¿Qué es el proceso de fermentación del ajo negro?

El ajo es una especie de bulbo perteneciente a la familia Alliaceae. China tiene una larga historia de cultivo de ajo, con una gran superficie cultivada y alto rendimiento. El ajo se ha convertido en un recurso alimenticio funcional con características chinas. El ajo ha atraído la atención generalizada de los consumidores debido a su rico contenido nutricional, bajo precio, excelentes beneficios para la salud y la enorme demanda del mercado. En la actualidad, el consumo interno se basa principalmente en ajo crudo y productos de elaboración primaria, pero la tecnología de elaboración primaria dificulta el aumento del valor añadido del ajo, lo que también afecta al desarrollo de la industria nacional del ajo. En particular, el olor al ajo (olor irritante y sabor acre) inherente al propio ajo fresco, así como el consumo excesivo, puede causar un cierto grado de daño a las células de la mucosa gastrointestinal humana, convirtiéndolo en un cuello de botella en el desarrollo de la industria del ajo [2-3].

Sin embargo, en países extranjeros, productos de ajo de alta calidad y alto valor se han desarrollado rápidamente y son bien recibidos por los consumidores. Por ejemplo, los investigadores japoneses han desarrollado una serie de productos de ajo negro.Black garlic, also known as fermented black garlic, is made by fermenting fresh garlic. It not only retains the original composition and function of garlic, but is also soft and pliable. After eating it, it is soft and sweet, without the pungent taste and irritating odor of garlic.

En términos de propiedades antioxidantes y actividad fisiológica, comparado con el ajo fresco, el contenido de polifenoles es más de 5 veces mayor [4], y su actividad de superóxido dismutasa (SOD) es más de 10 veces mayor [5]. La tecnología doméstica de procesamiento de ajo negro se introdujo principalmente desde Japón y Corea del sur, por lo que no hay derecho de patente para utilizar la tecnología. Al mismo tiempo, debido a las diferencias en las variedades domésticas de ajo y métodos de procesamiento, los beneficios económicos de la industria del ajo negro no son altos. Este trabajo caracterizará la tecnología de procesamiento del ajo negro y su aplicación en detalle, con el objetivo de abrir nuevas áreas para el desarrollo y la utilización de los recursos nacionales del ajo.

1 tecnología de procesamiento de ajo negro

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

1.1 proceso de fermentación en estado sólido

La fermentación en estado sólido del ajo negro se refiere a un método de fermentación en el cual el ajo mismo actúa como un sustrsólido sin agua o esencialmente sin agua libre [7]. Actualmente, la producción nacional de ajo negro utiliza principalmente el proceso de fermentación en estado sólido.

El flujo principal del proceso de fermentación en estado sólido es:

Ajo selección de materia prima → inspección → almacenamiento en frío → pretratamiento → clasificación y selección → bandeja carga → alta temperatura y alta humedad fermentación → esterilicon ajo negro → empaquetcon ajo negro → inspección de calidad del producto → producto terminado [8].

Entre estos, los pasos más críticos son el pretratamiento de las materias primas y la fermentación a alta temperatura y humedad.

En la actualidad, hay varios métodos de pretratamiento para el ajo en elProducción nacional de ajo negro. Qiao Xuguang et al. [9] usaron métodos de pretratamiento como congelación a baja temperatura, tratamiento ultrasónico y tratamiento de inhibición respircon ajo. Este pretratamiento promovió efectivamente el contenido de reducción de azúcar, nitrógeno amino, HMF y fenol total en el ajo negro, al tiempo que redujo en gran medida el tiempo de procesamiento, el consumo de energía y el costo del ajo negro. Por otra parte, no hubo diferencia en el sabor, color, sabor, no hay diferencia, componentes funcionales ligeramente mejorados. Liu Wenhong et al. [10] el tratamiento con microondas del ajo aceleró la lisis de las células de ajo y su propia fermentación, mejorando así la eficiencia de producción del ajo negro. Song Guojun [11] con el fin de maximizar la preservación y aumentar la actividad fisiológica del ajo, el ajo se empapó en una variedad de líquido bacterimezclado tratamiento, también logró buenos resultados.

