黒ニンニクエキスの栄養の事実は何ですか?

Garlic (Allium sativum L。) belongs to the family Liliaceae and is known worldwide as a “natural antibiotic grown on land” that can be used as both a food and a cooking ingredient, as well as a traditional Chinese medicine。 Garlic contains a variety of bioactive ingredients脾臓を温める、消化を促進し、気を調節する、抗菌、抗炎症、血糖値と血中脂質を下げるなど、さまざまな効果があります[1]。ニンニクは中国での栽培の長い歴史があり、広く植えられており、高収量であり、長年にわたって比較的高い輸出量を維持しており、中国&で第1位です#単一の農産物の39の総輸出。しかし、ニンニクには特有の刺激臭とスパイシーな味があり、一部の人々に胃腸の不快感を引き起こすことさえあり、その用途は制限されている。ニンニクの臭みを抑え、おいしさを向上させ、有益な生物学的機能を維持または向上させるために、ニンニクを処理するために様々な加工技術が試みられてきた。

黒ニンニクは、新鮮なニンニクを高温多湿の条件下で一定期間加工して作られる。黒ニンニクは日本人が最初に発明したが、徐々に発達し、韓国、スペイン、台湾などを経て大陸に伝わった。味がよく、生理作用も強いため、消費者に愛され、新しい人気の健康食品になった。黒ニンニクは柔らかく、弾力があり、甘くておいしいです。新鮮なニンニクと比較して、黒ニンニクの化学組成は、元の栄養素の含有量を増加させるだけでなく、いくつかの新しい機能性物質を生成し、抗酸化、血糖値と血中脂質の調節、抗腫瘍など、より良い生理活性を持っています。

本文は主に黒ニンニクの主要な栄養成分、生物机能、加工技術と内生細菌の研究をまとめ、黒ニンニクの今後の発展と応用の展望を提供します。

1 Main nutritional components in black garlic

Garlic is very nutritious. Each 100 g of fresh garlic contains 63.8 g of water, 577.39 kJ of energy, 7.3 g of sugar, 5.2 g of protein, 0.2 g of fat, 10 mg of calcium, 12.5 mg of phosphorus, iron 1.3 mg, vitamin B1 0.29 mg, vitamin B2 0.06 mg, niacin 0.8 mg, vitamin C 7 mg. It also contains a variety of trace elements essential to the body. After garlic is processed through enzymatic, ripening, and drying processes to become black garlic, its nutritional content is greatly enhanced. The content of compounds such as saccharide compounds, organic acids, and total phenols increases, and new substances such as melanoidin and 5-hydroxymethylfurfural (5-HMF) are also produced, giving it higher nutritional value and physiological activity.

1. 1炭水化物

ニンニク多糖類は、ニンニクの主成分であり、抗凝固、血液脂質の低下、アテローム性動脈硬化の予防、抗がん、抗腫瘍、血糖値の低下、アンチエイジングなど、さまざまな生理作用があります。現在、関連研究は多糖類の抽出、含有量決定、抗酸化特性に焦点を当てている。黒ニンニクとニンニクの多糖含有量はそれぞれ98.67 mg/gと50.33 mg/gであった[2]。黒ニンニク粗多糖類は、熱湯抽出、ロータリー蒸発濃縮、遠心分離、セバグ法によるタンパク質除去、沈殿洗浄、乾燥等の分離精製工程を経て得られた。抽出率は8.14%,粗多糖類の純度は43.0%であった[3]。papainを用いて黒ニンニク多糖類を抽出し、抽出方法を最適化した。抽出条件は酵素の投与量1.5%、酵素作用ph 6.5、抽出温度55°c、超音波時間75分で、黒ニンニク多糖類の抽出率は10.15%に達した[4]。黒ニンニク多糖類は、優れた抗酸化特性を有し、その健康上の利点は、さらなる研究に値する。

Compared to fresh garlic, black garlic becomes sweet and sour. During the processing, the enzymatic hydrolysis of amylase and fructanase and the heat during the maturing process gradually break down the polysaccharides in the garlic into monosaccharides (mainly glucose and fructose), disaccharides and oligosaccharides, which increases the sweetness of the black garlic. The finished black garlic contains more than 60% reducing sugars by dry weight, which is 30 to 80 times that of fresh garlic [5].

加熱処理した黒ニンニクの糖成分は、主に果糖(57.14%)、ショ糖(7.62%)、ブドウ糖(6.78%)である。このうち、フルクトースの増加が最も大きく[黒ニンニク(0.38±0.06)(44.73±4.41)g/100 g dm]、次にグルコースの増加[0]であった。21±0。02) ~(2。51±0。24) g/100 g dm][6]。黒ニンニクの処理中、還元糖の蓄積速度は温度に関連しています。温度が上がるほど還元糖の蓄積速度が速くなり、ニンニク多糖類の分解は主に高温によるものであることが分かった。しかし、事実上の理由から、酵素の活性化につながるブラウニング程度の糖度を減らす効果もある黒ニンニクは温度を一定に保つで勉強をしてそれは下条件発見さ70-90°C完全にglucanaseは時間の内短期間では不活性化には加わらずに還元糖【7】産生黒ニンニクの加工中に砂糖の生産を減らすための他の経路があることが推測される。

