Nước tương ủ truyền thống là gia vị quen thuộc trên mâm cơm của nhiều gia đình Việt Nam. Tuy nhiên, thông tin nấm mốc lên men nước tương thuộc họ nấm mốc sinh độc tố aflatoxin gây lo ngại lớn cho người tiêu dùng. Liệu quá trình ủ nấm Koji tạo ra nước tương có làm phát sinh chất độc nguy hiểm này?
Bằng chứng kiểm nghiệm khoa học cho thấy các chủng nấm Koji thuần chủng công nghiệp không sản xuất aflatoxin [1]. Quá trình sản xuất công nghiệp sử dụng giống nấm thuần khiết, được kiểm soát gắt gao nhằm loại bỏ hoàn toàn nguy cơ nhiễm độc tố nấm mốc tự nhiên [1, 4].
Mối liên hệ sinh học giữa nấm Koji và nấm mốc độc hại
Nấm Koji dùng để ủ nước tương truyền thống chủ yếu là chủng Aspergillus oryzae [1]. Về mặt phân loại học, loài nấm này nằm cùng nhóm với Aspergillus flavus, loài nấm mốc tự nhiên vốn khét tiếng với khả năng sinh ra độc tố aflatoxin gây hại gan [1]. Một loài nấm Koji phổ biến khác là Aspergillus sojae cũng có quan hệ hình thái gần gũi với Aspergillus parasiticus, một loài nấm sinh độc tố nguy hiểm khác [2].
Chính vì sự tương đồng về nguồn gốc phân loại sinh học này, giới khoa học đã tiến hành kiểm nghiệm kỹ lưỡng để đánh giá xem nấm Koji có tạo ra chất độc giống như người họ hàng hoang dã của chúng hay không [1, 8]. Việc kiểm soát giống vi sinh vật trong sản xuất thực phẩm lên men là yếu tố then chốt quyết định tính an toàn sinh học của thành phẩm [3].
Cơ chế di truyền: Vì sao nấm Koji không sinh độc tố aflatoxin?
Để tổng hợp nên độc tố aflatoxin, nấm mốc cần một hệ thống các gene hoạt động và sản sinh enzyme hoàn chỉnh [2]. Tuy nhiên, các nghiên cứu sinh học phân tử đã chỉ ra sự khác biệt bản chất giữa nấm Koji công nghiệp và nấm mốc sinh độc tự nhiên [2].
Nghiên cứu kiểm tra 10 chủng nấm Aspergillus sojae phân lập từ quá trình sản xuất nước tương công nghiệp cho thấy toàn bộ dịch chiết từ các chủng này đều không phát hiện thấy aflatoxin [2]. Khi phân tích sâu về cơ chế ở chủng đại diện 477, các hoạt tính enzyme tham gia tổng hợp aflatoxin đều không được phát hiện hoặc chỉ ở mức không đáng kể so với nấm mốc sinh độc Aspergillus parasiticus [2].
Phân tích Southern blot phát hiện rằng dù nấm Koji có mang cụm gene tổng hợp aflatoxin trong bộ gene, nhưng toàn bộ các chủng công nghiệp đều thiếu hụt sản phẩm phiên mã của gene aflR [2]. Gene aflR đóng vai trò là gene điều hòa chính của con đường sinh tổng hợp aflatoxin [2]. Sự khiếm khuyết trong biểu hiện gene aflR khiến toàn bộ các gene liên quan đến aflatoxin bị bất hoạt hoàn toàn, ngăn chặn việc tạo ra độc tố [2].
Các bằng chứng kiểm nghiệm qua từng giai đoạn nghiên cứu
Tính an toàn của nấm Koji đã được ghi nhận qua nhiều công trình nghiên cứu kiểm nghiệm thực tế từ nguyên liệu đến thành phẩm [1, 2, 8].
Một đánh giá tổng hợp dài hạn công bố năm 2006 về độ an toàn độc tố nấm mốc của các thực phẩm lên men truyền thống Nhật Bản như miso, nước tương (shoyu) và rượu sake đã rà soát nhiều chủng Koji (Aspergillus oryzae) [1]. Kết quả cho thấy gạo nguyên liệu dùng để lên men không chứa aflatoxin [1]. Đồng thời, không có chủng nấm Koji nào tham gia thử nghiệm tạo ra aflatoxin ở mức phát hiện được, do đó không tìm thấy aflatoxin trong miso, shoyu hay sake [1].
Tại Thái Lan, nghiên cứu năm 1980 đã tiến hành phân lập và đánh giá 5 chủng Aspergillus và 1 chủng Mucor từ bánh koji làm nước tương, so sánh với chủng Aspergillus oryzae công nghiệp của Nhật Bản về hoạt tính protease trên cơ chất cám lúa mì [4]. Một chủng phân lập có hoạt tính protease vượt trội, định danh là Aspergillus flavus var. columnaris, hoàn toàn không sinh aflatoxin trên cơ chất gạo nếp lẫn đậu nành [4]. Khi ứng dụng chủng này làm koji trong một nhà xưởng truyền thống, chất lượng nước tương thành phẩm thậm chí còn vượt trội so với sản phẩm thông thường [4].
Từ ủ men thủ công tự nhiên đến chuẩn hóa giống thuần khiết
Trong quá khứ, các phương pháp sản xuất truyền thống tiềm ẩn nguy cơ tạp nhiễm lớn [3]. Trước đây, quy trình lên men cũ (như phương pháp tomo-dane) khiến nấm Koji bị pha lẫn nhiều vi sinh vật khác từ môi trường [3]. Thống kê cho thấy nấm mốc Penicillium từng xuất hiện trong sản phẩm của 5 trên 7 cơ sở sản xuất [3]. Lượng vi khuẩn và nấm men ngoại lai dao động từ 8.000 đến 300 triệu tế bào trên mỗi gram bánh men, với tỷ lệ tạp khuẩn so với bào tử là 0,23% đến 2% [3].
