Nhiều người tiêu dùng lần đầu tiếp xúc món đậu tương lên men natto thường bất ngờ trước mùi nồng hắc đặc trưng của món ăn này. Nhiều trường hợp nhầm lẫn mùi hăng cay này với dấu hiệu thức ăn ôi thiu do vi khuẩn đường ruột xâm nhập. Việc hiểu rõ nguồn gốc mùi hương giúp người dùng yên tâm sử dụng và nhận diện chính xác chất lượng thực phẩm.

Mùi hăng nồng giống khí amoniac trong natto thực chất là sản phẩm tự nhiên hình thành từ quá trình vi khuẩn phân giải chất đạm đậu nành. Đây không phải dấu hiệu hư hại nếu sản phẩm được bảo quản đúng quy trình kiểm soát vi sinh. Hiểu đúng bản chất hóa học của phản ứng lên men sẽ giúp người tiêu dùng phân biệt chuẩn xác giữa mùi tự nhiên và thực phẩm hư hỏng thực sự.

Bản chất mùi amoniac trong natto lên men

Natto truyền thống được tạo ra nhờ hoạt động lên men hạt đậu nành bởi chủng vi khuẩn Bacillus subtilis hay còn gọi là khuẩn natto [1]. Khi vi sinh vật này phát triển, chúng tiết enzyme phân cắt chuỗi protein phức tạp trong đậu tương thành các peptide ngắn và axit amin tự do [2]. Quá trình chuyển hóa đạm này giải phóng các hợp chất chứa gốc amin dễ bay hơi vào không khí [1].

Các amin dễ bay hơi này mang vị kích thích nồng gắt, là nguồn cơn chính tạo nên mùi amoniac điển hình của món ăn [1]. Khi natto chỉ lên men bằng một chủng vi khuẩn đơn lẻ, mùi amoniac này xuất hiện rất rõ rệt [1]. Đây là hiện tượng bình thường chứng minh vi khuẩn đang hoạt động chuyển hóa mạnh mẽ dưỡng chất trong hạt đậu [1].

Bên cạnh đó, các phân tích hóa học đối với natto và sản phẩm đậu tương lên men tương đồng như Chungkuk-jang cho thấy khí amoniac tự do là một trong những hợp chất mùi đặc trưng được ghi nhận [3]. Phân tích bằng phương pháp sắc ký khí khối phổ (GC-MS) đã định danh amoniac cùng các chất hữu cơ khác tạo nên mùi vị nồng đậm không thể thiếu của sản phẩm [3]. Sự xuất hiện của amoniac là dấu hiệu hóa sinh xác nhận phản ứng phân giải protein đang diễn ra đúng hướng [3].

Hợp chất tạo mùi đặc trưng trong đậu tương lên men

Mùi tổng thể của natto không chỉ có gốc amin mà còn là sự pha trộn của hàng loạt hợp chất hữu cơ bay hơi (VOC) khác nhau [1]. Các nhà khoa học xác định pyrazine là nhóm hợp chất bay hơi cực kỳ quan trọng được vi khuẩn Bacillus subtilis tổng hợp trong quá trình lên men [1]. Nhóm chất này mang lại mùi thơm giống hạt rang hòa lẫn với nền mùi nồng của thực phẩm lên men [1].

Nhiều hợp chất pyrazine cụ thể đã được ghi nhận như trimethyl-pyrazine, 2,5-dimethylpyrazine hay 2-ethyl-3,5-dimethyl-pyrazine [1]. Đồng thời, các phân tích hóa học trên sản phẩm Itohiki-natto còn tìm thấy acetone và methyl isobutyrate là những thành phần bay hơi chính đóng góp vào mùi vị chung [3]. Trong khi đó, các axit béo mạch ngắn như axit axetic cũng góp phần tạo nên độ nồng chua nhẹ tự nhiên [1].

Ngoài ra, phản ứng giữa các axit amin hoặc phản ứng Maillard sinh nhiệt còn tạo ra các hợp chất nhóm xeton [1]. Nghiên cứu chỉ ra sự có mặt của 2,3-butanedione, 5-methyl-2-hexanone hay geranylacetone trong mẫu sản phẩm [1]. Sự đan xen giữa amin, axit béo, xeton và pyrazine tạo thành tổ hợp hương vị phức hợp, vừa nồng hắc vừa bùi ngậy đặc trưng của natto chuẩn chất lượng [1].

Axit béo mạch nhánh và mùi khó chịu

Bên cạnh mùi amoniac, natto còn mang mùi hôi nồng đặc trưng khiến nhiều người tiêu dùng khó làm quen [4]. Giới khoa học xác định nguyên nhân gây ra mùi khó chịu này xuất phát từ sự tích tụ của các axit béo chuỗi ngắn phân nhánh (BCFA) [4]. Những axit béo này hình thành trực tiếp trong quá trình chuyển hóa nội tại của vi khuẩn Bacillus subtilis [4].