加水分解後、ガーリック中性多糖類の分子量は有意に減少し、オリゴ糖含有量は有意に増加し、重合度が10以下のオリゴ糖含有量は15%から75%以上に増加する[8]。ニンニクに含まれる中性多糖類に比べ、人工胃液はオリゴ糖の加水分解に大きな影響を与える。オリゴ糖は、抵抗性は低いが、4種類の乳酸菌の増殖を著しく促進し、発酵液のphを低下させ、より強力な前生物的作用を持つ。フルクトオリゴ糖は、腸内微生物の成長と機能を促進するプレバイオティクス効果を持つ機能性オリゴ糖です。しかし、黒ニンニクの調製に用いられている現在のプロセスは、フラクトオリゴ糖の含有量が限られており、黒ニンニクの前生物学的機能が大きく制限されている。そこで、いかに加工技術を最適化してフルクトオリゴ糖含有量を増加させるかも研究の方向性の一つである。

1. 2有機酸

ニンニクの有機酸は、栄養素の吸収、消化、免疫に重要な役割を果たしています。ニンニクの酸度は0.4%(乳酸)で、酸味はありません。加熱処理の間、黒ニンニクの総酸含有量は増加し続け、酸味を与える。メイラード反応によってギ酸と酢酸が生成する。ニンニクのphは6.42(新鮮なニンニク)から5.00(40°c, 45 d)および3.05(85°c, 45 d)に変化する[7]。黒ニンニクの総酸含有量は、加工前後で大きく変化し、生ニンニクで4.6 g/kg、黒ニンニクで33.61 g(60°c)、37.50 g(70°c)、30.96 g(80°c)、36.37 g/kg(90°c)である[6]。

Citric acid, lactic acid, tartaric acid, oxalic acid and malic acid are the main organic acids in black garlic. Garlic extract contains organic acids such as citric acid, malic acid, lactic acid and fumaric acid, while black garlic extract loses fumaric acid and produces new acetic acid, formic acid, 3-hydroxypropionic acid and またコハク酸 (black garlic contains more formic acid and acetic acid) [9]. These changes are of great significance. An increase in the content of organic acids not only brings a sweet and sour taste, but also facilitates the hydrolysis of proteins and polysaccharides and the microbiological stability of black garlic. The reason for the increase in acidity after heat treatment of garlic is the consumption of a large number of basic groups (such as the amino group in amino acids) in the Maillard reaction and the formation of short-chain carboxylic acids.

1. 3 Sulfur-containing化合物

ニンニクの主な生理活性物質は硫黄を含む化合物である。アリシン(S-allyl-L-cysteine塩化)、alliin (S-allyl-L-cysteine)、γ-glutamyl-S-allyl-L-cysteineが主なでsulfur-containing化合物ニンニクだ。黒大蒜、物质の内容、alliinとγ-glutamylcysteineは0.36% 0.90% 0.36% ~ ~ 0.93%を支持した持分0.93%それぞれ書き込む。

Deoxygallin、γ-glutamylcysteineは0.36%-0.90% 0.36% ~ 0.93%で、~ 2.83% 0.83%[10]。ニンニクには抗菌、血圧低下、血液脂肪低下、抗がん、抗腫瘍などの作用があり、ニンニクの硫黄化合物と関系がある。また、硫黄化合物は、ニンニクの主要な風味物質でもあり、独特のスパイシーな風味を与えます。ニンニクに含まれるアミノ酸のアリシンとデオキシアリシンは加熱すると分解し、アリルスルフィドのような硫黄化合物を形成する。

Black garlic mainly consists of 27 volatile sulfides, of which the higher content is 3-ethylidene-3,4-dihydro-1,2-dithiole (17.56%), diallyl disulfide (17.53%), 2-ethyl tetrahydrothiophene (13.24%), 2-vinyl-1,3-dithiane (8.81%), N,N'-dimethylthiourea and other compounds (8.00%). Compared to garlic, the contents of diallyl disulfide and diallyl trisulfide were significantly lower, which may be the main reason for the significant reduction in the pungent odor of garlic after heat treatment. After heat treatment, the content of 2-ethyl tetrahydrothiophene in black garlic was significantly higher than that in garlic, giving black garlic a light fragrance. The total volatile sulphur compounds in black garlic are slightly lower than in garlic, while pungent volatile substances such as diallyl disulphide and diallyl trisulphide are significantly reduced and aromatic compounds are increased [11].