Nguy cơ này đã thúc đẩy các nhà khoa học chuẩn hóa quy trình tạo giống nấm thuần [3]. Năm 1895, tầm quan trọng của các chủng nguyên bản thuần chủng dùng trong sản xuất bánh men Koji starter lần đầu được đề xuất, tiếp nối bởi quy trình nuôi cấy và sản xuất giống thuần vào năm 1911 [3].
Kể từ thời kỳ Chiêu Hòa (1926–1989), phương pháp này trở thành xu hướng chủ đạo trong sản xuất thực phẩm lên men [3]. Năm 1926, Koji starter được chứng minh chỉ chứa duy nhất bào tử nấm Koji thuần [3]. Kể từ 3 chủng nấm đầu tiên phân lập từ koji rượu sake năm 1907, hàng chục chủng nấm đã được tách lọc riêng biệt cho sake, nước tương và miso, dẫn đến việc các công ty hiện nay sở hữu hàng trăm chủng nấm koji được lưu trữ và kiểm soát nghiêm ngặt [3].
Hiểu lầm thường gặp và những độc tố tiềm ẩn khác
Nhiều người tiêu dùng lầm tưởng rằng hễ thực phẩm dùng nấm mốc lên men thì chắc chắn sẽ sinh ra aflatoxin. Bằng chứng khoa học khẳng định các chủng Koji công nghiệp không hề tạo ra chất độc này [1, 8].
Tuy nhiên, an toàn với aflatoxin không đồng nghĩa với việc nấm Koji hoàn toàn vô hại nếu bị đột biến không kiểm soát [1, 3]. Nghiên cứu năm 2006 chỉ ra rằng một số chủng nấm Koji thương mại có khả năng sản sinh axit cyclopiazonic (CPA) và axit kojic (KA) [1]. Dù nồng độ nhiễm các độc tố này trong nước tương thương phẩm hiện ở mức rất thấp, các nhà khoa học đã khuyến cáo ngành công nghiệp thực phẩm loại bỏ hoàn toàn các chủng sinh lượng lớn CPA và KA [1].
Bên cạnh đó, nghiên cứu năm 1987 trên chủng nấm koji nước tương Aspergillus flavus var. columnaris (ATCC 44310) cho thấy khi xử lý bằng chiếu xạ tia cực tím (UV) để tạo đột biến tăng hoạt tính protease, amylase, một số chủng đột biến biểu hiện độc tính cấp tính đối với chuột non vừa cai sữa, dù toàn bộ chúng đều âm tính với việc sản sinh aflatoxin [5]. Điều này cho thấy việc chọn tạo giống đòi hỏi quy trình sàng lọc độc học gắt gao chứ không thể tùy tiện lai tạo đột biến [5].
Quy trình ủ nước tương hiện đại diễn ra như thế nào?
Sản xuất nước tương hiện nay là sự kết hợp giữa hai giai đoạn ủ riêng biệt nhằm tối ưu hương vị và đảm bảo an toàn sinh học [5, 7].
Giai đoạn đầu tiên là lên men koji ở trạng thái rắn kéo dài 3 ngày [6]. Hạt đậu nành hấp chín được trộn với bột mì rồi cấy nấm Aspergillus oryzae [6]. Trong pha này, nấm Koji tiết ra hàng loạt enzyme thủy phân như protease, aminopeptidase, carboxypeptidase, l-glutaminase, amylase và cellulase để phân cắt protein và tinh bột thành các phân tử mạch ngắn, axit amin và đường đơn [5, 7].
Sau 3 ngày, khối koji được chuyển sang giai đoạn thứ hai gọi là lên men moromi [5, 7]. Bánh koji được trộn cùng dung dịch nước muối có nồng độ NaCl cao [5, 7]. Nồng độ muối cao này sẽ làm giảm dần các phản ứng enzyme của nấm mốc nhưng kích thích vi khuẩn axit lactic và nấm men phát triển, chuyển hóa các sản phẩm thủy phân thành axit hữu cơ và hợp chất thơm tạo nên hương vị đặc trưng cho nước tương [7].
Nhóm đối tượng cần thận trọng và lời khuyên sử dụng
Nước tương ủ chuẩn khoa học không chứa độc tố aflatoxin, an toàn cho đại đa số người tiêu dùng [1]. Tuy nhiên, một số nhóm người vẫn cần lưu ý khi sử dụng gia vị này:
Người có bệnh lý tăng huyết áp, suy thận mạn tính hoặc bệnh tim mạch cần kiểm soát lượng tiêu thụ do nước tương chứa nồng độ muối đáng kể từ giai đoạn lên men moromi [7]. Người đang có chế độ ăn kiêng natri nghiêm ngặt nên tham khảo ý kiến bác sĩ hoặc chuyên gia dinh dưỡng để lựa chọn các dòng sản phẩm giảm muối phù hợp.
Người tiêu dùng nên chọn mua nước tương từ các nhà sản xuất có uy tín, có công bố tiêu chuẩn chất lượng rõ ràng và quy trình kiểm soát vi sinh chặt chẽ. Tránh tự ý sử dụng các loại nước tương ủ thủ công từ nguồn men không rõ lai lịch, bởi quá trình lên men hoang dã tại gia đình khó kiểm soát tạp nhiễm vi sinh và có thể phát sinh nấm mốc độc từ môi trường [3].
