Nhiều người tiêu dùng hiện nay có xu hướng tìm kiếm các loại nước tương lên men tự nhiên vì tin rằng glutamate tự nhiên an toàn và cao cấp hơn phụ gia mì chính (monosodium glutamate - MSG, E621). Thậm chí, không ít bà nội trợ sẵn sàng chi trả mức giá cao gấp nhiều lần cho những chai shoyu dán nhãn "không bổ sung bột ngọt". Liệu glutamate sinh ra từ quá trình lên men đậu nành và mì chính công nghiệp có thực sự khác biệt về mặt bản chất hóa học?
Về bản chất phân tử, glutamate tự do tạo ra vị umami trong shoyu hay trong gói mì chính tinh chế đều là muối của axit glutamic kích thích thụ thể vị giác [1]. Tuy nhiên, xét dưới góc độ hóa sinh chi tiết, môi trường cấu trúc đồng phân quang học và hệ hợp chất đồng hành giữa hai nguồn này lại có những khác biệt rõ rệt [2, 3].
Bản chất hóa sinh của glutamate trong shoyu và mì chính
Axit glutamic là một axit amin phổ biến chịu trách nhiệm chính tạo nên vị umami - vị cơ bản thứ năm đặc trưng bởi cảm giác béo ngậy, đậm đà của nước dùng thịt [1]. Trong công nghiệp thực phẩm, phụ gia E621 là dạng muối natri tinh khiết của axit L-glutamic (monosodium glutamate) [2]. Khi hòa tan vào nước hoặc nước bọt, E621 phân ly hoàn toàn thành cation natri (Na+) và anion glutamate tự do [1].
Trong nước tương lên men truyền thống (shoyu), nấm mốc Aspergillus oryzae tiết ra các enzyme tiêu hóa như protease nhằm thủy phân protein thực vật từ đậu nành thành các axit amin tự do, trong đó có axit glutamic [5, 8]. Anion glutamate tự do này khi đi vào khoang miệng sẽ liên kết trực tiếp với các thụ thể cảm nhận umami đặc hiệu trên gai lưỡi [1]. Về mặt công thức hóa học cơ bản, ion glutamate tạo ra cảm giác ngon miệng từ shoyu hay từ hạt mì chính công nghiệp đều kích hoạt cùng một thụ thể sinh học [1].
Dẫu vậy, sự khác biệt mấu chốt nằm ở hai điểm: tỷ lệ cấu hình đồng phân quang học D/L và các phân tử dẫn xuất peptide đi kèm mà nấm men sản sinh trong suốt quá trình ủ chượp [2, 5].
Đồng phân quang học: Dấu vết của quá trình lên men vi sinh
Các nghiên cứu hóa học phân tích chỉ ra rằng axit glutamic tồn tại dưới hai dạng đồng phân đối quang là L-glutamate và D-glutamate [3]. Mì chính công nghiệp (E621) chủ yếu tồn tại dưới dạng đồng phân L-glutamate [2]. Nghiên cứu năm 1994 về cấu hình đồng phân glutamate tự do trong thực phẩm cho thấy, các sản phẩm được nhà sản xuất chủ động nêm thêm MSG nhân tạo có tổng lượng glutamate cao nhưng tỷ lệ đồng phân D-glutamate tương đối thấp, thường ở mức dưới 0,8% [3].
Ngược lại, thực phẩm lên men tự nhiên lại chứa tỷ lệ phần trăm đồng phân D-glutamate tương đối cao hơn, dù tổng hàm lượng axit amin này có thể thấp hơn sản phẩm bổ sung gia vị tinh chế [3]. Vi sinh vật và nấm mốc trong quá trình chuyển hóa kéo dài đã tạo ra dạng đồng phân D-glutamate tự nhiên [3]. Đây chính là dấu ấn sinh học quan trọng giúp các nhà khoa học phân biệt được thực phẩm có glutamate tự sinh hay glutamate công nghiệp [1, 2].
Bên cạnh đó, việc nấm mốc Aspergillus oryzae phân giải cơ chất còn tạo ra nhiều dẫn xuất của axit glutamic [5, 8]. Một nghiên cứu năm 2013 ứng dụng phương pháp sắc ký UPLC/MS/MS đã phân lập được hàng loạt dẫn xuất độc đáo trong nước tương lên men [4]. Cụ thể, các nhà nghiên cứu ghi nhận dipeptide pyroglutamyl chiếm tới 770 mg/kg, axit amin lactoyl chiếm 135 mg/kg, dipeptide gamma-glutamyl đạt 70 mg/kg và hợp chất axit N-succinoylglutamic đạt khoảng 5 mg/kg [4]. Mì chính tổng hợp đơn thuần hoàn toàn không chứa các phức hợp dẫn xuất chuyển hóa này.