ニンニクと黒ニンニクの揮発性の特徴は、ニンニクの品種、加工方法、分析方法の違いによって異なる可能性がありますが、これらの結果は、ニンニクを高温で加工した後、刺激臭が大幅に減少し、香りが高くなることを示しています。ニンニクと比べると、総額揮発性硫黄化合物でブラックニンニクも増加する、効果があるとの合成を抑え発がん性物質基準値nitrosaminesなど、がん細胞の形成と成長を抑制し、血圧を下げる抵抗する老化予防や心臓・脳血管疾患を誘発するなどの難病治療。

1. 4ポリフェノール

Polyphenols are widely distributed in daily foods such as fruits, vegetables and cereals, and exhibit strong 抗酸化作用. Garlic is one of the richest sources of phenolic compounds in foods. Tannins, flavonoids and phenolic acids are the main polyphenols in black garlic. During the processing, the polyphenols in black garlic are hydrolyzed by heating, producing a large number of small phenolic molecules and releasing more phenolic hydroxyl groups, which increases their relative content. Hydroxycinnamic acid derivatives are the phenolic acids with the highest content in garlic samples processed by different processes, among which the content of p-coumaric acid and o-coumaric acid has increased most significantly (by 14 times) [12]. After garlic is processed into black garlic, the total polyphenol content increases significantly by 7-11 times, the total flavonoid and total phenolic acid content increases by 1-5 times and 4-8 times respectively, making black garlic have stronger antioxidant activity and peroxide radical scavenging capacity than garlic [8].

1. 5アミノ酸

Amino acids are important nutrients in food. Their composition and content directly affect the nutritional value of food and are closely related to human taste. Garlic contains amino acids. After processing into black garlic, the content and type of free amino acids change significantly. As shown in Table 1 [13]. Fresh garlic is rich in free amino acids such as glutamine, asparagine and glutamic acid, as well as essential amino acids such as lysine, tryptophan and valine. After garlic is processed at high temperatures to make black garlic, the protein may denature, and some amino acids participate in the Maillard reaction, while others exist in a free state and constitute the nutrients in black garlic.

choiら[14]は、ロイシン、イソロイシン、メチオニン、フェニルアラニンを除くすべてのアミノ酸の含有量が処理後に減少することを発見しました。システインはニンニクの硫黄化合物の重要な前駆体であり、臭気を生成する化合物の親でもある。黒ニンニク中のシステインの含有量は、熱処理後に有意に減少し、黒ニンニクの低硫黄風味の形成に関連している可能性がある。チロシンやアスパラギン酸などの酸性アミノ酸や、グルタミン酸、アルギニン、リジンなどの塩基性アミノ酸は、処理時間が長くなると含有量が減少します。また、スレオニンやセリンなどの極性アミノ酸や、グリシンやアラニンなどの非極性アミノ酸の含有量も減少します。これらのアミノ酸の減少は、アミン(通常はアミノ酸)とカルボニル化合物(通常は還元糖)の間で起こるメイラード反応に関係していると推測されている。

1. 6 Melanoidins

Melanoidins are brown macromolecular nitrogen-containing compounds that are formed during the late stages of the reaction by condensation and polymerization of Maillard reaction intermediates. In recent years, melanoidins have received increasing attention due to their antioxidant, prebiotic and anti-hypertensive effects.

新鮮なニンニクからはメラノイジンは検出されなかったが、黒ニンニクを加熱して黒ニンニクに加工すると、黒ニンニクのメラノイジン含有量が有意に増加した。この濃度は加熱日数と正の相関を示し、ニンニクの色が増加した。ニンニクを72、75または78°cで一定期間処理すると、ニンニクの色が増加する(ニンニク球根全体のハンターl値は52.05±0.38から18.01±0.32、18.04±0.25およびに減少した 19. 6分±0だ褐変の強度と速度は、温度と処理時間に大きく依存します[15]。420 nmにabsorbanceの测定も行なわれた、観測がサンプル処理85のブラウニング強度°Cの前まで急増し、定常状態と15日、ニンニクで治療をサンプルもっとゆっくり°Cによりでしょブラウニング強度の変化で40°C 2.05 85(0.69%°C)[16]。

黒ニンニクの褐変度はメイラード反応の進行に関係している。280 nm、320 - 360 nm、420 - 450 nmの吸光度は、初期段階(グリコサミン縮合およびアマドリ転位)、中間段階(糖脱水、断片化およびストレッカー分解)、最終段階(アルドール縮合、重合および複素環ニトロ化合物の形成)で形成される生成物に対応する。これらの3つの段階で生成される生成物は、多数の中間生成物と同様に、タンパク質、ペプチド、フェノール酸などの分解化合物と同様に、同様の分布をたどります[17]。メラノイジンの量が増加すると、ニンニク試料は徐々に黒くなり、暗褐色または黒色になる。

のうちblack pigments, the relative content of furans is the highest, followed by pyrroles, thiophenes, alkanes, furfural, phenols, etc. Black pigments have high chelating activity and antioxidant capacity, which is positively correlated with molecular weight. In vitro simulated digestion results show that black pigments are almost indigestible. Both α-amylase and hydrochloric acid treatment significantly reduced the metal ion chelating activity and antioxidant capacity of black garlic allicin, which could still be maintained above 60% after in vitro simulated digestion. This indicates that allicin has high bioavailability and bioaccessibility. Tests have shown that oral administration of melanoidins can significantly reduce weight gain and white adipose tissue mass in mice induced by a high-fat diet, and reverse glucose tolerance, especially at high doses. At the same time, after oral administration of melanoidins, the intestinal microbial environment of mice is improved, and bacterial diversity and abundance increase [18]. The above studies all indicate that black garlic black essence has great application potential. At the same time, black garlic black essence has great application potential as a dietary fiber in diabetes and obesity, and as an effective antioxidant, it can also be widely used in food additives or functional foods.

