Каковы методы извлечения черного чесночного экстракта порошка?

Garlic is warm in nature and pungent in taste. It is the underground bulb of the lily family, Allium spp., and originated in Central Asia and the Mediterranean region. It is currently used as a condiment in people's ежедневное питание. В компендиуме Materia Medica упоминается, что чеснок может способствовать гладкому потоку пяти внутренних органов, держать каналы по всему телу беспрепятственно, рассеять холод и сырость, исключить зло, рассеять отеки и абсцессы, а также переварить накопленные мясо и пищу. Черный чеснок — это глубоко переработанная пища из чеснока. Это сделано путем обработки чеснока при температуре 60-90 градусов и влажности 70-90%, чтобы вызвать браунинг [1].

Fermented black garlic retains the original garlic flavorС удаленным острым вкусом. Черный чеснок сладкий и кислый, мягкий и жевательный, и любят большинство потребителей. Черный чеснок обладает повышенными антиоксидантными свойствами, укрепляет иммунную систему, предотвращает высокое кровяное давление и сердечно-сосудистые заболевания, а также обладает хорошим бактерицидным, противовоспалительным, противостареющим, противораковым и противоопухолевым эффектом [2]. Черные полифенолы чеснока имеют эффект уборки свободных радикалов, антиокисления и антистарения. Испытания показали, что содержание полифенола в черном чесноке в несколько раз выше, чем в чесноке, и что увеличение содержания полифенола прямо пропорционально способности к антиокислению [3]. Черный чеснок содержит много соединений полифенола, из которых флавоноиды, фенолические кислоты и таннины являются наиболее важными. Разработаны и применяются многие передовые, эффективные и безопасные методы извлечения черных полифенолов чеснока. Существующие экспериментальные методы экстракции включают в себя подкисляемый этаноловый раствор экстракции черных полифенолов чеснока, экстракцию с помощью микроволн, оптимизацию поверхностного метода чувствительности комплексного экстракции фермента черных полифенолов чеснока и экстракцию сверхкритической жидкости [3-5].

At present, the awareness of black garlic in China is not very high, and there is a need to raise people's осознание черного чеснока, так что больше людей могут извлечь выгоду. В последние годы были применены многие методы экстракции растительных полифенолов, но большинство из них все еще находятся на стадии испытаний, и экстракция черных полифенолов чеснока не является исключением. Необходимо, чтобы соответствующий персонал продолжал экспериментировать в целях дальнейшей разработки новых методов извлечения и разделения и повышения коэффициента извлечения.

1 эффективность и эффекты черного чеснока

1.1 антиоксиданты и антистареющие эффекты

Studies have found that fresh garlic that has been processed to form black garlic has an antioxidant capacity that is about 13 times higher than that of fresh garlic[6]. This is especially the case with black garlic polyphenol biscuits, where the antioxidant capacity is even more prominent. This is because the fermentation process of black garlic produces antioxidant substances such as polyphenols, which have a very significant effect on improving the antioxidant properties[7].

Polyphenols can protect cell components from oxidative damage caused by excessive production of free radicals[8], remove free radicals in the body, rejuvenate human cells, and prevent ultraviolet rays from destroying the synthesis of collagen, thereby delaying the aging of cells and appearance [9]. В настоящее времяprinciple of the 1,1-diphenyl-2-trinitrobenzene hydrazone (DPPH) method is to directly measure the free radicals produced by lipid oxidation [10-11]. Cao Weiwei et al. [12] found using the DPPH radical test that both the total phenol content and the DPPH radical scavenging capacity of the optimal formula of black garlic polyphenol biscuits were significantly better than those of the blank sample. The optimal addition of black garlic total phenol was (0.73 ± 0.02) mg/g, and the optimal DPPH scavenging capacity was (297.14 ± 1.79) ug/g.

1.2 противораковый эффект

Black garlic has a certain anti-cancer effect because it contains S-allylcysteine (SAC) and S-allylmercapto-cysteine, which can block the synthesis pathway of nitrosamines and thus inhibit the growth of cancer cells. In addition, black garlic also contains trace elements that can inhibit the growth of cancer cells, such as germanium, which can inhibit the growth of carcinogens such as nitrosamines[13].

