Что такое черный процесс ферментации чеснока?

Чеснок — луковица Allium Sativum L., одного из видов семейства луковиц Alliaceae. Китай имеет долгую историю выращивания чеснока, с большой обрабатываемой площади и высокой урожайностью. Чеснок стал функциональным пищевым ресурсом с китайскими характеристиками. Чеснок привлек широкое внимание потребителей из-за его богатого содержания питания, низкой цены, отличные выгоды для здоровья и огромный спрос на рынке. В настоящее время внутреннее потребление в основном сырого чеснока и продуктов первичной переработки, но технология первичной переработки затрудняет увеличение добавленной стоимости чеснока, что также влияет на развитие отечественной чесночной промышленности. В частности, запах чеснока (раздражающий запах и острота вкуса), присущий самому свежему чесноку, а также чрезмерное потребление могут привести к определенной степени повреждения клеток слизистой оболочки желудочно-кишечного тракта человека, что делает его узким местом в развитии чесночной промышленности [2-3].

However, in foreign countries, high-quality, high-value garlic products have developed rapidly and are well received by consumers. For example, Japanese researchers have developed a series of black garlic products. Black garlic, also known as fermented black garlic, is made by fermenting fresh garlic. It not only retains the original composition and function of garlic, but is also soft and pliable. After eating it, it is soft and sweet, without the pungent taste and irritating odor of garlic.

С точки зрения антиоксидантных свойств и физиологической активности, по сравнению со свежим чесноком, содержание полифенолов более чем в 5 раз выше [4], а активность супероксида дисмутазы (сод) более чем в 10 раз выше [5]. Отечественные технологии переработки черного чеснока были в основном внедрены в японии и южной корее, поэтому патентного права на их использование не существует. В то же время из-за различий в национальных разновидностях чеснока и методах его обработки экономические выгоды черной чесночной промышленности невелики. В этом документе подробно описывается технология обработки черного чеснока и ее применение с целью открытия новых областей для разработки и использования внутренних ресурсов чеснока.

1 черная технология обработки чеснока

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

1.1 процесс ферментации твердого тела

Твердотельная ферментация черного чеснока относится к методу ферментации, в котором чеснок сам действует как твердый субстрат без воды или, по существу, без бесплатной воды [7]. В настоящее время отечественное производство черного чеснока в основном использует процесс ферментации твердого состояния.

Основной технологический поток твердого ферментации:

Выбор чеснока сырья → inspection → cold storage → → → grading and selection → tray loading → high temperature and high влажность ферментация → black Garlic → product quality inspection → finished product [8].

Среди них наиболее важными являются предварительная обработка сырья и высокая температура и высокая влажность ферментации.

At present, there are various pretreatment methods for garlic in the domestic production of black garlic. Qiao Xuguang et al. [9] used pretreatment methods such as low-temperature freezing, ultrasonic treatment and respiratory inhibition treatment on garlic. This pretreatment effectively promoted the content of reducing sugar, amino nitrogen, HMF and total phenol in black garlic, while greatly reducing the processing time, energy consumption and cost of black garlic. Moreover, there was no difference in taste, color, flavor, no difference, slightly improved functional components. Liu Wenhong et al. [10] microwave treatment of garlic, accelerated the lysis of garlic cells and their own fermentation, thereby improving the production efficiency of black garlic. Song Guojun [11] in order to maximize the preservation and increase the physiological activity of garlic, garlic was soaked in a variety of mixed bacterial liquid treatment, also achieved good results.

В процессе твердого ферментации наиболее важным шагом является ферментация при высоких температурах и высокой влажности. Условия ферментации высокой температуры и высокой влажности являются предпосылкой для Maillard реакции происходят в самом чесноке, и они также являются основными факторами, влияющими на содержание эффективных ингредиентов в черном чесноке. Ян ся [12] предложил метод ферментации с постоянной температурой и влажностью, подчеркнув, что после очистки чеснок помещается в коробку в мастерской ферментации, нагревается до 50-80 °C, увлажняется до 50%-80%, и ферментируется в течение одного месяца, чтобы сделать черный чеснок.

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

1.2 процесс жидкой ферментации

По сравнению с твердотельной ферментацией жидкая ферментация в основном использует чесночную пасту или чесночные гранулы, которые были разбиты в определенной степени в качестве сырья, смешанного с определенной долей воды в качестве ферментационного субстрата для самоферментации. Технологический поток жидкой ферментации является следующим:

Выберите свежий чеснок → peel чеснок клещи → wash with clean water → crush чеснок клещи → → -seal in bags → ferment in a fermentation box → remove bags, dry → package finished product [14].

Большая часть существующих производственных процессов для черного чеснока фермента цельных чесночных клещей, и есть несколько сообщений о жидком процессе ферментации.