1. 7 5-HMF

5-HMF is a five-carbon cyclic aromatic aldehyde that can be formed by catalytic dehydration of reducing sugars (such as glucose or fructose) and amino acids during the high-temperature Maillard reaction, or by direct degradation of sucrose in an acidic environment. The formation of 5-HMF in food is highly dependent on processing and storage conditions, such as temperature and pH.

5-HMF, as a key intermediate product of the Maillard reaction, not only affects the biological activity of black garlic, but also its sensory effects. It can be used as an important indicator for predicting the processing rate of black garlic. Nuclear magnetic resonance hydrogen spectrum analysis showed that 5-HMF was not found in fresh garlic, while black garlic produces a large amount of 5-HMF during processing. The content of 5-HMF in black garlic extract obtained after heat treatment for 90 d increased by more than 6 times compared with that after heating for 25 d. LIANG et al. [9] used the amount of 5-HMF as a differential marker for fresh garlic and black garlic extracts obtained after heating for 5 and 25 d. The 5-HMF content in black garlic increases significantly during heat treatment, and the actual increase depends on the processing temperature. The higher the processing temperature, the faster the 5-HMF content increases. The 5-HMF level in black garlic prepared at 60 °C increases at a slow rate to 1.88 g/kg (about 0.39 to 0.46 times the 5-HMF in black garlic prepared at 70 °C, 80 °C and 90 °C). The 5-HMF content increases rapidly at 80 or 90 °C, but black garlic produces a bitter taste [19]. Freezing pretreatment can increase the 5-HMF content in black garlic by 25% (from 208.5 μg/g to 260.7 μg/g) [20].

しかし、5 hmfの安全性についてはまだかなりの議論があります。高濃度の5- hmfは細胞毒性があり、ヒトの組織や臓器に刺激を与え、体内で発がんを引き起こす。黒ニンニクの加工中に5- hmfが形成される経路はまだ解明されておらず、新鮮なニンニクから黒ニンニクへの加工中に5- hmfレベルを検出する効果的な方法については、さらなる研究が必要である。

黒ニンニクの2生物学的機能

After being heat-treated and processed into black garlic, garlic is easily absorbed by the human body. Black garlic is rich in functional ingredients such as polyphenols, sulfur-containing compounds, and melanoidins. Under the combined action of these compounds, black garlic has more powerful biological functions than fresh garlic.

2.1抗酸化とアンチエイジング効果

Antioxidant activity is the most prominent characteristic of black garlic. Black garlic has high DPPH radical, ABTS cationic radical, ·OH and ·O2- scavenging activities, thereby exerting an antioxidant effect. The enhancement of the antioxidant capacity of black garlic is closely related to the production of new antioxidant compounds. During the processing of black garlic, the increase or production of polyphenols (including flavonoids), β-carboline alkaloids, 5-HMF, and melanoidins, etc., all play an effective role in improving its antioxidant properties [21].

黒ニンニクのアリシンは、脂質と結合することができ、結合製品は、ビタミンeと同じ機能を持っている、つまり、アンチエイジングと動脈硬化を防ぐ;黒ニンニクのアリナーゼとそのエタノール抽出物も、ある種のアンチエイジング効果があります;黒ニンニクのシステインは、細胞の増殖を促進することができ、デトックスと美化の効果を持っています;黒ニンニクにはゲルマニウムが豊富に含まれており、アンチエイジング効果がある[13]。

LEE et al. [21] fed 3-week-old diabetic mice with normal feed and freeze-dried ordinary garlic and black garlic, respectively, and measured the lipid peroxides and the activity of antioxidant enzymes in the liver after 7 weeks. The antioxidant capacity of black garlic was more than four times that of ordinary garlic. Compared with the control group of mice, the level of thiobarbituric acid reactive substances in the mice fed black garlic was significantly lower, and the activities of superoxide dismutase, glutathione peroxidase and catalase were significantly higher. CHOI et al. [14] found that the content of polyphenols and flavonoids in black garlic increased significantly within 21 days. The antioxidant capacity of black garlic was found to be significantly improved by the DPPH free radical and ABTS cation radical scavenging capacity. Both in vitro and in vivo experiments have proved that black garlic has strong antioxidant capacity and anti-aging effect.

2. 2抗菌および抗炎症効果

アリシンとアリルスルフィドは黒ニンニクの殺菌に重要な効果を持ち、広範囲の抗菌効果を有する。さらに、黒ニンニクに含まれる揮発性成分および浸出物は、様々な病原性細菌に対して顕著な阻害または殺菌効果を有する。最小阻害濃度(黄色ブドウ球菌および大腸菌)は有意に減少し、相乗効果が観察された[22]。キム氏ら[23]5-HMFブラッククロロフォルムニンニク浸してから抽出に与える影響に関して研鑽を積んで表情内皮セル癒着要因とmonocyte癒着TNF -α-stimulated噬臍の静脈内皮細胞その結果、黒ニンニク5- hmfには抗炎症作用があり、動脈硬化などの血管疾患の治療薬としての可能性があることが示されました。