1.3 защита печени

The liver is an important organ for human metabolism. However, modern people often stay up late, causing the liver to work overtime, which is harmful to the liver. Since black garlic has strong antioxidant properties, it can inhibit the damage caused by lipid peroxidase to the membrane structure of liver cells, ultimately protecting the liver. Studies have found that allicin in black garlic contains a variety of components, such as alliin, S-allylcysteine, S-methylthiocysteine, etc., which can have hepatotoxic activity. Black garlic contains methionine, which helps break down fat, and has a preventive effect on liver diseases such as acute and chronic hepatitis. In addition, the branched-chain amino acids in black garlic, such as asparagine and alanine, also have a significant effect on liver failure and other conditions [14].

1.4 регулирует кровяное давление, липиды и сахар в крови

Many elderly people suffer from hypertension, hyperglycemia and hyperlipidemia, which can lead to a series of diseases. Black garlic has a certain effect on lowering blood pressure, blood lipids and blood sugar. The combination of active oxygen and harmful cholesterol in the blood can be inhibited by the allicin in black garlic, thereby reducing serum cholesterol and triglycerides [9]. Black garlic is rich in S-allylcysteine and S-methylthiocysteine, which have a certain effect on glycogen synthesis in the liver and protect the islets of Langerhans from damage, thus lowering blood sugar [15].

2 процесс экстракции черных полифенолов чеснока

At present, there are various extraction techniques for the polyphenols in black garlic, mainly including solvent extraction, microwave-assisted extraction, ultrasonic-assisted extraction, etc.[3]. The purification methods mainly include conventional column chromatography, HPLC semi-preparative chromatography and high-speed countercurrent chromatography, etc.[16]. Different extraction methods have different advantages and disadvantages, and the yield and purity of black garlic polyphenol extracts also vary.

2.1 метод экстракции растворителей

The solvent extraction method is a commonly used extraction technique. The principle of this technique is to take advantage of the fact that polyphenols are easily soluble in water, ethanol, methanol, ether, and ethyl acetate, but insoluble in chloroform, and to extract polyphenols from the mixture. The method is to put black garlic in the solvent. Due to the action of black garlic, such as diffusion and osmosis, the organic solvent can enter the cells. Commonly used extraction agents are methanol and ethanol. Ethyl acetate is commonly used for separating and purifying the extractant, and AB-8 type macroporous resin is commonly used as the adsorbent [17]. The operation is characterized by continuity, speed, and a relatively short production cycle; it causes less damage to heat-sensitive substances; and the solvent has a large concentration multiple and high purity when used in multi-stage extraction. Due to the large amount of organic solvent used and the use of toxic chloroform, there is a risk of chloroform residue, which places high demands on equipment and safety and requires various fire and explosion prevention measures.

2.2 ультразвуковая экстракция

The most common method is to use ultrasound to assist in the extraction of polyphenols from black garlic. This method increases the molecular movement rate of the substance and enhances its penetrating power. The cavitation, mechanical and thermal effects of other ultrasound waves are used to achieve the extraction of the sample's ингредиенты. Ультразвуковая экстракционная технология обладает характеристиками высокой эффективности, быстрой скорости, низкой температуры и широкой адаптируемости. После экстракции, есть меньше примесей, и эффективные ингредиенты могут быть легко отделены и очищены. Кроме того, эта технология относительно проста в эксплуатации, что способствует техническому обслуживанию и техническому обслуживанию оборудования. Напротив, ультразвуковые и световолновые генераторы относительно дороги, а затраты на промышленное производство также относительно высоки [17]. Кроме того, уровень экстракции полифенола черного чеснока варьируется в зависимости от объемной доли этанола, соотношения жидкости к материалу, времени экстракции и ультразвуковой частоты. Среди этих факторов объемная доля этанола играет относительно незначительную роль, соотношение жидкости к материалу не является значительным, а ультразвуковая частота является наиболее важным фактором [4].

2.3 сверхкритическая технология экстракции

Supercritical extraction technology affects the solubility of supercritical fluids by controlling pressure and temperature and using the relationship between the solubility and density of supercritical fluids. In the supercritical state, components with different polarities and relative molecular mass sizes are selectively extracted in one go by using supercritical fluids to come into contact with the substances to be separated [18]. Supercritical extraction technology is characterized by high extraction efficiency, high yield, low pollution, simple process flow, easy operation, short production cycle, and reduced manpower requirements.

It is an ideal technology for extracting natural medicines and has a wide range of applications. This technology has certain shortcomings in practical applications, the biggest of which is the high requirements for equipment. There are also other less obvious problems in the specific operation process, which increase the operational resistance, increase the cost of the experiment, and increase the requirements for the operator [19-20]. In the field of food, the main solvent used for food processing is carbon dioxide. Due to the inherent properties of carbon dioxide, it reaches a supercritical state at relatively low temperatures and pressures. Carbon dioxide also has the advantages of being safe, environmentally friendly, and inexpensive. Supercritical carbon dioxide is also very safe to handle. The amount of carbon dioxide in the food after processing is very low and can be easily removed, which reduces waste and protects the environment [21].

