¿Cuál es el proceso de elaboración del ajo negro?

Garlic has a long history of cultivation in China. As a traditional agricultural product yseasoning, it is popular for its unique flavor ygood health benefits. After a period of fermentation, a series of physical and chemical reactions occur inside the cells of fresh garlic, and the garlic body changes from milky white to blackish purple. Therefore, fermented garlic is called black garlic, also known as black garlic. Black garlic has extremely high nutritional value, with a significantly lower moisture and fat content, but a significantly higher content of trace elements such as potassium, calcium, iron and zinc. In addition, the content of substances such as protein, sugar, vitamins and phenols has increased to more than three times the level before fermentation [1]. Fermented black garlic has attracted increasing attention due to its good taste, non-irritating spicy flavour, richer nutrients and higher physiological activity. The author summarizes the preparation process, nutritional composition and health benefits of black garlic, with the aim of providing a theoretical reference for the further processing of black garlic.

1 proceso de preparación del ajo negro

At present, there are two main types of black garlic preparation processes: fermentation and non-fermentation. Among them, the black garlic prepared by the fermentation method is currently the main black garlic production method in China. The preparation method of fermented black garlic is divided into two methods: solid-state fermentation and liquid fermentation. Fermented black garlic is not directly fermented by microorganisms, but rather fresh garlic is subjected to high temperatures and high humidity in an environment where its own tissues are destroyed, resulting in a series of enzymatic browning and non-enzymatic browning. These carbonyl reactions, combined with the effects of Maillard and other reactions, produce black polysaccharides (pseudomelanin) [2], which give black garlic its unique appearance.

1.1 ajo negro fermentde estado sólido

La fermentación en estado sólido es actualmente el método más común de fermentación. La fermentación en estado sólido del ajo negro se refiere a un proceso de fermentación en el que el ajo mismo se fermenta en ausencia o casi ausencia de agua libre. El proceso es el siguiente: seleccione ajo entero, fresco, rechoncho, retire 1-2 capas del tal, enjuague limpio, fermento en un ambiente de alta temperatura y humedad, el ajo se vuelve negro y su olor acre desaparece, ajo negro [3]. En el proceso de fermentación en estado sólido, el pretratamiento y las condiciones de fermentación a alta temperatura y alta humedad son los dos pasos clave.

Zhong Cheng et al. [4] usaron pretratamiento de presión ultra alta para preparar ajo negro. Los resultados mostraron que el pretratamiento a presión ultra alta tuvo un efecto significativo en el contenido de nutrientes del ajo negro fermentado. El contenido de azúcar total disminuyó después de un tratamiento de ultra alta presión; Cuando la presión de retención era de 15 minutos, el contenido total de fenol de ajo negro alcanzó 3. 20 mg/g; El contenido de flavonoides del ajo negro tratado con presión ultra alta es mayor que el del ajo blanco no fermentado, pero el contenido de flavonoides del ajo negro no tratado previamente con presión ultra alta es el más alto, con 5,23 mg/g.

Además, la capacidad antioxidante del ajo negro pretratado con presión ultra alta también se mejoró significativamente. Liu Wenhong et al. [5] ajo negro fermentusando pretratamiento con microondas y tratamiento a baja temperatura. Al acelerar la lisis de las células de ajo y promover la liberación de enzimas en las células, se formó ajo negro, acortando el proceso de fermentación y acelerando el ciclo de fermentación. Wang Haisu et al. [6] usaron - 18 ℃ pretratamiento de congelación a baja temperatura combinado con fermentación a temperatura variable para fermentar ajo negro. Los resultados mostraron que el período de fermentación del ajo negro fermentado mediante la combinación del pretratamiento de congelación se acortó del original 60-90 d a 15 d, y las cualidades sensoriy nutricionales fueron superiores a las del ajo negro fermentado tradicionalmente. Se mejoró significativamente el contenido de azúcares reduc, fenoles totales y aminoácidos libres [7].