2. 3血圧、血中脂質、血糖値を調節する効果

生活水準の向上とともに「3高」問題が浮上し、人類の「キラーナンバー1」に浮上した。研究によると、黒ニンニクには、血圧、血中脂質、血糖値を下げるなど、さまざまな効果があることがわかっています。

riedら[24]は、血圧低下薬の血圧低下効果の判断を補助するために黒ニンニク抽出物を使用し、黒ニンニクの方が血圧低下効果が高いことを結果から示した。jungら[25]は、saccharomyces cerevisiaeを用いて黒ニンニクを発酵させ、高脂肪肥満マウスに黒ニンニクを3回投与した。同じ量のsaccharomyces cerevisiae発酵黒ニンニクは、高脂肪食によって引き起こされる肥満合併症との闘いにおいて、通常の黒ニンニクよりも効果的であった。さまざまな量の黒ニンニク抽出物を与えた高脂肪ラットでは、srebp-1c遺伝子発現が低下し、脂質とコレステロールの代謝が低下し、総脂質、トリグリセリド、コレステロールの血中濃度が低下することが明らかになった[26]。

Black garlic is effective in lowering blood sugar, has outstanding advantages, no side effects, and is also highly antioxidant. It can prevent complications of diabetes and is one of the first choices for hypoglycemic drugs. SI et al. 【27】used Lactobacillus bulgaricus to prepare black garlic and conducted a clinical trial for gestational diabetes. After 40 weeks, fasting blood glucose and blood glucose levels 1 and 2 h after an oral glucose tolerance test were measured. The results showed that Lactobacillus bulgaricus promoted the conversion of pyranose to furanose glucoside, reduced fasting blood glucose and 1 and 2 h hemoglobin levels, and effectively improved gestational diabetes.

2. 4抗がんおよび抗腫瘍効果

研究では、黒ニンニクにも抗腫瘍効果があることが判明しています。黒ニンニクは、胃がん、肝臓がん、肺がん、白血病、乳がん、結腸がんなどのがんに対して、in vitroおよびin vivoで優れた治療効果を示している。

In vitro tests have shown that black garlic extract causes dose-dependent apoptosis of GC-7901 human gastric cancer cells and can inhibit the in vivo growth of tumors in tumor-bearing mice. The increase in serum superoxide dismutase, glutathione peroxidase, IL-2 and spleen and thymus indices indicates that the anti-tumor effect of black garlic may be related to its antioxidant and immunomodulatory effects [28]. Black garlic aqueous extract has a significant growth inhibitory effect on liver tumors. After transplanting Kunming mice with H22 liver cancer cells, black garlic has an effective tumor inhibition rate of over 40% [29]. Black garlic hexane extract can significantly inhibit the proliferation of leukemia cells U937. The inhibitory effect is positively correlated with the concentration and the effect of apoptosis is positively correlated with the concentration of the active ingredient, and there is a certain dose-effect relationship. After treating U937 cells with 10 μg/mL black garlic hexane extract for 24 hours, the cell survival rate decreased by 60% [30].

黒ニンニクに含まれる硫酸含有化合物の中で、s-アリルシステイン(sac)とs-アリルメルカプト・システインは、その抗がん効果に大きな役割を果たしている。また、黒ニンニクの処理は、体による吸収を促進し、体の改善に一定の効果を有するアミノ酸にニンニクのタンパク質を変換します'の免疫、疲労を緩和し、がんや抗がんを防止します。黒ニンニクに含まれるセレンやゲルマニウムなどの微量元素にも重要な抗がん効果があります。

2. 5肝臓と心臓に対する保護効果

黒ニンニクは、in vitroとin vivoの両方で、ニンニクよりも高い抗酸化と抗炎症活性を有し、肝臓と心臓に一定の保護を提供することができます。慢性的なアルコール障害を持つラットでは、黒ニンニクが肝臓を保護する効果があることが研究で明らかになっている。黒ニンニクは、血漿中の脂質分布を改善し、アスパラギン酸アミノトランスフェラーゼ、アラニンアミノトランスフェラーゼ、アルカリホスファターゼ、乳酸デヒドロゲナーゼのレベルを有意に低下させることができる[31]。また、黒ニンニクにはsacとポリフェノールが豊富に含まれており、このポリフェノールは虚血再灌流中に冠動脈を弛緩させることで心保護効果を発揮し、虚血再灌流による心筋収縮性低下を防止する可能性がある[32]。

2. 6免疫力を

のbody'の免疫機能は、リンパ球、単球および他の関連細胞およびそれらの生成物の相互作用によって達成される。黒ニンニクの脂溶性揮発性油は、体内のマクロファージの食作用を大幅に改善し、免疫システムを効果的に強化することができます。同時に、タンパク質は処理中にアミノ酸に変換されるため、それはまた効果的に体を強化することができます'ですimmune function. An increase in vitamin C content can also enhance the body' s免疫向上させる。