3 научно-исследовательский прогресс в области продовольствия

In modern food development, black garlic has gradually entered the field of view of ordinary people as a functional food, и это может быть объединено с различными продуктами, чтобы создать различные способы поесть. Среди них, вкусные конфеты, черные соусы чеснока, черная лапша чеснока, черный ферментированное вино чеснока, черный бисквит полифенола чеснока и т.д., все относительно распространенные применения черного чеснока в качестве функциональной пищи. В производстве вкусных конфеток, добавление черных полифенолов чеснока может эффективно собирать свободные радикалы, замедлить старение, и повысить многие питательные вещества. При производстве вина сульфиды чеснока имеют острый вкус, в основном аллицин, который сильно раздражает слизистую оболочку пищеварительного тракта, вызывая диарею, созодиляцию и повышение артериального давления. Черное чесночное вино мягче обычного чесночного вина и не раздражает кишечник.

After fermentation, black garlic has more active ingredients- да. Чжу бинцяо и др. [22] использовали мышиный тест, чтобы показать, что уровень малодиалдегида в крови и печени может быть снижен путем подачи черных чесночных продуктов, а активность антиоксидантных ферментов может быть повышена. Было установлено, что употребление продуктов, содержащих черный чесночный порошок, оказывает значительное ингибитурийное воздействие на синтез холестерина в организме, тем самым влияя на обмен веществ. Поэтому черный чеснок оказывает значительное профилактическое воздействие на цереброваскулярные заболевания [23]. Воздействие черного чеснока на раковые клетки, препятствующее росту, связано с содержащимся в нем германием, который препятствует производству и накоплению нитрозаминов. Кроме того, аллицин в черном чесноке способствует смерти раковых клеток, повышая их проницаемость, нанося повреждения клеточной мембране и ядру и разливая содержимое клетки [24]. Скармливая мышей поврежденные печень и почки, было обнаружено, что черный чеснок приводит к потере веса, снижению липидов крови и защите печени и почек [25]. Кроме того, аминокислоты, витамин с, и микроэлемент цинка в черном чесноке все может улучшить тело и#39;s иммунная функция [15]. По сравнению с чесноком, черный чеснок имеет гораздо лучший эффект в производстве вина.

По сравнению со свежим чесноком,black garlic has higher nutritional value and greatly enhanced functional effects. However, black garlic is not yet well known to the public, and there is a lack of a market for it. In addition, black garlic has a long production cycle, low yield, high price, and difficulty in controlling product quality, which has led to poor sales. Most of the black garlic on the market is ready to eat, and most black garlic-related processed products are primary products. Deeply processed products are relatively simple and cannot meet people's потребности. Поэтому развитие продукции глубокой переработки черных металлов стало одним из главных приоритетов. Черная чесночная пища имеет хорошие перспективы развития. Судя по текущей рыночной ситуации, черный чеснок реже, чем другие сорта чеснока, такие как ла ба чеснок, сахар чеснок, и чесночная паста, которая является одной из причин, почему он не стал популярным. Во-вторых, виды продукции черный чеснок в основном в небольших упаковках, а упакованные или консервированные продукты занимают большую долю рынка. В качестве новой ресурсной пищи, черный чеснок еще предстоит пройти долгий путь, прежде чем его богатое питательная ценность и преимущества для здоровья единогласно признаются народом страны. На основе хорошего понимания рыночной ситуации, сочетание политики с научными маркетинговых стратегий является важным способом для черного чеснока продуктов, чтобы быстро захватить рынок, и стоит поощрять и практиковать.

До конца годаbiological fermentation technology, researchers have produced garlic into a health food that is convenient to carry with you and has significant value for human health. Zhou Guangyong et al. [26] conducted a large number of studies on the changes in various components of fresh garlic and black garlic. The results showed that the main components in black garlic, such as sugars, total acids and free radical scavenging capacity, were enhanced, while the moisture content of garlic was reduced and the volatile substances (such as organic sulfides) were relatively reduced. In addition, the study also found that the ethanol extract contained in black garlic has a certain anti-aging effect. Other studies have also shown that black garlic is rich in a variety of amino acids, organic sulfides, vitamins and other substances [27]. Zhang Xin et al. [28] compared the effects of extracts from black garlic and fresh garlic on cellular immune function and found that, relative to fresh garlic extract, black garlic extract had a more pronounced effect on inducing Th1/Th17-type cellular immune responses and stronger killing activity of NK cells. Black garlic extract has been shown to play a key role in antibacterial and antitumor effects, and to promote the body's способность производить сильную иммунную реакцию типа th1.

