Как обрабатывать черный чеснок?

Garlic is rich in nutrients, but its pungent flavor can cause gastrointestinal discomfort, which severely restricts the - чеснокconsumer market [1]- да- да. Therefore, research on different forms Соединенные Штаты америкиdeep processing technology for garlic is needed to minimize the garlic odor иimprove 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 Недвижимость в болгарииof 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 Черный цвет кожиgarlic, with the aim of providing theoretical support for the industrial development of black garlic.

1 Processing technology of black garlic

Черный чеснок производится с помощью ряда процессов, таких как ферзимолиз, созревание и сушка. Технология обработки состоит в основном из двух типов: ферментация (твердотельная ферментация и жидкая ферментация) и неферментация при высоких температурах и давлении. При обработке ферментированного черного чеснока в клетках происходят ферментированные и неферментированные реакции (реакция майяра), что приводит к уникальности внешнего вида и вкуса [3]. При высокой температуре, высокой влажности окружающей среды, ферментативная активность в чесноке активируется, разбивая углеводы на фруктозу и белки на аминокислоты. Между тем, аллицин превращается в вещества, такие как s-аллил глутатион аминокислоты, которые снижают остроту запаха и острого вкуса чеснока [3]. Реакция майяра является важной реакцией в обработке черного чеснока. В результате ряда сложных реакций между углеводами и аминокислотами и белками образуется коричнево-черное макромолекулярное вещество под названием феомелен, которое придает черному чесноку уникальный цвет и вкус [4-5].

1.1 метод ферментации

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.

Жидкая ферментация представляет собой метод, при котором дробленый чеснок добавляется к соответствующей доле воды в качестве субстрата и ферментируется в герметичном резервуаре. Технологический поток жидкого ферментации является следующим: выберите чеснока → peel и промыть → crush → вакуумное уплотнение и ferment → dry → package → quality inspection → готовый продукт. В процессе жидкого ферментации добавление воды, уплотнение и изменение температуры в процессе ферментации сокращают время обработки и повышают эффективность производства. В то же время, он увеличивает содержание питательных веществ черного чеснока, повышая его питательную ценность и вкус.

1.2 метод неферментации

The non-fermentation method is an emerging production process for black garlic. The processing flow is as follows: select high-quality garlic → wash → steam under high temperature and pressure → dry → black garlic. The non-fermentation black garlic processing method is simple to operate, short in processing time, high in production efficiency, and low in production energy consumption. At the same time, the non-fermentation black garlic processing method improves the nutritional value of the finished black garlic.

2 факторы, влияющие на качество черного чеснока

2.1 качество чесночного сырья

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, soluble proteins, allicin, and selenium in 58 types of garlic from different origins in China varies significantly [6]. The nutritional quality of garlic directly determines the Качество черного чеснока [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 Антиоксидант (антиоксидант)capacity.

2.2 предварительная обработка

The pretreatment process for preparing garlic into black garlic significantly affects the quality and nutritional value of black garlic. At present, the main pretreatment processes for garlic are low-temperature freezing, ultra-high pressure, and microwave methods.

2.3температура воздуха

Температура является одним из важных факторов, влияющих на качество черного чеснока. Высокие температуры могут ускорить браунинг и сократить период ферментации, а также увеличить общее содержание кислоты и фенола. Однако чрезмерно высокие температуры могут привести к ухудшению сенсорного качества готовой продукции. Поэтому наиболее подходящей температурой обработки считается 70 градусов. Черный чеснок, обработанный при такой температуре, имеет однородный цвет, нежную текстуру и сладко-кислый вкус [8].

2.4 относительная влажность

Relative humidity is a key process parameter in the processing of black garlic, affecting its sensory quality, nutritional composition and biological activity [7]. The higher the humidity, the slower the browning, the wetter and sweeter the finished product, and the lower the content of organic acids. However, the content of polyphenols and reducing sugars will increase. Humidity is closely related to the hydrolysis of macromolecular substances and non-enzymatic browning reactions at high temperatures. High humidity can lead to the hydrolysis of polysaccharides and polyphenols in garlic at high temperatures, producing high concentrations of reducing sugars and small molecule phenols [8]. In addition, the rate of the Maillard reaction is closely related to relative humidity. High humidity can reduce the rate of the Maillard reaction and increase the content of reducing sugars and free amino acids in black garlic [9].