Một nghiên cứu công bố năm 2017 đã tiến hành phân tích phiên mã gen trên hai chủng vi khuẩn Bacillus subtilis H-9 và H-4 để giải mã cơ chế này [4]. Kết quả cho thấy mức độ biểu hiện phiên mã của các gen bcd, bkdAA và ptb ở chủng H-9 cao hơn chủng H-4 lần lượt là 2,7 lần; 0,7 lần và 8,9 lần [4]. Do có mức biến đổi phiên mã vượt trội đến 8,9 lần, gen ptb được xác định là gen chủ chốt điều khiển con đường tổng hợp axit béo mạch nhánh gây mùi [4].

Khi biểu hiện gen ptb trong vi khuẩn Escherichia coli, enzyme tái tổ hợp Ptb với khối lượng phân tử khoảng 32 kDa đã được tinh sạch và kiểm chứng bằng phương pháp điện di SDS-PAGE [4]. Enzyme Ptb này xúc tác mạnh trên cơ chất isovaleryl-CoA và isobutyryl-CoA [4]. Hiệu suất xúc tác vượt trội của enzyme Ptb trên isovaleryl-CoA giải thích vì sao nồng độ axit isovaleric tích tụ ở mức cao trong hạt đậu natto, tạo nên mùi hôi đặc thù [4].

Nghiên cứu cũng ghi nhận enzyme Ptb hoạt động tối ưu tại nhiệt độ 50 độ C và môi trường pH 8,0 [4]. Hoạt tính xúc tác của enzyme này bị ức chế bởi các chất EDTA, SDS cùng các ion kim loại như Ca2+, Zn2+, Ba2+, Mn2+, Cu2+ [4]. Việc làm sáng tỏ cơ chế này mở ra tiềm năng điều chỉnh mùi hôi tự nhiên của sản phẩm trong quy trình chế biến công nghiệp [4].

Phân biệt mùi tự nhiên và thực phẩm nhiễm khuẩn hư hại

Người tiêu dùng cần phân biệt rõ mùi hăng sinh học của natto đạt chuẩn với tình trạng thực phẩm phân hủy do nhiễm khuẩn hư hỏng từ bên ngoài. Ở natto bình thường, mùi amoniac bốc lên cùng mùi đậu ngậy do vi khuẩn Bacillus subtilis thuần chủng sinh ra [1]. Mùi này gắn liền với các amin như N,N-dimethyl-methylamine, formamide hay 3-methyl-butanamide được tổng hợp tự nhiên [1].

Ngược lại, nếu thực phẩm bị ôi thiu do nhiễm tạp khuẩn gây bệnh hoặc khuẩn hoại thư, quá trình phân hủy sẽ tạo ra các mùi chua ủng, mùi hôi thối nồng nặc khác lạ. Hiện tượng hư hỏng sinh học thường đi kèm với việc đứt gãy hoàn toàn cấu trúc, bề mặt chảy rữa nhớt vàng xỉn hoặc biến màu thâm đen, mất đi độ keo sợi đặc trưng. Khi vi khuẩn gây bệnh đường ruột xâm nhập, chúng tạo ra các độc tố chuyển hóa khiến sản phẩm có vị đắng ngắt hoặc chua gắt khó chịu thay vì vị bùi hơi the nồng.

Sản phẩm đậu nành lên men lành mạnh luôn duy trì sự ổn định về cấu trúc hạt, có màng nhầy trắng bạc bao quanh và kéo tơ dài khi khuấy đều. Nếu natto xuất hiện mùi mốc ẩm, mùi chua ủng của giấm hỏng kèm vị lạ gây buồn nôn, đó là dấu hiệu tạp khuẩn phát triển lấn át khuẩn natto, người dùng tuyệt đối không nên sử dụng tiếp.

Kiểm soát mùi nồng và tối ưu chất lượng natto

Để giảm bớt mùi amoniac nồng gắt giúp natto dễ tiếp cận hơn, các nhà khoa học đã thử nghiệm kỹ thuật đồng lên men với các chủng lợi khuẩn khác [1]. Năm 2022, một nghiên cứu đã bổ sung chủng Bifidobacterium animalis BZ25 vào quá trình lên men bằng vi khuẩn Bacillus subtilis GUTU09 [1]. Kết quả cho thấy các amin dễ bay hơi hoàn toàn biến mất trong mẫu kết hợp hai chủng khuẩn, giúp giảm hẳn mùi amoniac gắt mũi [1].