En el proceso de fermentación en estado sólido, el paso más importante es la fermentación a altas temperaturas y alta humedad. Las condiciones de fermentación de alta temperatura y humedad son la premisa para que la reacción de Maillard ocurra en el ajo en sí, y también son los principales factores que afectan el contenido de ingredientes efectivos en el ajo negro. Yang Xia [12] propuso un método de fermentación de temperatura y humedad constante, haciendo hincapié en que después de que el ajo se limpia, se coloca en una caja en el taller de fermentación, se calienta a 50-80 °C, humidificado a 50%-80%, y se fermenta durante un mes para hacer el ajo negro.

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

1.2 proceso de fermentación líquida

En comparación con la fermentación en estado sólido, la fermentación líquida utiliza principalmente pasta de ajo o gránulos de ajo que se han descompuesto hasta cierto punto como materias primas, mezclcon una cierta proporción de agua como sustrde de fermentación para la autofermentación. El flujo del proceso de fermentación líquida es el siguiente:

Seleccionar ajo fresco → dientes de ajo pelados → lavar con agua limpia → aplastar dientes de ajo → sello al vacío en bolsas → fermentar en una caja de fermentación → retirar bolsas, seco → envase → producto terminado [14].

La mayoría de los procesos de producción existentes para el ajo negro fermenta dientes de ajo enteros, y hay pocos informes sobre el proceso de fermentación líquida.

En el proceso de fermentación líquida del ajo negro, las bolsas de alimentos de alta resistencia a la temperatura se utilizan principalmente como contenedores sellados para pasta de ajo o gránulos de ajo. Las bolsas de alimentos sellsellde alta resistencia a la temperatura evitan la liberación de malos olores, como sulfur, durante el proceso de fermentación del ajo negro, lo que mejora considerablemente el entorno de trabajo. Además, el proceso de fermentación líquida acorta el tiempo de fermentación y aumenta el contenido de sustancias activas en el ajo negro mediante la adición de agua, sellado y fermentación a una temperatura variable.

También es fácil de operar, ocupa poco espacio y es conveniente para la producción industrial continua. La relación líquido-material y el proceso de triturdel diente de ajo también son factores importantes que afectan la fermentación líquida del ajo negro. El tamaño de los dientes de ajo y la relación líquido-material afectan directamente a la acumulación de sustancias efectivas en el ajo negro. Luo Cangxue et al. [15] estudiaron el tamaño de partícula del ajo aplastado y la relación líquido a ajo y encontraron que cuando el tamaño de partícula del ajo aplastado era de 4 mm y la relación líquido a ajo era de 1:2, el contenido total de fenol en el ajo negro aumentó 5 veces, la actividad de SOD aumentó 15 veces y los azúcares solubles disminuyeron en aproximadamente 30%.

El secado es un paso único en el proceso de fermentación líquida del ajo negro. Después de que el ajo ha pasado por el proceso de fermentación líquida, el ajo negro en el recipiente de fermentación se mezcla con una gran cantidad de agua y lixiviados, y el proceso de deshidratpor lo general se puede llevar a cabo utilizando secado directo con aire caliente o tecnología de secado con bomba de calor.

2 Applications of black garlic

Con el desarrollo de la ciencia y la tecnología, el ajo negro se ha desarrollado a partir de una sola industria alimentaria a varias industrias tales como cosméticos, productos de salud y medicina debido a su muy alto valor nutricional y medicinal. Los principales productos son ajo negro, cápsulas de ajo negro, salsa de ajo negro, arroz de ajo negro, puré de ajo negro, tabletas de ajo negro, etc. La aplicación del ajo negro se refleja principalmente en su valor nutricional y medicinal.