El ambiente de fermentación de alta temperatura y alta humedad es un requisito previo para una serie de reacciones físicas y químicas en el propio ajo. Wang et al. [8] mostraron que en un ambiente de fermentación de alta temperatura y humedad, pueden ocurrir rupturas de enlaces inestables en los compuestos de sulfurde de alilo, lo que conduce a la formación de sulfurde de alquily radicales de propileno, eliminando así el olor acre del ajo fermenty mejorando el aroma. Kimura et al. [9] informaron que las altas temperaturas pueden acortar el período de fermentación del ajo negro. La fermentación a 70 °C puede incluso duplicar la tasa de fermentación en comparación con 60 °C. Los investigadores declararon además que el color del producto obtenido por la fermentación del ajo a 60 °C no es lo suficientemente oscuro como para formar ajo negro. Además, aunque una temperatura de 90 °C puede acelerar el proceso de fermentación, también puede dar al producto un sabor ácido y amargo, lo que tiene un impacto negativo en el sabor. Por lo tanto, la temperatura óptima de fermentación para el ajo es de 70-80 °C. En comparación con las condiciones de fermentación a temperatura y humedad constantes, en la actualidad, la producción doméstica de ajo negro utiliza principalmente el método de fermentación a temperatura variable. Liu Shuanglei et al. [10] inventaron un método de fermentación de temperatura variable, que reduce en gran medida el tiempo de fermentación, ahorra costos y reduce el consumo de energía. Sin embargo, debido a las diferencias en tamaño y contenido de humedad entre los cuerpos de ajo, este método de fermentación a temperatura variable requiere la operación de personal técnico especializado.

1.2 Liquid fermentation of black garlic

La fermentación líquida se refiere a un método de fermentación en el que el ajo se machaca antes de la fermentación para producir una pasta de ajo, se añade un poco de agua como sustrde de fermentación, y luego se sella la mezcla para la fermentación. El proceso principal incluye: selección de ajo entero, fresco y grueso; pelado; eliminación de 1 a 2 capas del tal; enjuague con agua limpia; aplastde los clavos; adición de agua; sellado al vacío en una bolsa; fermentación en la caja de fermentación; drenaje hasta que el 50% del agua quede; ajo negro terminado.

In the process of liquid fermentation of black garlicLa trituración de los dientes de ajo en una pasta tiene la misma tendencia de influencia en el contenido total de nitrógeno fenol y amino del ajo negro después de la fermentación. A medida que el tiempo de trituraumenta, el tamaño de partícula de la pasta de ajo disminuye, y el área de contacto aumenta, lo que permite una serie más completa de reacciones fisicoquímicas como Maillard a tener lugar, haciendo que el contenido total de fenol y nitrógeno amino para aumentar después de la fermentación. Cuando se alcanza un pico, el tiempo de aplastprolongado puede hacer que parte de la pasta de ajo se oxide, lo que a su vez hace que el contenido total de fenol y nitrógeno amino disminude de nuevo [11]. Durante el proceso de emboly sellado por vacío, la bolsa sellada puede prevenir eficazmente la difusión de sulfurde de olor acre, pero debe ser resistente al calor. Además, durante el proceso de fermentación en la caja de fermentación, el entorno de fermentación de temperatura variable no sólo puede acortar el ciclo de fermentación, sino también aumentar el contenido de sustancias activas relacionadas.

Chen Hao et al. [11] estudiaron los efectos de diferentes relaciones líquido-ajo, tiempos de majado, temperaturas de congelación y tiempos de fermentación en la calidad de fermentación del ajo negro. El proceso óptimo para el ajo negro fermentado líquido finalmente se determinó que era una relación líquido-ajo de 5:3, un tiempo de maceración de 15 min, una temperatura de congelación de -20 °C, el tiempo de fermentación de la primera etapa fue de 80 ℃ y 8 d, y la segunda etapa fue de 75 ℃ y 10 d. Este proceso tiene una buena estabilidad y una buena evaluación sensorial. En el proceso de fermentación de ajo de piel purpara hacer ajo negro, Luo Cangxue et al. [12] mostraron que el mismo método de fermentación a temperatura variable también se utilizó, la relación líquido-sólido era 2:1, y el proceso óptimo de fermentación líquida se logró cuando el tamaño de partícula se rompió a 4 mm. El producto era de un color marrón oscuro uniforme, sin un olor ácido, y el contenido total de fenol aumentó en 5 veces, y la actividad de la superóxido dismutasa (SOD) aumentó en 15 veces.

