Aspergillus oryzae: Loài nấm đứng sau nhiều thực phẩm lên men Nhật Bản
Liệu bạn có tin rằng những hương vị biểu tượng của Nhật Bản, từ vị đậm đà của chén súp ấm nóng đến độ nồng nàn của những giọt rượu truyền thống, đều có chung một “kiến trúc sư” vi mô?
Trong suốt hàng ngàn năm, người Nhật đã làm quen và làm chủ một loài nấm mốc đặc biệt, biến nó thành tác nhân chuyển hóa nguyên liệu đầy ảo thuật.
Hành trình từ một loài vi sinh vật tự nhiên trở thành chìa khóa vạn năng trong bếp ăn của người Nhật đã diễn ra như thế nào?
Mục lục
Điều gì khiến Aspergillus oryzae trở nên đặc biệt?
Về mặt sinh học, Aspergillus oryzae là một loài nấm sợi thuộc chi Aspergillus. Trong quy trình sản xuất koji, các bào tử nấm thuần khiết sẽ được cấy trực tiếp lên bề mặt nguyên liệu ngũ cốc đã được hấp chín, phổ biến nhất là gạo, lúa mạch hoặc đậu nành. Sau khoảng 40 đến 48 giờ nuôi cấy trong điều kiện nhiệt độ và độ ẩm được kiểm soát nghiêm ngặt, hệ sợi nấm sẽ phát triển chằng chịt, bao phủ toàn bộ hạt ngũ cốc và tạo thành koji.
Nhìn bằng mắt thường, khối koji này trông khá giống một nắm gạo bị phủ một lớp mốc trắng mịn. Tuy nhiên, điểm khác biệt cốt lõi nằm ở chủng nấm và phương pháp cấy trồng.
Trong công nghiệp thực phẩm, các nhà sản xuất chỉ sử dụng những chủng Aspergillus oryzae đã được tuyển chọn và kiểm định an toàn làm giống khởi động, tuyệt đối không để các loại nấm dại từ môi trường tự do xâm nhập. Toàn bộ các yếu tố như nhiệt độ, độ ẩm, độ thông khí đều được điều chỉnh tối ưu để thúc đẩy nấm phát triển và ngăn chặn hoàn toàn các vi sinh vật gây hại.
Thứ mà các nghệ nhân và nhà sản xuất thực sự cần từ lớp mốc trắng này không phải là bản thân sinh khối nấm, mà chính là hệ thống enzyme khổng lồ do chúng tạo ra.
Nấm Aspergillus oryzae biến đổi gạo và đậu nành như thế nào?
Gạo vốn chứa hàm lượng tinh bột rất cao, trong khi đậu nành lại vô cùng giàu protein. Những phân tử sinh học đại lượng này có cấu trúc rất phức tạp, khiến các loại nấm men hay vi khuẩn lên men thông thường không thể hấp thụ và sử dụng trực tiếp được.
Loài nấm Aspergillus oryzae giải quyết triệt để bài toán này bằng cách tiết ra một hệ enzyme phân giải cực kỳ mạnh mẽ ra môi trường xung quanh.
Trong đó, enzyme amylase chịu trách nhiệm cắt nhỏ các chuỗi tinh bột phức tạp thành các loại đường đơn giản hơn. Cùng lúc đó, enzyme protease sẽ thủy phân các phân tử protein khổng lồ thành các chuỗi peptide ngắn và vô số amino acid tự do. Ngoài ra, loài nấm này còn tạo ra nhiều enzyme thủy phân khác, hỗ trợ phá vỡ toàn bộ cấu trúc tế bào của nguyên liệu thô.
Đây được coi là bước ngoặt quan trọng nhất trong công nghệ thực phẩm lên men Nhật Bản. Chẳng hạn như trong quá trình nấu rượu sake, nấm men cần có đường để thực hiện quá trình lên men tạo ra ethanol, nhưng gạo ban đầu lại chỉ chứa tinh bột. Nấm Aspergillus oryzae xuất hiện để đóng vai trò sản xuất enzyme biến tinh bột thành đường, tạo nguồn thức ăn sẵn có cho nấm men hoạt động ở giai đoạn sau.