В процессе жидкого ферментации черного чеснока, высокотемпературные пищевые мешки в основном используются в качестве герметичных контейнеров для чесночной пасты или гранул чеснока. Герметичные высокотемпературные пищевые мешки предотвращают высвобождение вредных запахов, таких как сульфиды, в процессе ферментации черного чеснока, что значительно улучшает рабочую среду. Кроме того, процесс жидкого ферментации сокращает время ферментации и увеличивает содержание активных веществ в черном чесноке путем добавления воды, герметизации и ферментации при переменной температуре.

It is also simple to operate, takes up little space and is convenient for continuous industrial production. The liquid-to-material ratio and the garlic clove crushing process are also important factors affecting the liquid fermentation of black garlic. The size of the garlic cloves and the liquid-to-material ratio directly affect the accumulation of effective substances in black garlic. Luo Cangxue et al. [15] studied the particle size of crushed garlic and the liquid-to-garlic ratio and found that when the particle size of crushed garlic was 4 mm and the liquid-to-garlic ratio was 1:2, the total phenol content in black garlic increased by 5 times, SOD activity increased by 15 times, and soluble sugars decreased by about 30%.

Сушка является уникальным шагом в процессе жидкого ферментации черного чеснока. После того как чеснок прошел процесс жидкого ферментации, черный чеснок в ферментирующем сосуде смешивается с большим количеством воды и фильтрата, и процесс обезвоживания, как правило, может осуществляться с использованием технологии прямой сушки горячим воздухом или тепловым насосом.

2 Applications of black garlic

With the development of science and technology, black garlic has developed from a single food industry to various industries such as cosmetics, health products, and medicine due to its extremely high nutritional and medicinal value. The main products are black garlic, black garlic capsules, black garlic sauce, black garlic rice, black garlic puree, black garlic tablets, etc. The application of black garlic is mainly reflected in its nutritional value and medicinal value.

2.1 питательная ценность для потребления

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

The nutritional value of black garlic is widely used. Black garlic heads and black garlic slices that can be eaten directly have become the dominant products on the market. Black garlic concentrate is also used in soft drinks, alcoholic beverages and condiments (such as sauces, salad dressings, chili sauces, marinades, hot pot seasonings, etc.), nutritional supplements (such as tablets, hard capsules, soft capsules, oral liquid and other dosage forms); black garlic is also used in the production of black garlic preserved fruit, black garlic rice, black garlic dried powder and other foods, greatly enriching the black garlic market and promoting the development of the garlic industry.

2.2 медицинские и медицинские услуги

Black garlic is rich in nutrients that can improve human body functions, and has various medicinal functions such as eliminating fatigue, improving physical strength, relieving constipation, protecting the liver, improving prostate activity, and promoting sleep[19]. In addition, modern medical research has shown that black garlic also has the health benefits of boosting the immune system, fighting the flu, anti-oxidation, anti-aging, preventing and treating cancer, promoting the recovery of diabetics, lowering blood pressure, lowering blood lipids, preventing blood clots, and lowering cholesterol.

(1) я Укрепляет иммунную функцию. Исследования показали, что жирорастворимое летучее масло в черном чесноке может значительно улучшить фагоцитическую функцию макрофагов и укрепить иммунную систему [21]; Аллицин имеет функцию активации клеточных мембран, состоящих из гликолипидов, которые могут повысить их проницаемость, усилить клеточный метаболизм, улучшить жизнеспособность, и тела '. Впоследствии укрепляется иммунная система. Кроме того, каждые 100 г черного чеснока богаты 170 мг лизина, 223 мг сыворотки и 7 мг в.с#39. Иммунная система. Он также содержит 1,4 мг цинка, который участвует в синтезе гормонов, а также может улучшить тело и#39;s иммунитет.

(2) Anti-influenza function: Garlic contains allicin and alliin, which produce allicin when they come into contact with each other. It has a broad-spectrum antibacterial and bactericidal effect, and it has a killing effect on dozens of common viruses and many pathogenic microorganisms. In addition, the volatile substances and leachates (containing sulfide compounds) of black garlic have a significant inhibitory and killing effect on a variety of pathogenic bacteria in test tubes. It is currently one of the strongest antibacterial and fungicidal natural plants discovered [22].

(3) функции противоокисления и противостарения. Современные научные исследования полагают, что причиной старения человека и связанных с ажигом заболеваний является дисбаланс между производством высокоактивных свободных радикалов в организме человека и действием эндогенных антиоксидантных ферментов для удаления свободных радикалов, что приводит к чрезмерно высокой концентрации свободных радикалов в организме. Избыточные свободные радикалы могут вызывать окислительные повреждения липидов мембранной мембраны, нуклеиновых кислот и белков, приводя к разрушению соответствующих клеточных структур и функций, тем самым приводя к возникновению и развитию связанных с ними заболеваний. Содержание полифенолов в черном чесноке более чем в пять раз больше, чем чеснока, и его дерн активность более чем в десять раз выше, чем чеснока. Эксперименты показали, что соответствующее количество черного чеснока может уменьшить содержание малодиальдегида и повысить активность антиоксидантных ферментов у мышей, особенно при воздействии на глутатион пероксидазу, более очевидно, проявляя сильные антиоксидантные и антистареющие эффекты [23].