1.3 ajo negro no fermentado

A diferencia de los procesos para el ajo negro fermentde estado sólido y líquido, el ajo negro no fermenttiene las ventajas de menores costos de procesamiento, menor tiempo de procesamiento y una tecnología de procesamiento más simple. Además, la tecnología de procesamiento del ajo negro no fermentado aumenta considerablemente el contenido de ingredientes activos y la actividad antioxidante de los productos de ajo negro. Los principales pasos de procesamiento son los siguientes: seleccionar ajo entero, fresco, rechoncho → lavar limpio → vapor bajo alta temperatura y presión → quitar y secar → ajo negro.

Zhao Yan et al. [13] mostraron que el vapor a una alta temperatura de 130 °C durante 1 h y el secado a 80 °C durante 3 h produjo un producto de ajo negro no fermentcon un color, sequedad, textura y olor significativamente mejorados en comparación con el ajo negro fermentado. Además, el ajo negro no fermentado aumentó significativamente el contenido de aminoácidos. Al mismo tiempo, el contenido total de fenol aumentó significativamente. En términos de su capacidad para eliminar radicales libres, el ajo negro no fermenttiene una tasa de eliminación de radicales libres de DPPH del 92,80%, que es tres veces la del ajo ordinario y mucho más alta que la tasa de eliminación de radicales libres de DPPH del ajo negro ferment, que es del 52,30%.

2 composición nutricional de ajo negro

El ajo negro es rico en nutrientes, incluyendo principalmente azúcares, proteínas, grasas, fibra cruda, vitaminas B, aminoácidos, oligoelementos, etc. Wang Yu et al. [14] encontraron que la composición nutricional del ajo negro varía dependiendo del proceso de producción y la variedad de la materia prima, pero el valor nutricional general del ajo negro es significativamente mayor que el del ajo fresco [13,15-20].

Wu Qingmei et al. [21] estudiaron dos productos de ajo negro hechos con diferentes tiempos de fermentación y compararon los cambios en la composición de los productos de ajo negro fermentados para 90 y 30 días, respectivamente. Los resultados mostraron que el contenido de humedad del ajo negro disminuyó significativamente, lo que se debió principalmente a la reacción de Maillard, que causó la evaporde la humedad y al mismo tiempo formó el sabor suave y pegajoso y la textura del ajo negro.

Como nutrientes, azúcares y proteínas, por un lado, proporcionan al cuerpo energía como sustancias energéticas indispensables, y por otro lado, los aminoácidos en las proteínas pueden complementar los aminoácidos necesarios para el cuerpo. Se notificó [22] que el contenido de azúcar soluble y proteína cruda del ajo negro aumenta ligeramente. La reacción de Maillard consume continuamente proteínas con estructuras amino y sacáridos carboxilados, mientras que la reducción de la humedad yla hidrólide de sustancias macromoleculares como el almidón aumentan en gran medida la proporción de proteínas húmedas, aminoácidos y azúcares solubles, en última instancia, haciendo que el contenido sea más alto que el del ajo fresco.

Las sustancias fenólicas son uno de los componentes funcionales importantes en el ajo negro, y el contenido fenótotal refleja en gran medida el papel funcional del ajo negro [23]. Comparado con el ajo fresco, el contenido de polifenoles del ajo negro ha aumentado exponencialmente. Esto se debe a que durante el proceso de fermentación de calor, las sustancias macromoleculares en el ajo fresco se descomponen continuamente en pequeñas sustancias moleculares, lo que libera más grupos hidroxilo fenóy por lo tanto aumenta el contenido de polifenoles. Además, el contenido de polifenoles del ajo negro varía significativamente en los productos de ajo negro fermentados por diferentes períodos de tiempo, principalmente porque a medida que el tiempo de fermentación aumenta, las sustancias macromoleculares se hidrolizan por completo, lo que aumenta aún más el contenido de polifenoles.