3  Черный чеснок питательные вещества

After garlic is processed to form black garlic, its moisture content decreases significantly and its chemical composition changes. For example, the content of compounds such as carbohydrates, proteins, and polyphenols increases, while new substances such as 5-hydroxymethylfurfural and melanoidins are produced, thereby improving its nutritional value and physiological activity.

3.1 углеводы

Чеснок богат углеводами, составляя от 22% до 26% свежего веса и 77% сухого веса. Она состоит в основном из полисахаридов и небольшого количества олигосахаридов и моносахаридов [9]. Существуют значительные различия в углеводов в свежем чесноке и черном чесноке. Например, фруктозы в чесноке постепенно распадаются на моносакхариды (глюкоза и фруктоза), дисакхариды и олигосакхариды [10]. Сладость черного чеснока в основном происходит от фруктозы, производимой во время реакции, в то время как черный цвет в основном производится майяр реакции между фруктозы/глюкозы и аминокислотами.

3.2 белки

Garlic contains 1.5% to 2.1% protein by fresh weight and 14% to 19% by dry weight, with lectins being the most abundant. Garlic is also rich in essential amino acids, mainly glutamic acid (2.86 g·kg-1 ), arginine (4.09 g·kg-1 ) (409 mg/100 g), aspartic acid (0.90 g·kg-1 ) and tyrosine (4.49 g·kg-1 ). During the preparation of garlic into black garlic in a high-temperature, high-humidity environment, the protein may denature and some of the free amino acids may participate in the Maillard reaction. Lu Xiaoming [11] pointed out that the total amount of 18 free amino acids changed during the processing (garlic: 19.43 g·kg-1; black garlic: 14.86 g·kg-1), among which the content of a few free amino acids (including leucine, isoleucine, phenylalanine, aspartic acid, alanine, cysteine and valine) are increased, while the content of other amino acids (lysine, tryptophan, methionine, tyrosine, proline, arginine, threonine, histidine, glycine, serine and glutamic acid) is reduced.

3.3 липиды (Lipids)

Липиды свежего чеснока и черного чеснока играют важную регулирующую роль в их сенсорных свойствах, а также служат источником питательных веществ и энергии. Согласно статистике, липидное содержание свежего чеснока варьируется от 0,31% до 0,53% по свежему весу и 0,6% по сухому весу. При переработке черного чеснока липиды окисляются и участвуют в ряде химических реакций, приводящих к изменениям липидного содержания. Однако сообщения о тенденции изменения липидов во время обработки черного чеснока противоречивы и противоречивы. Например, CHOI et al. [12] обнаружили, что общее содержание липидов выросло с 0,18% до 0,58% при переработке свежего чеснока в черный чеснок.

However, Lu Xiaoming [11] found that the crude fat content decreased significantly during the processing of black garlic (garlic: 0.33%; black garlic: 0.16%). The above differences may be related to the garlic variety, processing technology, extraction and analysis methods, etc. When black garlic is processed under high temperature (50–90 °C) and high humidity (60%–90%), lipids undergo hydrolysis and oxidation reactions, producing a series of compounds such as alcohols, aldehydes, ketones and lactones. These products and the initially produced fatty acids participate in a series of complex chemical reactions, including hydrolysis, oxidation and the Maillard reaction, in synergy.

3.4 полифенолические соединения

Согласно статистике, сухой вес фенольных соединений в свежем чесноке составляет от 3 до 11 г · кг -1, при среднем содержании 6,5 г · кг -1 [9]. Кроме того, общая концентрация фенолических кислот составляет от 2 до 20 мг · кг -1 со средним содержанием 7,6 мг · кг -1. Среди них наибольшее содержание имеет кофеиновая кислота, за которой следуют феруловая кислота, ванильная кислота и p- гидроксибензовая кислота [8]. По сравнению со свежим чесноком, содержание полифенола в черном чесноке увеличивается в 7-11 раз, а общее содержание флавоноидов и феноловой кислоты также значительно выше [13-14].