峯ヨンフィウォン)ら、汝[33]はネズミ、腹腔に注射をし黒ニンニクエキス分が解決策、5日間、6日にネズミを退治した後彼らsplenocytes分離と培養,ナチュラルキラー細胞殺害活動の分泌レベル脾臓でNO細胞培養上澄み、そしてIL-2の段階——IL-4、IFN -γTNF -αは庭園の実測など黒ニンニク抽出物がナチュラルキラー細胞の殺害活性を大幅に増加させ、監視し、体内の異常な細胞を除去する能力を高めることを確認する。また、黒ニンニクエキスは、白血球、リンパ球、およびラクトバチルス・ラムノススの含有量を増加させることができ、それによって体を強化します' s[34]免責がある

2. 7他の機能

黒ニンニクはまた、ラットの海馬の錐体ニューロンの総数を増加させ、空間記憶を改善することができます[35];ラットのpucken細胞の数を増やし、運動協調を改善[36];マウスでは、th1 / th2応答のバランスを調整し、ig - 33- st2シグナル経路を阻害し、アレルギー性喘息を改善させました[37]。

3黒ニンニクの加工技術

現在、市販されている黒ニンニクは、主に高温多湿の条件下で一連の化学反応とメイラード反応によって自然に形成されます。微生物発酵は、緑色で安全という特徴があります。people&と#39の増加健康意識、グリーンバイオ変換技術は徐々に研究ホットスポットとなっている。いくつかの研究者は、より良い生物学的活性と生理学的効果を与えるために黒ニンニクの処理に微生物発酵を使用しています。

3.1非発酵加工技術

現在、China's black garlic processing technology is mainly introduced from Japan and South Korea, and improvements are made to the original processing technology. At present, the black garlic processing technology is mainly a non-fermentation process, which is divided into solid-state processing and liquid processing.

3.1.1ハッシュ固体処理

固体処理は現在、黒ニンニクを製造する最も一般的な方法である。新鮮でふっくりとしたにんにくを厳選し、物質を一切添加せず、高温多湿の条件下で栽培しています。固体処理のプロセスフローには、ニンニクの選択、茎の最初の1 ~ 2層の剝離と除去、洗浄、等級付けと選択、高温多湿処理、殺菌消毒、包装などのプロセスが含まれます。90日加工した黒ニンニクは、30日栽培した黒ニンニクより栄養分が豊富だという研究結果が出た。これは栽培時間が短いことで有効成分の蓄積が少ないためと考えられます。30日の潜伏期間は生産サイクルを短縮するが、糖やポリフェノールなどの物質の含有量は、90日の黒ニンニクよりもわずかに低い。しかし、90日間培養された黒ニンニクの生産サイクルは長く、非効率であり、生産コストを増加させる。このため、生産周期を短縮しながら、栄養価の高い黒ニンニクをどのように生産するかが課題となっている。前処理と高温多湿の2つの一般的な方法があります。

高圧前処理の影響nutrient content of black garlic is significant, but the total sugar content and DPPH free radical scavenging capacity of black garlic after pressure-holding pretreatment are reduced, and the effect is not good [38]. Garlic was pretreated using two methods: low-temperature freezing and high-temperature boiling. The nutritional quality characteristics of the different pretreatment processes were compared. The results showed that compared with high-temperature boiling pretreatment and the control group of black garlic, the ripening time of black garlic pretreated by low-temperature freezing can be shortened by 4 d. In addition, the content of reducing sugar, total phenol and amino nitrogen in black garlic obtained by low-temperature freezing is higher, which is better than that of black garlic pretreated by high-temperature boiling and untreated black garlic [39].

Therefore, black garlic pretreated by low-temperature freezing has better quality. Zhu Xinpeng et al. [40] used microwave pretreatment to prepare black garlic and optimized the pretreatment process. Compared with black garlic without microwave pretreatment, black garlic prepared under optimal pretreatment conditions has significantly higher total phenol, reducing sugar and total acid content, no significant change in allicin, and a higher sensory evaluation. The use of methods such as respiratory inhibition, low-temperature freezing, and ultrasound to treat garlic can effectively increase the content of reducing sugars and amino nitrogen in black garlic, shorten the processing time of black garlic, reduce energy consumption, and improve functional ingredients.

黒ニンニクの前処理方法は同じではありませんが、黒ニンニクの処理時間を短縮し、処理効率を向上させると同時に、黒ニンニクの機能性成分を増加させ、機能性を高めることができます。したがって、ニンニクの前処理は黒ニンニクの生産と適用に必要である。

3. 1. 2液体処理技術

液状加工とは、新鮮なニンニクをつぶしてペースト状にし、一定の割合の水を加えて加工すること。液体処理プロセスには、ニンニクの選択、皮むき、洗浄、破砕、真空シール、インキュベーター内でのインキュベーション、乾燥、パッケージングが含まれます。

Cultivating black garlic under liquid culture conditions has a shorter processing time. Compared with garlic and black garlic cultivated in solid form, the total amino acid and individual amino acid content of black garlic cultivated in liquid form are increased, and the polyphenol content is also significantly increased. This shows that black garlic processed in liquid form has better antioxidant capacity, as also demonstrated by the DPPH radical scavenging rate test results. Luo Xue-cang et al. [41] found that the best process for liquid cultivation is a mass ratio of garlic paste to water of 2:1, a particle size of 4 mm, and a variable temperature of 70–80 °C. Under these conditions, the total phenol content of black garlic increases 5 times, and the superoxide dismutase activity increases 15 times. Black garlic is dark brown in color and has no garlic odor.