Sau khi bổ sung chủng BZ25, số lượng các loài aldehyde và xeton bay hơi đều giảm xuống, trong khi các hợp chất cồn bay hơi tăng lên nhờ chuyển hóa axit béo chưa bão hòa [1]. Mẫu kết hợp này giữ lại các chất bay hơi chủ đạo như trimethyl-pyrazine, 2,3-butanedione, decanal, nonanal, 1-octen-3-ol, axit axetic và 2-methoxy-phenol [1]. Điều này chứng minh mùi hương của đậu tương lên men hoàn toàn có thể điều tiết theo hướng êm dịu hơn mà không làm mất bản chất sản phẩm [1].

Năm 2021, một nghiên cứu khác công bố các thông số lên men tối ưu cho mô hình vi khuẩn kết hợp này gồm: 50 g đậu tương trong bình tam giác 250 mL, 1% đường sucrose, tỷ lệ Bacillus subtilis GUTU09 và Bifidobacterium BZ25 là 1:1, tỷ lệ cấy giống 7%, lên men ở nhiệt độ 35,5 độ C trong 24 giờ [2]. Khi áp dụng điều kiện này, chỉ số nitơ axit amin tự do đạt 7,02 +- 0,69 mg/Kg và điểm đánh giá cảm quan đạt 82,43 +- 5,40 điểm [2]. Hoạt tính enzym nattokinase cũng đạt mức cao 144,83 +- 2,66 FU/g [2].

Nghiên cứu khẳng định diện tích làm tan cục máu đông trên đĩa thạch và hoạt tính nattokinase đều tăng lên rõ rệt khi kéo dài thời gian lên men [2]. Lên men vi khuẩn hỗn hợp không chỉ cải thiện hương vị, giảm bớt mùi khó chịu mà còn nâng cao rõ rệt hoạt tính tiêu sợi huyết của thực phẩm [2]. Đây là cơ sở khoa học quan trọng cho việc sản xuất natto chất lượng cao, hài hòa giữa cảm quan và lợi ích sinh học [2].

Những đối tượng cần thận trọng khi dùng

Dù natto sở hữu hoạt tính enzyme nattokinase hỗ trợ làm tan huyết khối rất mạnh mẽ [2], một số nhóm người vẫn cần lưu ý khi bổ sung món ăn này vào thực đơn. Những người đang sử dụng thuốc chống đông máu hoặc chuẩn bị phẫu thuật cần tham khảo ý kiến bác sĩ điều trị để tránh nguy cơ tương tác làm tăng thời gian chảy máu. Hoạt tính phân giải sợi huyết tự nhiên của natto có thể cộng hưởng với các dược chất y khoa [2].

Ngoài ra, những người có cơ địa dị ứng nghiêm trọng với đậu nành tuyệt đối không nên sử dụng. Những cá nhân có hệ tiêu hóa cực kỳ nhạy cảm hoặc đang mắc hội chứng rối loạn đường ruột cấp tính nên bắt đầu với lượng nhỏ để theo dõi khả năng dung nạp các axit amin và chuỗi peptide tự do [2]. Luôn hỏi ý kiến nhân viên y tế nếu bạn có bệnh nền tim mạch phức tạp trước khi dùng natto như một biện pháp hỗ trợ sức khỏe lâu dài.

Gợi ý cách sử dụng và bảo quản đúng cách

Để thưởng thức natto một cách trọn vẹn và giảm bớt cảm giác nồng gắt của mùi amoniac tự nhiên, người dùng có thể áp dụng các bước chuẩn bị đơn giản. Khuấy đều hạt natto theo một chiều từ 30 đến 50 lần trước khi ăn để các sợi tơ nhớt bung xốp, giúp giải phóng bớt các amin bay hơi kích thích mũi [1]. Bạn có thể trộn natto cùng hành lá thái nhỏ, mù tạt vàng, xì dầu hoặc lòng đỏ trứng gà để làm dịu vị hăng và tạo độ béo ngậy ngon miệng.

Nên ăn natto trực tiếp vào bữa sáng hoặc dùng kèm cơm nóng vừa phải, tránh nấu chín hay đun sôi trên lửa lớn vì nhiệt độ cao có thể làm biến tính enzyme nattokinase quý giá [2]. Sản phẩm chưa dùng đến bắt buộc phải bảo quản trong ngăn mát tủ lạnh ở nhiệt độ ổn định để hạn chế vi khuẩn tiếp tục phân giải protein quá mức sinh thêm nhiều mùi hắc. Nếu muốn bảo quản dài ngày, việc cấp đông ở ngăn đá là giải pháp tối ưu giúp giữ nguyên hoạt tính sinh học của hạt đậu.

Mùi nồng hắc giống amoniac của natto thực chất là phản ứng phân giải protein đậu tương hoàn toàn bình thường từ vi khuẩn có lợi [1]. Nắm rõ bản chất sinh hóa học giúp người tiêu dùng giải tỏa âu lo nhầm lẫn với thực phẩm hỏng, đồng thời an tâm tận hưởng giá trị dinh dưỡng phong phú từ món ăn truyền thống này.