2.1 valor nutricional para el consumo

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

El valor nutricional del ajo negro es ampliamente utilizado. Las cabezas de ajo negro y las rodajas de ajo negro que se pueden comer directamente se han convertido en los productos dominantes en el mercado. El concentrado de ajo negro también se utiliza en refrescos, bebidas alcohólicas y condimentos (como salsas, aderezos para ensal, salsas de Chile, adobes, condimentos para olla caliente, etc.), suplementos nutricionales (como tabletas, cápsulas duras, cápsulas blandas, líquidos orales y otras formas farmacéuticas); El ajo negro también se utiliza en la producción de ajo negro en conserva, arroz con ajo negro, ajo negro en polvo seco y otros alimentos, enriqueciendo enormemente el mercado del ajo negro y promoviendo el desarrollo de la industria del ajo.

2.2 beneficios medicinales y de salud

El ajo negro es rico en nutrientes que pueden mejorar las funciones del cuerpo humano, y tiene varias funciones medicinales como eliminar la fatiga, mejorar la fuerza física, aliviar el estreñimiento, proteger el hígado, mejorar la actividad de la próstata, y promover el sueño [19]. Además, la investigación médica moderna ha demostrado que el ajo negro también tiene los beneficios para la salud de estimular el sistema inmunológico, la lucha contra la gripe, anti-oxid, anti-envejecimiento, la prevención y el tratamiento del cáncer, la promoción de la recuperación de los diabéticos, la reducción de la presión arterial, la disminución de los lípidos en la sangre, la prevención de los coágulos de sangre, y la reducción del colesterol.

(1) Mejora la función inmune. La investigación ha demostrado que elAceite volátil soluble en grasa en ajo negroPuede mejorar significativamente la función fagocíde los macrófagos y mejorar el sistema inmune [21]; La alicina tiene la función de activar las membranas celulares compuestas de glicolípidos, que pueden aumentar su perme, mejorar el metabolismo celular, mejorar la vitalidad, y el cuerpo#39;s sistema inmunológico se fortalece posteriormente. Además, cada 100 g de ajo negro es rico en 170 mg de lisina, 223 mg de serina y 7 mg de VC, todos los cuales tienen el efecto de fortalecer el cuerpo#39;s sistema inmune. También contiene 1,4 mg de zinc, que participa en la síntesis de hormonas y también puede mejorar el cuerpo#39;s inmunidad.

(2) función antiinfluenza: el ajo contiene alicina y aliina, que producen alicina cuando entran en contacto entre sí. Tiene un efecto antibacteriano y bactericida de amplio espectro, y tiene un efecto mortal en docenas de virus comunes y muchos microorganismos patógenos. Además, las sustancias volátiles y lixiviados (que contienen compuestos de sulfur) de ajo negro tienen un significativo efecto inhibitorio y asesino en una variedad de bacterias patógenas en tubos de ensayo. Actualmente es una de las plantas antibacterianas y fungicidas naturales más fuertes descubiertas [22].

(3) funciones anti-oxidy anti-envejecimiento. La investigación científica moderna cree que la causa del envejecimiento humano y las enfermedades relacionadas con el envejecimiento radica en el desequilibrio entre la producción de radicales libres altamente activos en el cuerpo humano y la acción de las enzimas antioxidantes endógenas para eliminar los radicales libres, lo que resulta en concentraciones excesivamente altas de radicales libres en el cuerpo. Los radicales libres excesivos pueden causar daño oxidativo a los lípidos de la membrana celular, ácidos nucle, y proteínas, resultando en la destrucción de las estructuras y funciones celulares relacionadas, lo que conduce a la aparición y el desarrollo de enfermedades relacionadas. El contenido de polifenoles en el ajo negro es más de cinco veces el del ajo, y su actividad de SOD es más de diez veces mayor que la del ajo. Los experimentos han demostrado que una cantidad adecuada de ajo negro puede reducir el contenido de malondialdehído y aumentar la actividad de las enzimas antioxidantes en ratones, especialmente el efecto sobre la glutatión peroxides más evidente, exhibifuertes antioxidantes y efectos anti-envejecimiento [23].

