ajo negro a 60 °C, 70 °C, 80 °Cy 90 °C y monitorearon el cambio en la concentración de hidroximetil furfural. Los resultados mostraron que la temperatura de procesamiento fue directamente proporcional al contenido de hidroximetil furfural. El ajo se doró rápidamente, pero esto resultó en una disminución de los atributos sensori. El ajo negro procesado a 70 °C tenía la mejor calidad del producto.

3.8 compuestos que contienen azufre

Sulfur-containing compounds are the main components of garlic, including allicin, deoxynojirimycin and γ-glutamyl-S-allyl-L-cysteine, que le dan al ajo su sabor picante único y la actividad biológica (antibacteri, bajar la presión arterial, hipolipemiantes, anticanceroso, y antitumor) [17]. El ajo negro tiene un menor contenido de dialil disulfury dialil trisulfur, lo que reduce el olor acre del ajo. Además, el ajo negro tiene un mayor contenido de 2-etiltetrahidrotiofeno, lo que le da al ajo negro una ligera frag[18].

4 conclusión

Black garlic is a new type of health food made from garlic that is processed in a high-temperature, high-humidity environment. It is simple to process, nutrient-rich, and has significant health benefits. However, the mechanism of component changes during black garlic processing, basic research on effective monomer components, and the mechanism of action of active ingredients in black garlic are still unclear. At present, the black garlic production standards are not unified, the technology is immature, the production cycle is long, and the scale is small, which severely restricts the development of the black garlic industry. Therefore, the black garlic processing technology should be improved, the black garlic industry chain should be expanded, and market demand and economic value should be increased.

Referencia:

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