According to incomplete statistics, there are currently relatively few related Продукты питания и напитки made from black garlic. Among these, black garlic polyphenol biscuits are one type of product that have already appeared on the market. These biscuits are marketed on the basis of their ability to ensure the original nutritional composition of black garlic, and to provide antioxidant, anti-aging, and free radical scavenging properties. At present, there have been some studies on black garlic compound drinks. For example, Guo Jinting et al. [29] studied a drink called black ginseng and black garlic, with additives such as citric acid, oligofructose, and white sugar. The finished product has a prominent aroma of black ginseng and black garlic, a moderately sweet and sour taste, and good product stability. Dong Yan et al. [30] brewed a black garlic vinegar. Yuan Lei et al. [31] developed a black garlic flavored beer, and the optimal process conditions were fermentation with M4 yeast, and adding 5% black garlic during the main fermentation period, at which time the beer had the best flavor.

4. Выводы

In recent years, research on the extraction technology of plant polyphenols has increased year by year. The polyphenols currently found in China are mainly plant polyphenols, which are widely available in a wide variety of sources. Their scope of application is mainly focused on medicine, food additives, daily cosmetics, agriculture, etc. Black garlic polyphenols are natural compounds with biological activity, and it is of great significance to optimize the process of extracting polyphenols from black garlic. Black garlic polyphenols have important physiological functions, such as anti-oxidation, scavenging free radicals, relieving constipation, etc., which have a positive effect on human health and have attracted widespread attention. Modern technology adds polyphenol extracts to foods to make a variety of healthy foods that are popular with the public. It can be seen that functional foods made with black garlic polyphenols as an auxiliary ingredient have even broader development prospects. Currently, the extraction of black garlic polyphenols is looking for high-tech methods to improve the extraction rate of black garlic polyphenols, conduct in-depth research on its biological activity, expand the market for black garlic deep-processing products, and in the future, black garlic polyphenols will also play a role in more fields.

Справочные материалы:

[1] юй чжун мин, ван лисинь, ван нанни и др. Исследование по оптимизации процесса извлечения полифенолов из черного чеснока путем экстракции композитного фермента с использованием метода поверхностной реакции [J]. Китайская материя медика, 2018, 41(12): 2883 — 2885.

[2] лэй фенгчао, хао го, чжу ли и др. Прогресс в исследованиях по питательной ценности и пользы для здоровья черного чеснока [J]. Наука и технологии пищевой промышленности, 2012, 33(13): 429-432.

[3] ван чжао, ли чанбин, ли фенцзяо и др. Исследование по экстракции полифенолов черного чеснока и антиоксидантных свойств кислотным методом [J]. Китайские пищевые добавки, 2021, 32(10): 15-22.

[4] хуан цзядзя, ян чжао, ли яньцзе и др. Ультразвуковая экстракция черных полифенолов чеснока и антиоксидантных свойств in vitro [J]. Пищевая наука и техника, 2018, 43(4): 212 — 217.

[5] у тин, лю сиши, чэнь чжунвэй и др. Оптимизация микроволнового-ультразвукового синергетического экстракционного процесса и антиоксидантных исследований черных полифенолов чеснока [J]. Специализированные исследования, 2022, 44(4): 81-89.

[6] антон, ли синшэн, ма чао и др. Прогресс в исследовании состава и функции черного чеснока [J]. Китайские фрукты и овощи, 2014 (10): 51-54.

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

[8] M S Blanco Canalis, M V Baroni, A E Leon и др. Влияние интродукции персикового пюре на качество печенья и имитированное пищеварение полифенолов и антиоксидантных свойств [J]. Пищевая химия, 2020(33): 127 464.

[9] лю юфэн, сунь юфэн, чжи янру и др. Исследование медицинских и пищевых функций черного чеснока [J]. Китай приправы, 2015, 40(9): 125-129.

[10] анджей л., давидович, дорота в и др. О практических проблемах оценки антиоксидантной активности соединений методом ДППГ (проблемы оценки антиоксидантной активности) [J]. Пищевая химия, 2012 (3): 1037-1043.

