黑蒜加工工艺及其应用

第6期(总第355期)农产品加工(学刊)No 62014年6月Academic periodical of Farm Products Processin文章编号:1671-9646(2014)06a-0074-04黑蒜加工工艺及其应用熊新建',卢建新’,李丹,陈媛媛3,张仲欣2,任广跃2(1.河南科技大学后勤集团饮食公司,河南洛阳471023;2.河南科技大学食品与生物工程学院,河南洛阳471023)摘要:黑蒜作为一种发酵制品,是以新鲜大蒜为原料,经过高温、高湿条件的发酵而成。随着人们生活水平的提高黑蒜正以它极高的营养价值和保健价值博得消费者的青睐。以黑蒜生产工艺及近年来的研究进展和应用情况为切人点,对黑蒜的发酵过程、发酵形态、食用价值和保健价值以及未来黑蒜的发展前景和方向进行全面的阐述。目前国内大蒜消费主要以其原料和初级加工产品为主,其附加值不高,故黑蒜加工工艺及其应用的研究为大蒜产业及其深加工的开发利用开辟了新的领域关键词:黑蒜;工艺;应用;固态发酵;液态发酵中图分类号:S26.6文献标志码:Adoi:10.3969jisn.1671-9646(X)2014.06022Application and Processing Technology of Black GarlicXIONG Xin-jian', LU Jian-xin2, LI Dan2, CHEN Yuan-yuan, ZHANG Zhong-xin, REN Guang-yue2(1. Logistics Group Catering Company, He'nan University of Science and Technology, Luoyang, He'nan 471023,China;2. College of Food bioengineering He'nan University of Science and Technology Luoyang. He'nan 471023. ChinaAbstract: As a fermentation product, black garlic is made from the fresh garlic, a kind of products after fermentationtemperature, high humidity conditions and prepared. With the improvement of people's living level, black garlic is winpeople's favor with its high nutritional value and health care value. In this paper, black garlic production technologyapplication in the progress and development of the research in recent years, development prospects and direction ofgarlic fermentation process, fermentation pattern, edible value and health value and future black garlic are described inAt present the domestic garlic consumption mainly in the raw materials and primary processing products, its added valuehigh, opens up a new field of study on the development and utilization of black garlic processing technology and its applicationstry and its deep processKey words: black garlic; technology; application; solid-state fermentation; liquid fermentation大蒜是葱科葱属植物蒜( A iLium sα trium I.)