¿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. El ajo negro, también conocido como ajo negro fermentado, se hace fermentando ajo fresco. No sólo conserva la composición original y la función del ajo, sino que también es suave y flexible. Después de comerlo, es suave y dulce, sin el sabor picante y el olor irridel ajo.

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

elProceso de fermentación del ajo negroNo es un proceso de fermentación microbiana, sino más bien una reacción física y química de sustancias que se produce cuando el tejido se daña en condiciones de alta temperatura y alta humedad. La principal reacción negra del ajo negro es la reacción de Maillard, y la fuente de la negrura es principalmente el producto final de la reacción de Maillard, la proteína melanina. La fase posterior de la fermentación va acompañada de un cierto pardeamiento enzim[6]. Actualmente, el procesamiento del ajo negro se suele dividir en dos categorías: fermentación en estado sólido y fermentación líquida.

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.

Actualmente, existen varios métodos de pretratamiento para el ajo en la producción 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.

Aunque este método de fermentación es fácil de operar y controlar, consume mucha energía y no es muy eficiente. Además, Anton et al. [13] llevaron a cabo experimentos sobre los efectos de la temperatura constante y la temperatura variable en el contenido de ingredientes activos durante la maduración del ajo negro. Los experimentos mostraron que la fermentación a temperatura variable es beneficiosa para la acumulación de ingredientes activos en el ajo negro, y puede mejorar mejor la calidad sensorial de los productos de ajo negro, acortar el tiempo de procesamiento, y ahorrar energía. La producción doméstica de ajo negro utiliza principalmente fermentación a temperatura variable. Durante el uso de la fermentación a temperatura variable, el contenido de agua, el tamaño de los dientes de ajo y el valor de pH del ajo en cada lote son diferentes, por lo que es necesario tener técnicos experimentados para controlar cómo se determinan la temperatura y el tiempo en cada etapa del proceso de fermentación real.

1.2proceso 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 Aplicaciones del ajo negro

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

Estudios han demostrado que el ajo es muy nutritivo. Cada 100 g de ajo fresco contiene 63.8 g de agua, 7.2 g de azúcar, 5.2 g de proteína, 10.2 g de grasa, 10 mg de calcio, 12.5 mg de fósforo, 1.3 mg de hierro, VC 7 mg, VB1 0.29 mg, VB2 0.06 mg, niacina 0.8 mg, así como magnesio y otros oligoelementos, que son todos nutrientes esenciales para el cuerpo humano. El ajo negro y maduro contiene 53.6 g de agua, 1100 J de calorías, 41.4 g de azúcar, 10.4 g de proteína, 5.1 g de grasa, 13 mg de calcio, 2.1 mg de hierro, 36 mg de sodio, 52 mg de magnesio, 930 mg de potasio, 1.4 mg de zinc, VB6 10.726 mg, VB2 0.126 mg, niacina 10.048 mg, etc.[16-18]. Se puede ver que el ajo negro tiene un contenido de agua y grasa significativamente menor que el ajo, mientras que la proteína, el azúcar, las vitaminas, etc son más del doble que el ajo, y los oligoelementos también se han mejorado significativamente, lo que es de gran importancia para el mantenimiento de las actividades de la vida del cuerpo humano. El ajo negro no sólo es rico en nutrientes esenciales que son incluso beneficiosos para el cuerpo, y tiene un valor nutricional muy alto, sino que también tiene un sabor dulce y ácido, sin dejar sabor a ajo y no causar calor interno. Además, durante el proceso de producción de ajo negro, el ajo convierte una gran cantidad de su propia proteína en los 18 aminoácidos necesarios para el cuerpo humano, que luego son rápidamente absorbidos y utilizados por el cuerpo.

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 el aceite volátil soluble en grasa en el ajo negro puede mejorar significativamente la función fagocíde 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) prevención y tratamiento del cáncer. Académicos nacionales y extranjeros han llevado a cabo una serie de estudios químicos, clínicos y farmacológicos sobre el ajo, que han demostrado que el ajo tiene un efecto inhibidor significativo sobre varios tumores como el cáncer de colon, cáncer de hígado, cáncer de estómago, cáncer de mama y cáncer de esófago [24]. Sin embargo, las sustancias químicas en el ajo no son estables, y no se puede lograr un buen efecto clínico. Xiao Xiaolan et al. [25] demostraron mediante experimentos que el ajo negro puede inducir la apoptosis de las células cancerosas del estómago al activar la caspasa. Wang Xuping et al. [26] probaron que la alicina en el ajo negro puede inhibieficazmente el crecimiento de las células HT29 de cáncer de colon, lo cual conduce a la apoptosis de las células cancerosas. Tsubura et al. [27] encontraron en experimentos que los sulfuren la alicina pueden inhibiefectivamente el cáncer de mama y que los análogos de los nucleósidos de selenio y azufre orgánico pueden proteger contra el cáncer de mama.

(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.

Referencias:

[1] Yan Changkai, Zeng Fandian. Avance de la investigación sobre los principales componentes químicos y efectos farmacológicos del ajo [J]. Chinese Journal of New Drugs, 2004, 13(8): 688-691.

[2] Zhang Tingting, Liu Xiyun. Desarrollo y aplicación de productos de ajo [J]. Journal of Anhui Normal University (Natural Science Edition), 2001, 24(1): 54-56.

[3] Bian Maokai, Wang Cuiying. Análisis y perspectivas del mercado del ajo [J]. Transformación de productos agrícolas, 2011(5): 14-15.

[4] Lian Yi, Qiao Xuguang, Li Yan, et al. Investigación sobre las características de la ajo polifenol oxid[J]. Food Science, 2007, 28(11): 290-293.