現在、黒ニンニクの液体発酵に関する研究は比較的少ないが、従来の方法に比べて、液体処理方法は簡単で、処理時間が短く、コストが安く、栄養価が高く、生物学的機能が強いという利点がある。

3.2発酵処理技術

近年、より多くの研究者が生物変換に焦点を移している。それは緑色で健康的で、合成製品の副作用がなく、また、さまざまな生物活性と生理効果を持っています。微生物発酵技術は、ポリフェノール、タンパク質およびペプチド、食物繊維などの発酵製品中の機能成分の含有量を増加させることができ、緑と環境に優しいバイオ変換の手段です。

黒ニンニクの生物活性は、発酵プロセスによって強化されます。jungら[25]は二段発酵法を用いた。

In the first stage, Saccharomyces cerevisiae was inoculated into a medium containing black garlic extract to increase the concentration of bioactive substances. After filtration, the culture solution was heated to extract and remove the cells. The solution was then evaporated and freeze-dried for storage. In mouse experiments, it was found that black garlic fermented with Saccharomyces cerevisiae had stronger in vitro antioxidant properties than black garlic prepared using traditional methods. It also showed stronger liver protection, kidney protection, blood lipid lowering and weight loss effects in diabetic and obese mice. In addition, it was found that garlic fermented with Bacillus subtilis contains a high level of stable nitrite [42]. Acute feeding of different doses of concentrated fermented garlic can effectively reduce the systolic blood pressure of spontaneously hypertensive rats, and the effect is dose-dependent.

siら[27]は、黒ニンニクの発酵にブルガリア乳酸菌を用いた。発酵後、ニンニクを滅菌水で洗浄し、50°cのインキュベーターで乾燥させた。乳酸菌発酵黒ニンニクの抗酸化作用が著しく改善され、妊娠糖尿病予防に効果があった。

Bacillus species (e.g. Bacillus subtilis, Bacillus licheniformis) have strong acid-producing abilities. Adding a certain amount of Bacillus to the fermentation liquid can give foods unique flavours such as mellow, floral and fruity aromas [43]. Lactobacillus, the most common probiotic in the food fermentation industry, is already widely used in the food industry. Lactic acid bacteria can regulate the intestinal microecology in the human body, improve human cholesterol, regulate blood pressure, etc. After lactic acid bacteria fermentation, the ingredients in the raw materials will be biotransformed by lactic acid bacteria, which not only enhances the nutritional value of the raw materials (such as increasing the content of polyphenols, acids, dietary fiber, soluble protein and polypeptide content), improve the flavor and quality of the food (e.g., reduce the content of phytic acid), and also enhance the physiological activity of the functional ingredients in the raw materials (e.g., reduce blood sugar, blood pressure, and fight cancer) [44 - 45].

黒ニンニクの生物活性を高めるために微生物のプロバイオティクス効果をどのように利用するか、黒ニンニクの風味と品質を向上させるか、細菌株の選択、発酵プロセスの決定と最適化、安全性の問題などは、今後の研究が必要です。

4ブラックガーリックの内生菌

内生菌(内生菌、英:endophytes)は、植物の組織の中で生活する微生物であり、そのライフサイクルの一部または全部を占める。自然生態系の健康な植物体はすべて、植物の全身抵抗性を誘導する様々な二次代謝物を分泌する内生植物と共存している。そのため、植物内生植物は生体制御や収量増加剤など様々な役割を果たしています。

Ji Yanru et al. [46] used conventional isolation and culture methods to study the law of change in the number of total bacteria and endophytic bacteria in black garlic during processing. There is no strictly meaningful fungi on the surface or inside the garlic, but there are a large number of aerobic and anaerobic bacteria. During the black garlic processing, the total bacterial and endophytic flora of the garlic first increased rapidly, then dropped sharply, and finally the number of microorganisms gradually tended to zero. When the temperature reached above 60 °C, the bacteria on the surface of the garlic basically lost their vitality, and only some endophytic bacteria survived. However, repeated temperature rises and falls gradually inhibited the activity of the endophytic bacteria until they lost their vitality. A melanin-producing bacterium was isolated at the 96th hour of black garlic processing and identified as Bacillus subtilis S8nyzx-1[47]. This bacterium can grow in garlic juice medium, grow vigorously, be heat-resistant, and produce melanin. It was inoculated into raw garlic cloves, and after 48 hours at 50 °C, the cloves turned black, while the uninoculated cloves were pale yellow, indicating that the bacterial solution had a certain effect on turning garlic from white to black.

qiuら[48]は、伝統的な培養法を用いて、ニンニクと黒ニンニクの内生菌を分離・同定した。数から植民地のニンニク黒いニンニク(0.39%)より高くられたから、微生物群した旨を示す施された黒ニンニク処理時一部変更事項を緩やかに下降数、細菌内(は芽胞と、methylotrophicus菌と、amyloliquefaciens菌)支配細菌ニンニクと真っ黒なニンニクでと化しているのですこの結果はji yanruら[46]と類似している。