Nghiên cứu chỉ ra điều gì về sự cộng hưởng vị giác?
Sự khác nhau lớn nhất khi thưởng thức shoyu tự nhiên so với dùng mì chính tinh chế nằm ở hiệu ứng "cộng hưởng umami" [3, 6]. Vị ngọt thịt của nước tương không đứng đơn độc mà là kết quả hiệp đồng của nhiều chất hóa học cùng tồn tại [1].
Một tổng quan nghiên cứu năm 2020 về đặc tính hóa học và cảm quan của nước tương ghi nhận: ngoài glutamate, nước tương tự nhiên chứa các nucleotide như 5'-inosine monophosphate (5'-IMP) và 5'-guanosine monophosphate (5'-GMP), cùng axit aspartic [1]. Năm chuỗi peptide tạo vị umami hoặc tăng cường cảm giác umami cũng được phân lập từ nước tương [1]. Dù các peptide này tồn tại ở nồng độ thấp, chúng có khả năng khuếch đại mạnh mẽ các vị cơ bản khác và tạo ra hoạt tính hiệp đồng bền vững với muối và glutamate [1].
Hiện tượng này cũng được chứng minh trong một nghiên cứu năm 2000 về ảnh hưởng của glutamate lên khẩu vị [2]. Thử nghiệm cho thấy, việc chỉ bổ sung riêng MSG vào cơm trắng luộc hoặc cơm chiên không mang lại đánh giá cảm quan tích cực, điểm số chỉ tăng khi kết hợp MSG với muối NaCl, hoặc đối với cơm luộc là phải có thêm nước tương [2]. Món mì kiểu Trung Hoa đạt mức đánh giá vị giác tối ưu khi có sự phối hợp giữa NaCl và hỗn hợp MSG cùng 5'-ribonucleotide [2]. Hơn nữa, nước dùng chiết xuất từ thịt, cá hay rau củ có chứa glutamate tự nhiên luôn cho phổ cảm quan khác biệt hoàn toàn so với dung dịch pha trộn nhân tạo đơn lẻ từ đường, muối hay axit [2].
Nước tương truyền thống còn sở hữu thuộc tính "kokumi" (độ đậm đà và bền vị) được khám phá từ thập niên 1990, tác động qua các thụ thể cảm nhận canxi trong khoang miệng, giúp kéo dài dư vị thực phẩm mà hạt nêm bột ngọt đơn thuần không làm được [1].
Phân tích đồng vị: Lật tẩy gian lận nước tương "không mì chính"
Do giá thành nước tương lên men tự nhiên đắt hơn, thị trường xuất hiện tình trạng gian lận nhãn mác khi nhà sản xuất lén lút cho thêm E621 để tăng độ đạm giả tạo [5]. Các nhà nghiên cứu đã phát triển nhiều phương pháp hóa học hiện đại để bóc tách sự khác biệt này [1, 4, 7].
Một nghiên cứu năm 2024 tại Trung Quốc sử dụng phương pháp phân tích đồng vị bền carbon-13 (delta 13C), nitơ-15 (delta 15N) kết hợp hồ sơ 16 axit amin để xác thực nước tương dán nhãn "zero-added MSG" (không thêm bột ngọt) [5]. Kết quả cho thấy các mẫu nước tương lên men tự nhiên thực sự có giá trị delta 13C thấp hơn (dao động từ -25,2‰ đến -17,7‰), nồng độ axit glutamic thấp hơn (từ 8,97 mg/mL đến 34,76 mg/mL), nhưng có giá trị delta 15N cao hơn (-0,27‰ đến +0,95‰) và nồng độ các axit amin khác phong phú hơn hẳn so với mẫu bị pha thêm MSG [5].
Tương tự, các nghiên cứu ứng dụng quang phổ cộng hưởng từ hạt nhân carbon 13C-NMR năm 2016 trên 22 mẫu nước tương châu Á đã chứng minh: nồng độ glutamate vọt lên bất thường trong các dòng nước tương kho (red cooking soy sauce) hoặc nước tương siêu nhạt (super light) là bằng chứng rõ ràng của việc cố tình bổ sung MSG ngoại sinh [4, 7]. Đồng thời, các mẫu này bị hụt giảm nồng độ các axit amin quan trọng sinh ra từ quá trình lên men dài ngày như leucine, isoleucine và valine [6].