的又名黑大蒜、发酵黑蒜,是用新鲜的大蒜发酵后制成鳞茎叫,我国大蒜栽培历史悠久,栽培面积大,产量的产品。它不仅保留了大蒜原有的成分、功能,而且高,大蒜已经成为我国特色的功能性食物资源。大柔软富有弹性,人口之后,软烂香甜,且无大蒜的辛蒜以其丰富的营养成分、低廉的价格、优良的保健辣味和刺激性臭味;在抗氧化性及生理活性方面,与作用、巨大的市场需求,引起了消费者的广泛关注。鲜蒜相比,多酚类物质含量高出5倍以上,其超氧目前,国内消费主要以大蒜原料和初级加工产品为化物歧化酶(SOD)活性要高出10倍以上。国内的主,但初加工技术很难使大蒜的附加值得到提升,黑蒜加工技术主要是从日本和韩国引进的,这样在也影响了国内大蒜产业的发展。特别是新鲜大蒜本技术层面上不具有专利使用权,同时由于国内大蒜身所存在的蒜臭味(刺激性气味和辛辣味),以及过品种及加工方式的差异,致使黑蒜产业经济效益不度食用会对人胃肠黏膜细胞造成一定程度的损伤,高。本文将对黑蒜加工工及其应用进行详细地表征,使之成为大蒜产业发展的瓶颈2旨在为国内大蒜资源开发利用开辟新的领域。然而,在国外高品质、高价值的大蒜系列深加工产品发展迅速,并受到消费者的认可。例如,日1黑蒜加工工艺本研究人员研制开发的黑蒜系列深加工产品。黑蒜黑蒜的发酵过程不是利用微生物发酵而成,而收稿日期:2014-03-14中国煤化工基金项目:国家级大学生创新创业训练计划项目(201210464014)。CNMHG作者简介:熊新建(1960—),男,中式烹调技师,研究方向为食品加工技术讯作者:任广跃(1971—),男,博士,教授,研究方向为农产品干燥技术2014年第6期熊新建,等:黑蒜加工工艺及其应用75是指在高温高湿条件下,自身组织遭到破坏后自身液态发酵的工艺流程为:物质所发生的理化反应,其中黑蒜在黑变过程中主选取新鲜大蒜→蒜瓣去皮→清水清洗→蒜瓣破碎→装袋要发生的是 Maillard反应,其黑色来源主要为真空密封→发酵箱中发酵→去袋、干燥→包装→成品。Maillard反应最终产物——蛋白黑素,发酵后期伴有黑蒜现有的生产工艺多以整瓣大蒜进行发酵,部分酶促褐变阀。目前,黑蒜加工通常分为固态发酵其液态发酵工艺鲜有报道。和液态发酵2类。黑蒜的液态发酵工艺中多借用耐高温食品袋作1.1固态发酵工艺为蒜泥或者蒜粒的密封容器,密封的耐高温食品袋黑蒜的固态发酵是指大蒜本身作为没有水或者基使得黑蒜在发酵过程中无硫化物等臭味散出,极大本上没有游离水的固态基质进行自身发酵的一种发酵地改善了工作环境。另外,液态发酵工艺通过添加方式。目前,国内黑蒜的生产多采用固态发酵工艺。水分、密封并采用变温发酵,既缩短了发酵时间固态发酵的主要工艺流程为又提高了黑蒜中相关活性物质的含量,同时操作简大蒜原料的选择→检测→冷库贮藏→预处理→分级挑单,占地面积少,便于工业化连续生产。料液比及选→装盘→高温、高湿发酵→黑蒜杀菌消毒→黑蒜包装→产蒜瓣破碎工艺也是影响黑蒜液态发酵的一个重要因品质量检测→成品S。素,蒜粒的大小及料液比直接影响着黑蒜有效物质的其中,最关键的步骤是原料的预处理和高温、积累。罗苍学等人对大蒜的破碎粒度及料液比进行高湿发酵。了研究,发现大蒜破碎粒度为4mm,料液比为1:2目前,国内生产黑蒜过程中对大蒜的预处理方时,黑蒜中总酚含量提高了5倍,SOD活性提高了式有多种。乔旭光等人門对大蒜进行了低温冷冻、超15倍,而可溶性糖减少了30%左右声波处理和抑制呼吸处理等预处理方式,这种预处干燥工艺是黑蒜液态发酵工艺中特有的步骤。