3.5 органические кислоты

Чеснок содержит большое количество органических кислот, которые полезны для здоровья человека пищеварительной системы, способствуют всасыванию питательных веществ и повышают иммунитет. Наиболее распространенной является лимонная кислота, за которой следуют малиновая кислота, молочная кислота, формовая кислота и фумариновая кислота [14]. Чжан и др. [8] показали, что после переработки свежего чеснока для производства черного чеснока общее содержание кислоты значительно возросло (с 3,6 г · кг -1 до 30,96 г · кг -1); LIANG et al. [15] использовали атомно-магнитную спектроскопию резонанса для анализа различий в типах органических кислот в свежих чесноке и черном чесноке и обнаружили, что фумариновая кислота исчезла в черном чесноке, но новые органические кислоты (формовая кислота, уксусная кислота, сукциновая кислота и т.д.) были сформированы во время ферментации. Увеличение содержания органической кислоты при приготовлении черного чеснока придает ему сладкий и кислый вкус, а также способствует гидролизу белков и полисахаридов. Кроме того, повышение кислотности черного чеснока связано с реакцией мейарда, деградацией щелочных групп в свежем чесноке и производством короткоцепных карбоксиловых кислот.

3.6 меланоидины

Melanoidins are nitrogen-containing polymers with a brown color, which are usually formed during the later stages of the Maillard reaction during food processing and preservation [16]. Melanoidins have attracted much attention due to their various physiological activities (e.g. antioxidant, antibacterial, prebiotic and anti-hypertensive). Fresh garlic does not contain melanoidins, but during the preparation of black garlic, the content of melanoidins increases significantly, and the brown color of black garlic also increases. These changes are associated with the Maillard reaction. The production of melanoidins gives black garlic a greater physiological activity and a darker color.

3.7 гидроксиметилфурфурал

Гидроксиметилфурфураль может образовываться во время реакции майяра путем каталитической дегидратации между уменьшающимися сахарами (например, глюкозой или фруктозой) и аминокислотами или может образовываться непосредственно в результате разложения гексаса в кислотной среде [9]. Гидроксиметилфурфураль является не только ключевым промежуточным звеном в реакции майяра, но и влияет на биологическую активность и сенсорные характеристики черного чеснока. Кроме того, гидроксиметилфурфураль связан с брауннингом черного чеснока и поэтому может использоваться в качестве важного индикатора мониторинга для прогнозирования темпов развития черного чеснока. Например, чжан и др. [8] обрабатывали черный чеснок при температуре 60 °C, 70 °C, 80 °C. C.и 90 °C и наблюдали за изменением концентрации гидроксиметил-фурфурала. Результаты показали, что температура обработки была прямо пропорциональна содержанию гидроксимела фурфурала. Чеснок быстро сбракован, но это привело к уменьшению сенсорных атрибутов. Черный чеснок обрабатывается на 70 °C было лучшее качество продукта.

3.8 серносодержащие соединения

Sulfur-containing compounds are the main components of garlic, including allicin, deoxynojirimycin and γ-glutamyl-S-allyl-L-cysteine, которые придают чесноку его уникальный колокольный вкус и биологическую активность (антибактериальный, понижающее кровяное давление, липидопонижающее, противоопухолевое и антиопухолевое) [17]. Черный чеснок имеет более низкое содержание дисульфида диаллила и трисульфида диаллила, что снижает остроту запах чеснока. Кроме того, черный чеснок имеет более высокое содержание 2- этилового тетрагидротиофена, что придает черному чесноку легкий аромат [18].

4. Выводы

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.

Ссылка:

[1] Юлия - т, ван C  K. черный цвет garlic  and  Его биоактивные соединения на болезнях здоровья человека: обзор [J]. Молекулы,2021,26(16):5028.