Hiểu lầm phổ biến về glutamate tự nhiên và nhân tạo
Nhiều người lầm tưởng rằng glutamate trong mì chính là chất "hóa học độc hại", còn glutamate trong nước tương lên men là "chất bổ dưỡng lành tính". Thực tế, xét về mặt chuyển hóa dinh dưỡng, khi đi qua đường tiêu hóa, ruột non của cơ thể hấp thu ion L-glutamate từ hai nguồn này theo cùng một cơ chế sinh lý. Cơ thể không phân biệt được anion glutamate được giải phóng từ hạt E621 hay từ protein đậu nành đã bị nấm men phân cắt.
Tuy nhiên, hiểu lầm ngược lại là "hai loại hoàn toàn giống nhau" cũng không chính xác. Shoyu đem lại giá trị hương vị vượt trội nhờ mạng lưới phức hợp peptide, đường Amadori, axit amin tự do và hợp chất kokumi [3, 5, 8]. Sử dụng nước tương lên men giúp món ăn đạt độ đậm đà đa tầng mà không tạo cảm giác gắt họng hay khô khát cục bộ như khi nêm quá tay mì chính đơn chất kết hợp với muối tinh [2].
Ai nên thận trọng khi sử dụng?
Dù shoyu lên men tự nhiên mang nguồn glutamate phong phú, sản phẩm này chứa hàm lượng muối và natri đáng kể [3, 8]. Người mắc bệnh tăng huyết áp, suy tim hoặc bệnh thận mạn tính cần kiểm soát chặt chẽ lượng natri tiêu thụ hàng ngày, không nên lạm dụng nước tương với suy nghĩ đây là gia vị "an toàn tuyệt đối".
Ngoài ra, những người có cơ địa nhạy cảm, dễ dị ứng với các sản phẩm từ đậu nành, lúa mì hoặc các sản phẩm chuyển hóa từ nấm mốc cần đọc kỹ bảng thành phần. Người đang tuân thủ chế độ ăn giảm muối nghiêm ngặt cần tham khảo ý kiến của bác sĩ hoặc chuyên gia dinh dưỡng để định lượng gia vị phù hợp với tình trạng bệnh lý.
Cách áp dụng thực tế trong gian bếp
Để phát huy tối đa lợi thế của glutamate tự nhiên trong chế biến món ăn, người tiêu dùng có thể áp dụng các nguyên tắc khoa học sau:
- Chọn lựa sản phẩm chuẩn: Ưu tiên nước tương lên men truyền thống, ghi rõ thời gian ủ chượp và có danh sách thành phần tự nhiên (đậu nành, lúa mì, muối, nước), hạn chế loại có ghi phụ gia E621 nếu muốn thưởng thức trọn vẹn vị ngọt từ quá trình lên men vi sinh [1, 4].
- Tận dụng hiệu ứng cộng hưởng vị: Kết hợp shoyu với các thực phẩm giàu nucleotide tự nhiên như nấm, thịt bò, cá hoặc hải sản để kích hoạt phản ứng cộng hưởng umami mạnh mẽ mà không cần phải nêm thêm bột ngọt công nghiệp [3, 6].
- Thời điểm nêm nếm: Các dẫn xuất peptide và hương thơm lên men rất nhạy cảm với nhiệt độ [4]. Đối với các món xào nấu hoặc làm nước sốt, nên cho shoyu vào giai đoạn cuối của quá trình nấu nướng để bảo toàn tối đa các phức hợp tạo vị tinh tế và hoạt tính umami tự nhiên [3, 5].
Nhìn chung, glutamate tự nhiên từ nấm mốc trong shoyu và mì chính E621 chia sẻ chung cấu trúc anion umami cơ bản nhưng khác nhau về môi trường đồng phân và phức hợp peptide đi kèm [2, 3, 5]. Lựa chọn nước tương lên men tự nhiên mang lại chiều sâu hương vị tinh tế và giảm thiểu việc phụ thuộc vào phụ gia tinh chế, nhưng việc duy trì thói quen ăn uống điều độ và cân bằng lượng muối nạp vào cơ thể vẫn là yếu tố quan trọng nhất cho sức khỏe dài lâu.