理对黑蒜中还原糖含量、氨基态氮含量、HMF含量、大蒜经过液态发酵工艺后,发酵容器内黑蒜与大量总酚含量都有有效的促进作用,同时大大减少了黑的水分及浸出液混合在一起,通常可以采用直接热蒜的加工时间、能耗和成本,而且口感、色泽、风风干燥或者热泵干燥技术等进行脱水处理味没有差异,功能成分略有提高;刘文洪等人对大2黑蒜的应用蒜进行微波处理,加快了大蒜细胞的裂解和自身的发酵,从而提高了黑蒜的生产效率;宋国军凹为了最随着科技的发展,黑蒜凭借着其极高的营养价大化地保存和增加大蒜的生理活性,对大蒜进行了值和药用保健价值已经从单一食品行业发展到了化多种混合菌液的浸泡处理,也取得了良好的效果。妆品、保健品、医药等多个行业,涉及的产品也是在固态发酵工艺中,最为重要的环节是高温、多种多样,主要有黑蒜头、黑蒜胶囊、黑蒜酱、黑高湿发酵。高温、高湿的发酵条件是大蒜自身发生蒜米、黑蒜泥、黑蒜片等产品。黑蒜的应用最主要美拉德反应的前提,同时也是影响黑蒜中有效成分地体现在其食用营养价值和药用保健价值2个方面。含量的主要因素。杨侠提出了一种恒温恒湿的发酵2.1食用营养价值方式,强调把大蒜清洗干净后装盒放入发酵车间,研究表明,大蒜的营养十分丰富,每100g鲜大加温50-80℃,加湿50%-80%,对大蒜发酵1个月蒜含水分638g,糖7.2g,蛋白质5.2g,脂肪102g,即可制成黑蒜。对于这种发酵方式虽然说便于操作钙10mg,磷12.5mg,铁1.3mg,VC7mg,VB1和控制,但是生产能耗较大且效率不高。另外,安0.29mg,VB20.06mg,尼克酸0.8mg,此外还含有东等人对大蒜发酵过程中的恒温和变温对黑蒜熟化镁及其他微量元素等,这些都是人体不可缺少的营过程中有效成分含量的影响分别做了试验,试验表养成分。而熟成的黑蒜每100g含水分536g,热量明变温发酵有利于黑蒜中有效成分的积累,而且能1100J,糖41.4g,蛋白质10.4g,脂肪5.1g,钙更好地提高黑蒜产品的感官品质、缩短加工时间、13mg,铁21mg,钠36mg,镁52mg,钾930mg,锌节约能源。国内黑蒜的生产多采用变温发酵的方式。14mg,VB10726mg,VB20.126mg,烟酸10048mg在采用变温发酵期间由于每一批大蒜的含水量、蒜等"。由此可见,黑蒜比大蒜的含水量和脂肪有显瓣大小、大蒜中的pH值都不一样,所以在实际发酵著的降低,而蛋白质、糖分、维生素等则是大蒜的过程中每个阶段的温度和时间如何确定,还需要有2倍以上,微量元素也有明显的提高,这都对维持人经验的技术人员来掌控。体生命活动具有重要意义。黑蒜不仅具有丰富的12液态发酵工艺人体必需的甚平凵中国煤化工蒜味不上分,具有极与固态发酵相比,液态发酵主要采用经过一定高的营养价值破碎的蒜泥或者蒜粒作为原料,拌有一定比例的水火。另外,黑CNMHG的蛋白质大作为发酵基质进行自身发酵。量转化为人体所需的18种氨基酸,进而被人体迅速农产品加工(学刊)2014年第6期吸收利用。定,临床上无法达到一个较好的疗效,肖晓岚等人凹黑蒜的食用营养价值应用十分广泛,作为可以通过试验证明,黑蒜可以通过活化 Caspase诱导胃癌直接食用的黑蒜头、黑蒜片已经成为市场上的主导细胞的凋亡;王旭平等人证明,黑蒜中的大蒜素能产品;黑蒜浓缩汁也被应用于软饮料、酒制品及调够有效地抑制结肠癌HT29细胞生长,从而导致癌细味制品(如调味汁、沙拉酱、辣椒酱、酱腌料、火胞的凋亡; Tsumura等人四试验发现,大蒜素中的硫锅底料等)、营养补充品(如片剂、硬胶囊、软胶化物能够有效抑制乳腺癌,其中的硒元素及有机硫囊、口服液等剂型)中;黑蒜也被应用于生产黑蒜核苷类似物能够保护乳腺癌变果脯、黑蒜米、黑蒜干粉等食品,大大丰富了黑蒜(5)促进糖尿病患者的体质恢复功能。黑蒜能的市场,促进了大蒜产业的发展够影响肝脏中糖原的合成,减少其血糖水平并增加22药用保健价值血浆的胰岛素水平,其中大蒜素能使正常人血糖水黑蒜富含可提高人体机能的营养物质,具有消平下降,黑蒜中还含有S-甲基半胱氨酸亚砜和S除疲劳、提髙体力、解决便秘、保护肝脏、提髙前烯丙基半胱氨酸亚砜,此含硫化物可抑制G-6-P酶列腺活性、促进睡眠等多种药用功能啰。