(4) Cancer prevention and treatment. Domestic and foreign scholars have conducted a series of chemical, clinical and pharmacological studies on garlic, which have proved that garlic has a significant inhibitory effect on various tumors such as colon cancer, liver cancer, stomach cancer, breast cancer and esophageal cancer [24]. However, the chemical substances in garlic are not stable, and a good clinical effect cannot be achieved. Xiao Xiaolan et al. [25] proved through experiments that black garlic can induce apoptosis of gastric cancer cells by activating Caspase. Wang Xuping et al. [26] proved that allicin in black garlic can effectively inhibit the growth of colon cancer HT29 cells, which leads to apoptosis of cancer cells. Tsubura et al. [27] found in experiments that the sulfides in allicin can effectively inhibit breast cancer, and that selenium and organic sulfur nucleoside analogues can protect against breast cancer.

(5) promover la recuperación de la forma física en pacientes diabéticos. Ajo negro puede afectar a la síntesis de glucógeno en el hígado, reducir los niveles de glucosa en sangre y aumentar los niveles de insulina en plasma. La alicina puede reducir los niveles de glucosa en sangre en personas normales. El ajo negro también contiene sulfóxido de s-metilcisteína y sulfóxido de s-alilcisteína. Estos sulfurpueden inhibir la enzima G-6-P NADPH, prevenir la destrucción de los islotes y tener un efecto hipoglicémico; El disulfurde de alien el ajo negro también tiene este efecto [28]; Los alcaloides contenidos en el ajo negro también tienen ingredientes que reducen el azúcar en la sangre, aumentan la función de la insulina, y lo más importante, no tienen efecto sobre los niveles normales de azúcar en la sangre.

(6) disminuir la presión arterial, disminuir los lípidos en la sangre, prevenir los coágulos de sangre y reducir el colesterol. Zhang Tingting et al. [29] usaron un método de agrupación aleatorizado para dividir a los ratones en cinco grupos y midieron los efectos de la alicina en los triglicséricos, el colesterol total, el colesterol de lipoproteínas de alta densidad y el colesterol de lipoproteínas de baja densidad, así como los efectos en la actividad de la lipasa hepática, la aciltransferasa sérica de colesterol de lecitina. El experimento demostró que la alicina tiene un efecto significativo de disminución de la presión arterial y de los lípidos. Ao et al. [30] encontraron que la complementación alimentaria con ajo negro en polvo tiene un efecto positivo en el metabolismo del colesterol. Las concentraciones altas de lipoproteínas de baja densidad (LDL) y colesterol total pueden inducir aterosclerosis y enfermedades cardiovasculares. En el experimento, la adición de polvo de ajo negro a la dieta inhisignificativamente la síntesis de colesterol en el cuerpo, ayudando así en gran medida el tratamiento de enfermedades cardiovasculares y cerebrovasculares.

3 conclusión

La fermentación del ajo en ajo negro mejora significativamente su valor nutricional. Como materia prima con alto valor nutricional y medicinal, el ajo negro se ha utilizado en muchos campos. Sin embargo, como producto emergente, el ajo negro tiene un ciclo de producción largo, la calidad del producto es difícil de controlar y muchos de sus efectos farmacológicos aún no están claros.

Con la mejora de las personas#39;s nivel de vida, consumidores ' La demanda por los beneficios nutricionales y de salud del ajo negro también está aumentando. En la actualidad, un solo producto de ajo negro ya no puede satisfacer a las personas#39;s necesidades. Surgirán productos compuestos de ajo negro con beneficios terapéuticos y de salud. El ajo negro en polvo seco y otros productos secos tendrán buenas perspectivas de desarrollo como un buen portador compuesto.

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