[11] Jae M L, Hyun C, pahnshick C, et al. Разработка метода прогнозирования окислительной устойчивости пищевых масел с использованием 2,2- дифенила -1- пикрилгидразила (ДППГ) [J]. Пищевая химия, 2007(2): 662-669.

[12] Cao Weiwei, Li Linlin, Chen Junliang и др. Разработка и оценка качества черного чесночного полифенола печенье [J]. Крупы, масла и жиры, 2023, 36(4): 108 — 111.

[13] чжан Лили. Исследование производственного процесса и антиоксидантной активности черного чесночного соуса [D]. Тяньцзинь: тяньцзинский научно-технический университет, 2016.

[14] ли синь. Исследования и разработки соединения черный чеснок слабительный функциональный напиток [D]. Тяньцзинь: тяньцзинский научно-технический университет, 2019 год.

[15] сюн синцзянь, Лу цзяньсин, ли Дан и др. Технология обработки черного чеснока и ее применение [J]. Переработка сельскохозяйственной продукции, 2014 (11): 74 — 77.

[16] чэнь лян, ли йиминг, чэнь кайсян и др. Прогресс в исследованиях по извлечению и разделению растительных полифенолов [J]. Традиционная китайская медицина, 2013, 44 (11): 1501-1507.

[17] Лу синь, чжан лин, Лу руйшу и др. Обзор методов экстракции и обнаружения флавоноидов в листьях хурмы [J]. Журнал цзиюань профессионально-технического колледжа, 2016, 15(2): 7-11.

[18] ши лиян, ши цзинмин, чжан сяньхай и др. Технология экстракции сверхкритических жидкостей [J]. Медицина и здоровье, 2010 (9): 16-19.

[19] чжао ру. Анализ применения технологии экстракции сверхкритических жидкостей при экстракции натуральных лекарственных средств [J]. Менеджмент химической промышленности, 2019 (36): 17-18.

[20] лю чанцин, шэн цхухуанг, песня Lifei, и др. Сверхкритическая экстракция и переработка кленового семенного масла [J]. Пищевая промышленность, 2022, 43(9): 13-16.

[21] Mara EM Bragal, Marisa C Gaspar, Herminio Cde Sousa. Технология сверхкритической жидкости для переработки агропищевых материалов [J]. Современное мнение в области пищевой науки, 2023, 50(4): 100 983.

[22] чжу б к, у х г, лю у и др. Исследование антиоксидантной активности черного чеснока [J]. Исследования и разработки в области продовольствия, 2008 год (10): 58 — 60.

[23] Ao X, Yoo J S, Zhou T X и др. Влияние ферментированных добавок чесночного порошка на показатели роста, профили крови и качество мяса молочной железы в бройлерах [J]. Наука о живом фонде, 2011(1): 85-89.

[24] дуан Лили, дин джи, джи деронг и др. Прогресс в исследовании питательной ценности и методов обработки черного чеснока [J]. Новое сельское хозяйство, 2016(9): 25-26.

[25] Jung Y M, Lee S H, Lee D S и др. Ферментированный чеснок pro- Тетс диабетик, ожирение мышей, когда скармливают с высоким содержанием жиров анти - Окислительные эффекты [J]. Исследования в области питания, 2011, 31(5): 387 — 396.

[26] чжоу гуаньонг, мяо яньшу, чэнь цзею и др. Изменения в основных компонентах и мощности свободного радикального уборки черного чеснока во время хранения [J]. Китайский журнал пищевой науки, 2010, 10(6): 64-71.

[27] Saravanan G, Prakash J. эффект чеснока (Allium sativum L.) на липидпероксирование при экспериментальном инфаркте миокарда у крыс [J]. Журнал этнофармакологии, 2004(1): 155-158.

[28] чжан синь, чэнь людан, хоу ин и др. Сравнение влияния черного чеснока и свежих экстрактов чеснока на клеточную иммунную функцию мышей [J]. China Medical Herald, 2012 (14): 31-34.

[29] го цзиньпин, го сян, чжао менгди и др. Разработка противоусталостных напитков, содержащих черный женьшень и черный чеснок [J]. Журнал жилинского медицинского университета, 2018, 39(2): 91 — 94.

[30] Dong Y, Yang QL, Zhang zhи др. Разработка здорового напитка, содержащего черный чесночный уксус [J]. Китай пивоварения, 2013, 32(4): 161-163.

[31] юань лей, фэн лей. Исследование о процессе пивоварения черного пива со вкусом чеснока [J]. Современная солевая химическая промышленность, 2019, 46(4): 62 — 64.