The amino acid content of black garlic differs significantly from that of fresh garlic. Glutamic acid and aspartic acid are the two amino acids most abundant in black garlic, while arginine, glutamic acid and proline are most abundant in fresh garlic [6, 18]. Lysine and arginine are both basic amino acids that contribute to the Maillard reaction, so their content has decreased significantly. In addition, some minor amino acids such as glycine and leucine in black garlic are slightly increased compared to fresh garlic. Wu Qingmei et al. [21] found that after 90 days of fermentation, the amino acid content of black garlic was similar to that of black garlic fermented for 30 days, with the exception of threonine, arginine, and proline. Phenylalanine, leucine, and valine were found to be higher in black garlic fermented for 30 days.

Luo Haiqing et al. [24] midieron los cambios en los componentes básicos del ajo negro fermenty encontraron que el contenido de grasa en el ajo negro se reduce, y la proteína se descompone en polipéptidos, lo que enriquece su valor nutricional. Además, los compuestos volátiles que contienen azufre se reducen en gran medida, y la alicina irrique los compuestos que contienen azufre se convierten en compuestos estables que contienen azufre, lo que no sólo hace que el olor original del ajo picante del ajo desapare, sino que también da al ajo negro una ligera fragancia y un sabor suave y dulce.

Wang Xibo et al. [25] encontraron que el contenido total de fenol, el contenido de humedad, la acidez total y el contenido de azúcar reducdel ajo negro no fermentpreparado en las condiciones de 127 ℃, 70 min de tiempo de cocción al vapor y 95 ℃ de asado por 6,5 h alcanzó 1,12 g, 27,41%, 7,87 g y 3,61 g por 100 g de ajo negro, respectivamente. No es difícil ver que el ajo negro no fermentado preparado por el proceso no fermentado 12 g, el contenido de humedad 27,41%, la reducción del contenido de azúcar 7,87 g, y el contenido total de ácido 3,61 g. No es difícil ver que el contenido total de fenoles del ajo negro no fermentado es significativamente más alto que el del ajo fresco, mientras que el contenido reductor de azúcar y humedad es significativamente más bajo, y el contenido total de ácido muestra un ligero aumento. Comparando los estudios sobre la composición del ajo negro fermentpor Wu et al. [21] y Anton et al. [26], se encuentra que el contenido total de fenol del ajo negro no fermentado es más alto, y el contenido de azúcar reductambién muestra un aumento significativo, pero el contenido de humedad es aproximadamente 50% más bajo que el del ajo negro fermentado.

3 beneficios para la salud del ajo negro

El ajo es cálido en la naturaleza y picante en el sabor. Nutre el bazo y el estómago, calienta el Jiao medio para aliviar el estancamiento, desintoxy mata parásitos. Es elogiado como un "antibiótico natural" y es una planta medicinal y comestide doble propósito con excelentes beneficios para la salud. Comparado con el ajo, el ajo negro tiene más ingredientes activos y mejores efectos antioxidantes, anticancerosos, antibacterianos, antiinflamatorios y protectores del hígado. Actualmente, las funciones fisiológicas del ajo negro incluyen principalmente los siguientes aspectos.