另外,现代 NADPH,防止胰岛破坏,有降血糖作用;黑蒜中的医学研究表明,黑蒜还具有增强免疫力、抗流感、烯丙基二硫化物也有此作用-;黑蒜中含有的生物抗氧化、抗衰老、预防和治疗癌症、促进糖尿病人碱,也具有降低血糖的成分,增加胰岛素的功能的体质恢复、降血压、降血脂、防血栓、降低胆固更重要的是它对正常的血糖值没有影响。醇等保健医疗等功效。6)降血压、降血脂、防血栓、降低胆固醇功(1)增强免疫功能。研究表明,黑蒜中脂溶性能。张庭廷等人用随机分组的方法将小鼠分为挥发油能显著提高巨噬细胞的吞噬功能,有增强免5组,测定大蒜素对血清甘油三酯、总胆固醇、髙密疫系统的作用凹;大蒜素具有活化由糖脂质组成的细度脂蛋白胆固醇以及低密度脂蛋白胆固醇的影响胞膜功能,能提高其渗透性,使细胞的新陈代谢加对血淸卵磷脂胆固醇脂酰基转移酶、心肌脂蛋白脂强,活力提高,机体免疫力随之加强;另外,每100g酶、肝脂酶活性的影响,试验证明大蒜素有显著的黑蒜中富含赖氨酸170mg,丝氨酸223mg以及ⅤC降血压、降血脂效应。Ao等人研究发现,膳食中7mg,均具有增强人体免疫力的功效,还含有1.4mg补充黑蒜粉对胆固醇的代谢有一定积极作用。低密的锌,锌参与激素的合成,也可改善人体的免疫力。度脂蛋白①LDL)和总胆固醇浓度偏高会诱发动脉粥(2)抗流感功能。大蒜中含有蒜氨酸和蒜酶,样硬化和心血管疾病的发生,试验中的膳食加入黑者接触后产生大蒜素,具有广谱抗菌、杀菌效果,蒜粉,机体内胆固醇的合成受到了明显的抑制,因它对几十种流行病毒及多种致病微生物都具有杀灭此对于心脑血管疾病的治疗有很大帮助。作用。另外,黑蒜的挥发物质、浸出物(含硫化合物)在试管内对多种致病菌都有明显的抑制和杀灭3结语作用,是目前发现的天然植物中抗菌、杀菌作用最大蒜经发酵加工为黑蒜,使大蒜营养因子功效强的一种凹显著提髙。黑蒜作为一种具有较高营养价值和药用(3)抗氧化、抗衰老功能。现代科学研究认为,价值的原材料,在很多领域都得到了利用。然而黑人体衰老以及衰老相关疾病的原因在于人体内产生蒜作为一种新兴产品,其生产周期较长、产品品质具有高活性的自由基和与自身抗氧化酶清除自由基难以控制,以及黑蒜的很多药理还不明确,这都需作用间的失衡,使体内自由基浓度过高,过多的自要研究人员在今后研发过程中继续研究和探索。由基能够引起细胞膜脂、核酸、蛋白质的氧化损伤随着人们生活水平的提高,消费者对黑蒜营养造成的相关细胞机构与功能的破坏从而导致相关疾与保健价值的需求也越来越大,目前单一的黑蒜产病的发生和发展。而黑蒜中多酚类物质的含量是大品已经不能满足人们的需要,拥有食疗保健价值的蒜的5倍以上,SOD活性比大蒜高出10倍以上,试复合型黑蒜产品将应运而生,黑蒜干粉等系列干制验证明适量的黑蒜在小鼠体内能够降低丙二醛的含品作为良好的复合载体将具有较好的发展前景。量和提高抗氧化酶的活性,尤其是对谷胱甘肽过氧化酶的作用较为明显,表现出较强的抗氧化、抗衰参考文献:老作用严常开,曾繁典.大蒜的主要化学成分及其药理作用研(4)预防和治疗癌症功能。国内外学者对大蒜究进展[J药志200413(8):688-691进行了一系列的化学、临床和药理研究证明,大蒜2张庭廷,刘中国煤化工门.安徽师范对结肠癌、肝癌、胃癌、乳腺癌及食管癌等多种肿大学学报(CNMHG: 54-56瘤有明显的抑制作用。但大蒜的化学物质并不稳|3]卞茂启,王翠卖行情分析与展望[.农产品加2014年第6期熊新建,等:黑蒜加工工艺及其应用7工,2011(5):14-15展门.中国保健营养(中旬刊),2013(4):97-98μ4]连毅,乔旭光,李燕,等,大蒜多酚氧化酶特性的研[21] Sankaranarayanan A, Narender l, Kumar s,etal. 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