However, the traditional method of culturing endophytic bacteria has some limitations, and some bacteria have limited culturability and reproducibility. Therefore, Illumina MiSeq sequencing technology (16S rRNA V3-V4 hypervariable region of bacteria) was used to increase the understanding of the endophytic bacteria in garlic and black garlic [49]. The results showed that the microbial community in black garlic45の門で1,125の異なる属に分割され、thermus、corynebacterium、streptococcus、brevundimonasの4つの異なる属が支配していました。黒ニンニク発酵0日目には、プロテオバクテリア、フィルミクート、アクチノバクテリアが全体の96.86%を占めていた。この過程が進むにつれて、支配的なphylaは基本的には変わらなかったが、相対的な存在量は大きく変化した。具体的には、プロテオバクテリア門が小さく96.86%午前0时dから44.53% 12ヵ所のdでしかし、FirmicutesアクチノバクテリアですからBacteroidetes哺乳類増え1.04%で、20.47%に0.18% 0.67%それぞれ8.84%と8.54%で、後の詳細な微生物群が大きく違っている事の構造調整、12日間の热処理してできたものです。この過程で、黒ニンニク試料の微生物多様性と存在量が有意に増加した。この結果は、伝統的な培養法による結果とは大きく異なり、両者には直接的な有意差があることを証明している。

Metabolic pathway prediction based on KEGG for 16S rRNA tagged gene sequences indicated that amino acid metabolism, carbohydrate metabolism and membrane transport play important roles during black garlic fermentation. Nutrients and bioactive substances in the garlic system are involved in the metabolic pathways of microbial communities at different stages, and interact directly or indirectly with substances produced by microorganisms. These effects are greatly influenced by processing conditions and ultimately determine the characteristics of the black garlic product. The newly formed functional compounds (such as oligosaccharides) play different roles in the growth of beneficial and harmful microorganisms. In short, there is extensive interaction between the key compounds in the garlic system and the coexisting microorganisms, and more research is needed, as these interactions further complicate the compositional changes in garlic during the conversion to black garlic.

ニンニクの内生菌は、グルコース、ラクトース、ショ糖、ニンニク多糖類を発酵させることができ、耐熱性が高く、大量の有機酸や生物活性物質(細胞外多糖類など)を産生する。これらの活性物質は、黒ニンニクの機能を大幅に強化し、貯蔵期間を延長し、安全性を向上させることができます。ニンニク内生細菌の代謝能力が重要なバイオテクノロジーの応用価値を有することを示している。しかし、ニンニクの代表的な内生菌数は比較的少なく、その機能を解明するためには、試験管内でそれらを分離・増殖させる必要がある。

Therefore, using endophytic bacteria to accelerate the processing of black garlic, improve its flavor and functional substances, and extend its storage period will become a research hotspot in the future. Correlative analysis also showed that the diversity of the microbial community and some genera (such as Thermus and Bacillus) were significantly and positively correlated with the reducing sugar, total phenol and total acid content of black garlic. However, the role of microorganisms in the formation of black garlic quality still needs to be studied. In the future, the role of chemical reactions and microbial communities in the formation of black garlic quality during the black garlic cultivation process will be one of the research priorities through metabolomics and modern instrumental analysis and detection techniques.

5まとめと展望

ニンニクを黒ニンニクに加工した後、糖、有機酸、ポリフェノールなどの主成分が大幅に増加します。ブラックエッセンスと5- hmfを配合することで、ブラックガーリックはニンニクよりも栄養価と効能が高くなります。黒ニンニクは、抗酸化やアンチエイジング効果があるだけでなく、記憶や神経系を保護する効果もあります。また、抗がん、抗炎症、抗アレルギー、低血糖、肝臓保護、心臓保護の効果があります。黒ニンニクは、新興の健康食品として徐々に普及してきており、良い市場の見通しがあります。

At present, the main processing method of black garlic is natural cultivation under high temperature and high humidity conditions, mainly in solid form. Some researchers have realized that biotransformation not only does not have the side effects of synthetic products, but also increases the biological activity and physiological effects of the product. Using microbial fermentation technology makes the nutritional content of black garlic higher, improves the physiological functions of black garlic, and provides new ideas for the development of black garlic industrialization.

However, the following problems need to be further solved: (1) The selection of strains, the addition method and the addition process during fermentation are still immature, and the impact of different strains on the nutrients and physiological functions of black garlic and their mechanisms are still unclear; (2) The processing cycle of traditional black garlic is long, generally requiring 2 to 3 months or even longer under high temperature and high humidity conditions. How can the processing time of black garlic be shortened, production efficiency be improved, and energy conservation and emission reduction be achieved during the bioconversion process? (3) Researchers have used a combination of traditional culture and Illumina MiSeq sequencing technology to isolate and identify the endophytic bacteria in black garlic, and understand the changing trends of endophytic bacteria during the cultivation of black garlic. However, the impact of the presence of black garlic endophytic bacteria on the nutrients, flavor substances and biological activity of black garlic needs to be further explored; (4) As an emerging deep-processed garlic product, issues such as the formulation of production specifications, quality standards and safety indicators for black garlic deep processing also need to be urgently resolved.

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