3.1 antioxidante y anti-envejecimiento

El ajo negro tiene fuertes capacidades antioxidantes y anti-envejecimiento. El aumento en el contenido de polifenoles en el ajo negro juega un papel importante en sus propiedades antioxidantes. Los polifenoles vegetales, también conocidos como taninos, son un término general para los compuestos polihidroxifenó. Tienen la capacidad de eliminar los radicales libres, regular la inmunidad, inhibir el crecimiento de las células tumorales, e inhibir la actividad de diferentes enzimas [27]. Wang Yurong et al. [28] utilizaron el método colorcolorde Folin-Ciocalteu para determinar el contenido de polifenoles en el ajo negro. Los resultados mostraron que el contenido de polifenoles del ajo negro fermentado aumentó significativamente de 1,66 mg/g en el ajo fresco a 6,81 mg/g. Por lo tanto, el ajo negro tiene una mayor capacidad de eliminación de radicales libres que el ajo fresco. Además, el ajo negro es rico en 5-hidroximetil furfural (5-HMF), que tiene ciertos efectos antioxidantes. Song Yurong et al. [29] estudiaron la capacidad del 5-HMF para eliminar radicales libres in vitro e in vivo, así como su efecto sobre la capacidad antioxidante de ratones alimentados con una dieta alta en grasas para inducir estrés oxidativo. Los resultados mostraron que el 5-HMF tiene un efecto potenciador sobre la capacidad de la sacarosa oligosacárida para eliminar los radicales libres y tiene un cierto efecto potenciador sobre la capacidad antioxidante del hígado de ratón. Ichikawa et al. [30] encontraron que los alcaloides de − -carbolina tienen una fuerte capacidad de eliminación de peróxido de hidrógeno, mientras que el ajo tiene un aumento significativo en el contenido de 1-metil-1,2,3,4-4H - - - derivados de carbolina (TH − Cs) aumentó significativamente. Zhu Bingqiao et al. [31] encontraron que la actividad de las enzimas antioxidantes en el tejido de ajo negro también se mejoró. Lee et al. [32] confirmaron que el ajo negro tiene funciones anti-envejecimiento, y las actividades de SOD, glutatión peroxid(GSH-Px), y catalasa (CAT) se mejoran.

3.2 anti-cáncer y anti-tumor

En el campo de la medicina, el cáncer se refiere a los tumores malignos que se origina partir del tejido epiteliy es el tipo más común de tumor maligno. El término "cáncer" generalmente se refiere a todos los tumores malignos. El cáncer se caracteriza por la proliferación y diseminación ilimitada de las células cancerosas, que eventualmente invavarias partes del cuerpo, causando una serie de complicaciones.

Black garlic contains germanium and selenium, which can inhibit the growth of cancer. Chen Chunying et al. [33] studied the anticancer effects of sodium selenite and carbyne germanium sesquioxide using a mouse model of transplanted Ehrlich ascites carcinoma. The study showed that selenium and germanium both have significant anticancer effects, and there is a synergistic effect between the two. Wang Yishan et al. [34–36] studied the effect of Extracto de ajo negro combined with radiotherapy on the growth of H22 mouse transplant tumors and found that black garlic extract inhibited tumor growth by up to 66.93%, and could induce apoptosis of H22 cancer cells, with an apoptosis rate of about 55%. In addition, they found that black garlic extract has a significant inhibitory effect on the growth of the Lewis lung cancer cell line, and that black garlic extract combined with γ-ray irradiation has an inhibitory effect on the growth of Ht-29 colon cancer mouse tumors, delaying tumor growth.

3.3 laxantes

Los laxson una manera de tratar el estreñimiento causado por la vejez, la deficiencia de sangre después del parto, la enfermedad del calor y la pérdida de sangre. Según Zhang Min et al. [37], quienes estudiaron la composición y el efecto laxante del extracto de ajo polisacárido, el extracto de ajo polisacárido tiene un efecto laxante en ratones con estreñimiento. Los polisacáridos del ajo pertenecen a los fructanos de la familia de la inulina y son activadores de las bifidobacterias en el intestino. Pueden ser utilizados por las bifidobacterias para promover la peristalsis intestinal. En el ajo negro, los fructanos se degradan a fructooligosacáridos, que no sólo aumentan la dulzura, sino que también tienen un buen efecto laxante.