4. Профилактика и лечение рака. Отечественные и зарубежные ученые провели ряд химических, клинических и фармакологических исследований чеснока, которые доказали, что чеснок оказывает значительное ингибиторное воздействие на различные опухоли, такие как Рак толстой кишки, Рак печени, Рак желудка, Рак молочной железы и Рак пищеварения [24]. Тем не менее, химические вещества в чесноке не являются стабильными, и хороший клинический эффект не может быть достигнут. Сяо сяолан и др. [25] в ходе экспериментов доказали, что черный чеснок может вызывать апоптоз раковых клеток желудка, активируя каспаз. Ван сюпин и др. [26] доказали, что аллицин в черном чесноке может эффективно препятствовать росту клеток рака толстой кишки HT29, что приводит к апоптозу раковых клеток. Tsubura et al. [27] обнаружили в экспериментах, что сульфиды в аллицине могут эффективно ингибировать Рак молочной железы и что нуклеосидные аналоги Селена и органической серы могут защитить от рака молочной железы.

(5) способствовать восстановлению физической формы у больных диабетом. Черный чеснок может повлиять на синтез гликогена в печени, снизить уровень глюкозы в крови и увеличить уровень инсулина плазмы. Аллицин может снизить уровень глюкозы в крови у нормальных людей. Черный чеснок также содержит s-метилцистейн сульфоксид и s-аллилцистейн сульфоксид. Эти сульфиды могут подавлять фермент G-6-P надф, предотвращать разрушение островков и оказывать гипогликемическое воздействие; Аллил дисульфид в черном чесноке также обладает этим эффектом [28]; Алкалоиды, содержащиеся в черном чесноке также имеют ингредиенты, которые снижают уровень сахара в крови, увеличивают инсулиновую функцию, и, что более важно, не оказывают влияния на нормальный уровень сахара в крови.

(6) Lower blood pressure, lower blood lipids, prevent blood clots, and lower cholesterol. Zhang Tingting et al. [29] used a randomized grouping method to divide mice into 5 groups, and measured the effects of allicin on serum triglycerides, total cholesterol, high-density lipoprotein cholesterol, and low-density lipoprotein cholesterol, as well as the effects on serum lecithin cholesterol acyltransferase, cardiac lipoprotein lipase, and hepatic lipase activity. The experiment proved that allicin has a significant blood pressure-lowering and lipid-lowering effect. Ao et al. [30] found that dietary supplementation with black garlic powder has a positive effect on cholesterol metabolism. High low-density lipoprotein (LDL) and total cholesterol concentrations can induce atherosclerosis and cardiovascular disease. In the experiment, the addition of black garlic powder to the diet significantly inhibited cholesterol synthesis in the body, thus greatly helping the treatment of cardiovascular and cerebrovascular diseases.

3. Выводы

Ферментация чеснока в черный чеснок значительно повышает его питательную ценность. В качестве сырья с высокой питательной и медицинской ценности, черный чеснок был использован во многих областях. Однако, как новый продукт, черный чеснок имеет длительный производственный цикл, качество продукции трудно контролировать, и многие из его фармакологических эффектов все еще неясны.

С улучшением людей#39; уровень жизни, потребители и др#- 39; Спрос на питание и здоровье черный чеснок также растет. В настоящее время Один черный чеснок продукт больше не может удовлетворить людей#39;s needs. Compound black garlic products with therapeutic and health benefits will emerge. Black garlic dry powder and other dry products will have good prospects for development as a good compound carrier.

Справочные материалы:

[1] янь чанкай, зенг фандиан. Прогресс в исследовании основных химических компонентов и фармакологических эффектов чеснока [J]. Китайский журнал новых наркотиков, 2004, 13(8): 688-691.

[2] чжан покалывает, лю сюнь. Разработка и применение чесночных изделий [J]. Журнал аньхуйского нормального университета (издание естественных наук), 2001, 24(1): 54-56.

[3] бянь маокай, ван цюйин. Анализ и прогноз рынка чеснока [J]. Переработка сельскохозяйственной продукции, 2011(5): 14-15.

[4] лиан и, цяо сюгуан, ли ян и др. Исследование характеристик полифенола чеснока оксидазы [J]. Наука о еде, 2007, 28(11): 290-293.

[5] ван сюэфен, шэнь сондун, цзе югуань и др. Изоляция и очистка перекиси чеснока и его свойств [J]. Anhui agriculture Science, 2001, 29(3): 408 — 409.