Đối với sản xuất tương miso và nước tương, các enzyme phân giải protein lại đóng vai trò chủ đạo. Protein trong đậu nành sau khi bị phân rã sẽ giải phóng ra axit glutamic cùng các amino acid khác, tạo nên vị ngọt đậm đà hay còn gọi là vị umami truyền thống, kết hợp cùng các tầng hương vị phức hợp trong suốt quá trình ủ chín.
Vì vậy, có thể khẳng định Aspergillus oryzae không trực tiếp làm ra sản phẩm cuối cùng như sake hay nước tương. Nó đóng vai trò như một “chìa khóa sinh học”, giúp mở khóa và biến đổi nguyên liệu thô ban đầu thành dạng dưỡng chất đơn giản để cả hệ thống vi sinh vật phía sau tiếp tục làm việc.
Vì sao một loài nấm lại đứng sau hàng loạt thực phẩm lên men Nhật Bản?
Sự kỳ diệu của koji nằm ở chỗ cùng một nguyên lý hoạt động sinh hóa, con người có thể linh hoạt ứng dụng nó để tạo ra rất nhiều sản phẩm ẩm thực khác nhau.
Khi sản xuất rượu sake, koji được trộn cùng gạo hấp và nước để cung cấp enzyme đường hóa tinh bột. Đường sau khi giải phóng lập tức được nấm men chuyển hóa thành cồn. Điều đặc biệt trong kỹ thuật nấu sake của Nhật Bản là hai quá trình đường hóa nhờ nấm mốc và lên men rượu nhờ nấm men diễn ra song song và liên tục trong cùng một thùng ủ.
Khi làm tương miso, koji từ gạo hoặc lúa mạch sẽ được trộn đều với đậu nành luộc chín và một lượng muối biển nhất định. Các enzyme tồn tại sẵn trong koji sẽ tiếp tục phân giải protein và carbohydrate trong đậu nành theo thời gian, tạo điều kiện cho các vi khuẩn lactic và nấm men chịu muối phát triển, giúp khối tương đạt độ thấu và hương vị béo ngậy.
Khi sản xuất nước tương, koji đậu nành và lúa mì được ủ trong dung dịch nước muối đậm đặc. Hệ enzyme phân giải sâu sắc các thành phần trong môi trường muối, tạo ra hàng trăm hợp chất hương thơm dễ bay hơi, giúp nước tương có màu sắc sẫm tự nhiên cùng hương vị đậm đà đặc trưng.
Như vậy, Aspergillus oryzae chính là mắt xích đầu tiên và quan trọng nhất trong chuỗi sản xuất. Nó biến những hạt ngũ cốc thô cứng thành nguồn dinh dưỡng dồi dào để nuôi dưỡng cả một hệ sinh thái vi sinh vật lên men phía sau.
Các câu hỏi thường gặp (FAQ)
Aspergillus oryzae là gì?
Aspergillus oryzae là một loài nấm sợi an toàn thuộc chi Aspergillus, được ứng dụng phổ biến trong công nghệ thực phẩm để tạo ra koji, nguyên liệu nền tảng làm nên rượu sake, tương miso và nước tương.
Koji là gì và được tạo ra như thế nào?
Koji là sản phẩm thu được sau khi cấy bào tử nấm Aspergillus oryzae lên các loại ngũ cốc đã hấp chín như gạo, lúa mạch hoặc đậu nành và ủ trong điều kiện nhiệt độ, độ ẩm tối ưu từ 40 đến 48 giờ.
Ăn thực phẩm lên men từ Aspergillus oryzae có an toàn không?
Hoàn toàn an toàn. Các chủng Aspergillus oryzae dùng trong sản xuất đã được thuần hóa qua hàng nghìn năm, được chứng minh không sản sinh độc tố Aflatoxin và đạt các tiêu chuẩn an toàn thực phẩm quốc tế.
Nấm Aspergillus oryzae tiết ra những loại enzyme chính nào?
Hai nhóm enzyme quan trọng nhất do Aspergillus oryzae tiết ra là amylase có tác dụng phân giải tinh bột thành đường và protease có tác dụng phân giải protein thành các amino acid tạo vị umami.
Tài liệu tham khảo:
Distinction Between Aspergillus oryzae and Aflatoxigenic Aspergillus flavus – PMC