Aumenta la inmunidad

La inmunidad es el cuerpo' mecanismo de defensa propio, que puede identificar y destruir invasores extraños, eliminar células senescentes, dañ, muertas y degener, así como identificar y hacer frente a las células mutadas y células infectadas por virus en el cuerpo.

The liposoluble volatile oil in black garlic, such as allicin, can significantly enhance the phagocytic ability of macrophages in the body and strengthen the immune system. Liu et al. [38] found that garlic oil has a dual effect on the Th1-Th2 cell balance. A low dose can enhance the Th1-type cellular immune response, while a high dose of garlic oil is more beneficial for Th2. Black garlic extract also has a promoting effect on the cellular immune response in mice. Feng Yonghui et al. [39] studied the effect of black garlic extract on the cellular immune function of BALB/c mice. The results showed that black garlic extract can significantly enhance the killing activity of natural killer (NK) cells and promote the secretion of the non-specific immune molecules nitric oxide (NO) and Th1 cytokines IL-2, IFN-γ and TNF-α. In addition, the amino acids serine and lysine, vitamin C and trace element zinc, which are required for hormone synthesis, also play a role in boosting immunity.

3.5 proteger el hígado

El hígado no es sólo el órgano digestivo más grande del cuerpo, también es un importante órgano de desintoxicación. La medicina tradicional China cree que el hígado gobierna la cara, y que si el hígado#39;s qi no está bloqueado, la tez será de color rosa y el espíritu claro. Si el hígado está sobrecargado durante mucho tiempo y demasiadas toxinas no pueden ser excretadas a tiempo, la piel reflejará esto en forma de dullness y pigmentación.

Según Lei Fengchao et al. [1], la metionina en el ajo negro tiene la función de prevenir y tratar la hepatitis aguda y crónica, la cirrosis y otras enfermedades del hígado. Algunos aminoácidos de cadena ramicomo la valina también pueden mejorar significativamente la insuficiencia hepática. La alanina y la asparagina también pueden desempeñar un cierto papel en la mejora y la protección de la función hepática. Jung et al. [40] indujeron obesidad en ratones al alimentarlos con una dieta alta en grasas. Los ratones de 91 días de edad mostraron obesidad obvia, hiperglucemia e hipertensión, y tanto el hígado como los riñones fueron dañados en diversos grados. Se investigel efecto del ajo negro fermentado en ratones obesos, y se encontró que tiene efectos obvide la protección del hígado y los riñones, la reducción de lípidos en la sangre, y la pérdida de peso.

3.6 otros efectos

Li Yang et al. [41] observaron el efecto terapéutico del extracto de ajo negro en el asma alérgica en ratones y encontraron que el extracto de ajo negro tiene cierto efecto terapéutico en el asma. Ning Yuebao et al. [3] encontraron que el sulfuren la alicina de ajo negro puede reducir significativamente el azúcar en la sangre. Ried et al. [42]informaron que el extracto de ajo negro tiene un efecto antihipertenadicional y es superior a los fármacos antihiperten, desempeñando una función terapéutica en la hipertensión y la enfermedad cardiovascular. Kim et al. [43] estudiaron los cambios en la expresión de los factores de adhesión de células endoteliy la adhesión de monocitos en las células endotelide las venas umbilicestimulpor FNT y los posibles mecanismos del ajo negro 5-HMF, confirmando que el 5-HMF tiene un efecto antiinflamatorio significativo.

4 perspectivas

Con la mejora de las personas#El nivel de vida, los hábitos alimentarios y las necesidades nutricionales y sanitarias están experimentando cambios importantes y continuos. El consumo de alimentos por parte de los residentes urbanos y rurales ha acelerado el paso de un consumo orientado a la subsistencia hacia un consumo orientado a la nutrición y la salud, de "comer bien" a "comer alimentos más nutritivos, seguros y saludables". Como un alimento nutritivo y saludable, el ajo negro es rico en nutrientes y tiene importantes beneficios para la salud. Está destinado a ser más popular entre los consumidores en China y tiene amplias perspectivas de mercado.

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