[6] цуй чанг, чжан юнчжун, ли венбин и др. Прогресс в исследовании белка меланина [J]. Наука о еде, 2007, 28(8): 517-520.

[7] Li Lang, Yang Xu, Xue Yongliang. Научно-исследовательский прогресс в области современной технологии, оборудования и применения твердого ферментации [J]. Журнал хенанского технологического университета (издание естественных наук), 2011, 32(1): 89 — 94.

[8] Bian Qianqian, Li Jilan, Lu Fei. Китай и Китай#39;s ситуация с экспортом черного чеснока и анализ международного рынка [J]. Китайские фрукты и овощи, 2012(3): 47-48.

[9] цяо сюгуан, ли ниньян, ан дун и др. Способ производства черного чеснока: Китай, 103284091 A [P]. 2013-09-11.

[10] китайский медицинский университет чжэцзян. Метод производства черного чеснока с использованием комбинации микроволновой печи и ферментации: Китай, 102578507 A [P]. 2012-07-18.

[11] Henan Mushan Black Garlic Bioengineering Co., Ltd. Метод производства ферментированного черного чеснока: Китай, 102048129 A [P]. 2011-05-11.

[12] ян ся. Способ производства и переработки черного чеснока: Китай, 101731605 A [P]. 2010-06-16.

[13] антон. Исследования по технологии обработки черного чеснока [D]. Тайвань и Франция#39; ан: шаньдунский сельскохозяйственный университет, 2011.

[14] шэньси университет науки и техники. Способ приготовления черного чеснока путем жидкой ферментации: Китай, 102919747 A [P]. 2013-02-13.

[15] Лу кансюэ, су дунся, чэнь шуйю. Оптимизация процесса ферментации жидкого черного чеснока [J]. Сделки китайского общества сельскохозяйственного машиностроения, 2013, 29(18): 292-297.

[16] 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(13): 429-432.

[17] ван вейдун, ван ин, ван чао и др. Влияние реакции майяра на питательный состав и антиоксидантные свойства чеснока [J]. Наука и техника о продовольствии, 2013, 38(4): 42 — 48.

[18] ханг Дон. Чудотворный черный чеснок. Китайская кухня, 2012(23): 64-65.

[19] лю дунмей, ан сюэмин. Обзор деятельности органических соединений серы в чесноке [J]. Журнал чанчуньского университета традиционной китайской медицины, 2005, 21(4): 54.

[20] лю сяошу, ян гуйцин, ван юань и др. Прогресс в исследовании фармакологических эффектов черного чеснока [J]. Китайское здравоохранение и питание (полугодовой выпуск), 2013 год (4): 97-98.

[21] Sankaranarayanan A, Narender T, Kumar S и др. Компоненты Allium sativum: влияние на поколение свободных радикалов из ратнейтрофилов [J]. Cell Mol Biol (Noisylegrand), 2007, 53(5): 63-67.

[22] ши вэй, чжан ян, бай ян и др. Исследование антибактериального эффекта и стабильности аллицина [J]. Технология пищевых продуктов и ферментации, 2011, 47(3): 76 — 86.

[23] чжу бинцяо, у хайге, лю юань и др. Исследование антиоксидантной активности черного чеснока [J]. Исследования и разработки в области продовольствия, 2008, 29(10): 56 — 61.

[24] Lee E N, Choi Y W, Kim H K, et al. Хлороформ экстракт старого черного чеснока ослабляет TNF- индуцированное под давлением роз выражение поколения vcom -1, NF- активация и адгезивность моноцитов эндотелиальных клеток человеческих пуповинных вен [J]. Phytother Res, 2011, 25(1): 92-100.

[25] сяо X, пэн J, су Q и др. Диаллил трисалфид вызывает апоптоз в клетках рака желудка C80B через каспаз -3. Рак, 2006, 25(10): 1247 — 1251.

[26] ван х п, чжао л, ван р и др. Исследование влияния и механизма аллицина на распространение раковых клеток толстой кишки HT29 [J]. Прогресс в современной общей хирургии в китае, 2007, 10(4): 306-309.

[27] цумура а, маи у, кувата м и др. Антиканцеровое действие чеснока и его производных соединений для борьбы с раком молочной железы [J]. Анти-раковые агенты медхем, 2011, 11(3): 249-253.

[28] осман м, аднан а, сальма бакар н. алашхам фаллицин оказывает значительное влияние на аутоиммунные антиклеточные антитела у диабетических крыс 1 - го типа [J]. Пол джей пател. , 2012, 63(4): 248 — 254.

[29] чжан т т, тонг х в, лю х ю. исследование механизма гиполипиэпидемического эффекта аллицина [дж]. Китайский журнал экспериментальных формул ТКМ, 2007, 13(2): 32-35.

[30] 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, 141(1): 85 — 89.