[5] Wang Xuefeng, Shen Songdong, Jie Yuguan, et al. Aislamiento y purificación de la superóxido dismutasa de ajo y sus propiedades [J]. Anhui Agricultural Science, 2001, 29(3): 408-409.

[6] Cui Chang, Zhang Yongzhong, Li Wenbin, et al. Progreso de la investigación de la proteína melanina [J]. Food Science, 2007, 28(8): 517-520.

[7] Li Lang, Yang Xu, Xue Yongliang. Progreso de la investigación en tecnología moderna de fermentación de estado sólido, equipo y aplicación [J]. Journal of Henan University of Technology (Natural Science Edition), 2011, 32(1): 89-94.

[8] Bian Qianqian, Li Jilan, Lu Fei. China&#Situación de las exportaciones de ajo negro y análisis del mercado internacional [J]. China Fruit and Vegetable, 2012(3): 47-48.

[9] Qiao Xuguang, Li Ningyang, An Dong, et al. Un método para producir ajo negro: China, 103284091 A [P]. 2013-09-11.

[10] universidad médica China de Zhejiang. Un método para producir ajo negro usando una combinación de microondas y fermentación: China, 102578507 A [P]. 2012-07-18.

[11] ajo negro Henan Mushan Bioengineering Co., Ltd. Método para producir ajo negro fermentado: China, 102048129 A [P]. 2011-05-11.

[12] Yang Xia. Método de producción y procesamiento del ajo negro: China, 101731605 A [P]. 2010-06-16.

[13] Anton. Investigación sobre la tecnología de elaboración del ajo negro [D]. Tai'an: universidad agrícola de Shandong, 2011.

[14] universidad de ciencia y tecnología de Shaanxi. Un método para preparar el ajo negro por fermentación líquida: China, 102919747 A [P]. 2013-02-13.

[15] Luo Cangxue, Su Dongxia, Chen Shuyu. Optimización del proceso de fermentación para ajo negro líquido [J]. Transacciones de la sociedad China de ingeniería agrícola, 2013, 29(18): 292-297.

[16] Lei Fengchao, Hao Guo, Zhu Li, et al. Progreso de la investigación sobre el valor nutricional y los beneficios para la salud del ajo negro [J]. Ciencia y tecnología de la industria alimentaria, 2012(13): 429-432.

[17] Wang Weidong, Wang Ying, Wang Chao, et al. Efecto de la reacción de Maillard sobre la composición nutricional y las propiedades antioxidantes del ajo [J]. Ciencia y tecnología de los alimentos, 2013, 38(4): 42-48.

[18] Hang Dong. El milagroajo negro [J]. China Food, 2012(23): 64-65.

[19] Liu Dongmei, un Xueming. Una revisión de la actividad de los compuestos orgánicos de azufre en el ajo [J]. Journal of Changchun University of Traditional Chinese Medicine, 2005, 21(4): 54.

[20] Liu Xiaoxu, Yang Guiqing, Wang Yuanyuan, et al. Avance de la investigación sobre los efectos farmacológicos del ajo negro [J]. China Health Care and Nutrition (edición de mitad de año), 2013 (4): 97-98.

[21] Sankaranarayanan A, Narender T, Kumar S, et al. Allium sativum components: effect on free radical generation from ratneutrophils [J] (en inglés). Cell Mol Biol (Noisylegrand), 2007, 53(5): 63-67.

[22] Shi Wei, Zhang Yan, Bai Yang, et al. Estudio sobre el efecto antibacteriano y la estabilidad de alicina [J]. Tecnología de alimentos y fermentación, 2011, 47(3): 76-86.

[23] Zhu Bingqiao, Wu Haige, Liu Yuanyuan, et al. Investigación sobre la actividad antioxidante del ajo negro [J]. Food Research and Development, 2008, 29(10): 56-61.

[24] Lee E N, Choi Y W, Kim H K, et al. El extracto de cloroformdel ajo negro envejatenla la generación de ROS indupor TNF- - - la expresión de VCAM-1, la activación de NF- - B y la adhersividad para monocien células endotelide vena umbilical humana [J]. Phytother Res, 2011, 25(1): 92-100.

[25] Xiao X, Peng J, Su Q, et al. El trisulfurde de dialinduce apoptosis en las células C80B del cáncer gástrico humano a través de la vía de la caspas-3. Cancer, 2006, 25(10): 1247-1251.

[26] Wang X P, Zhao L, Wang R, et al. Investigación sobre el efecto y mecanismo de la alicina en la proliferación de células HT29 del cáncer de colon humano [J]. Progress in Modern General Surgery in China, 2007, 10(4): 306-309.

[27] Tsubura A, Iai Y C, Kuwata M, et al. Efectos anticancerosos del ajo y compuestos derivados del ajo para el control del cáncer de mama [J]. Agentes anticcáncer Med Chem, 2011, 11(3): 249-253.

[28] Osman M, Adnan A, Salmah Bakar N. Alashkham la falliciina tiene un efecto significativo sobre los anticuerpos autoinmuncontra las células de los islotes en ratas diabéticas tipo 1 [J]. Pol J Pathol. , 2012, 63(4): 248-254.

[29] Zhang T T, Tong X Q, Liu X Y. investigación sobre el mecanismo del efecto hipolipidemic de alicina [J]. Chinese Journal of Experimental TCM formulas, 2007, 13(2): 32-35.

[30] Ao X, Yoo J S, Zhou T X, et al. Efectos de la suplementación con ajo en polvo fermentado sobre el rendimiento de crecimiento, los perfiles sanguíneos y la calidad de la carne de pecho en pollos de engor[J]. Live-stock Science, 2011, 141(1): 85-89.