[2] мартинез-касас л, лаге-юсти м, лопес-эрнандес дж. Изменения в ароматическом профиле, сахара и биоактивных соединений, когда фиолетовый чеснок превращается в черный чеснок [J]. Журнал сельскохозяйственной и пищевой химии,2017,65(49):10804-10811.

[3] ван юхонг, тан гаочи, чжэн цилян и др. Прогресс в исследованиях по переработке, составу и биологической активности черного чеснока [J]. Китайский сельскохозяйственный научный бюллетень, 2015, 31(35): 91-96.

[4]YANG P,SONG H,WANG L, и др. характеристика ключевых ароматических активных соединений в черном чесноке сенсорно-направленный анализ вкуса [J]. Журнал сельскохозяйственной и пищевой химии,2019,67(28):7926-7934.

[5] чжан лимин, ян мин, као менгуи и др. Процесс подготовки, питание и влияние на здоровье черного чеснока [J]. Anhui agriculture Science, 2017, 45(24): 83 — 85.

[6] ван и, чжан - J. L, JING, H. анализ состава черной чесноки, подготовленный с использованием различных видов чеснока и технологий обработки [J]. Журнал безопасности и качества пищевых продуктов,2016,7(8):3085-3091.

[7]A FZAAL - м, саид F, сыпь EE D R, et al.питательные, биологические и терапевтические свойства черного чеснока: критический обзор [J]. Международный журнал пищевых свойств,2021,24(1):1387-1402.

[8] чжан X,LI N,LU X, и др. влияние температуры на качество черного чеснока [J]. Журнал науки продовольствия и сельского хозяйства,2016,96(7):2366-2372. [9]QIU Z,ZHENG Z,ZHANG B, и др. образование, питательная ценность, и повышение характерных компонентов в черном чесноке: обзор для максимизации благости для человека [J]. Комплексные обзоры в области пищевой науки и продовольственной безопасности,2020,19(2):801-834.

[10] RI OS- RI OS K L,MONTILLA A,OLANO A, et al.Physicochemical changes and sensorial properties during black garlic development: A review[J]. Тенденции в пищевой науке и Технологии,2019,88:459-467.

[11] Лу сяомин. Исследование по производственному законодательству и функциональной роли олигосахаридов черного чеснока [D]. Тайвань и Франция#39; ан: шаньдунский сельскохозяйственный университет, 2017.

[12] чой I с, ча х с, ли с. физикохимический и antioxidant  properties  of  black  Чеснок [J]. Молекулы,2014,19(10):16811-16823.

[13] мартинез-касас л, лаге-юсти м, лопес-эрнандес дж. Изменения в ароматическом профиле, сахара и биоактивных соединений, когда фиолетовый чеснок превращается в черный чеснок [J]. Журнал сельскохозяйственной и пищевой химии,2017,65(49):10804-10811.

[14]KIM J S,KANG O J,GWEON O c.сравнение фенолических кислот и флавоноидов в черном чесноке на различных этапах термической обработки [J]. Журнал функциональных продуктов питания,2013,5(1):80-86.

[15]LIANG T,WEI F,LU Y,et al.Comprehensive NMR analysis of compositional changes of black garlic during thermal processing[J]. Журнал сельскохозяйственной и пищевой химии,2015,63(2):683-691.

[16]BORRELLI R C,VISCONTI A,MENNELLA C, и др. химические характеристики и антиоксидантные свойства кофе меланоидины [J]. Журнал сельскохозяйственной и пищевой химии,2002,50(22):6527-6533.

[17] Ye Miao, Liu Chunfeng, Li Ziyu, et al. Прогресс в исследованиях по питательным функциям и технологии обработки черного чеснока [J]. Пищевая и ферментационная промышленность, 2022, 48(1): 292-300.

[18]KIM N Y,PARK M H,JANG E Y,et al.Volatile distribution in garlic (Allium sativum L.) by solid phase microэкстракция (SPME) с различными условиями обработки [J]. Food Science and Biotechnology,2011,20:775-782.