#LAB là series mình chia sẻ kiến thức về fermentation (hay lên men). Mỗi bài viết trong #LAB sẽ tập trung vào một nhóm kỹ thuật hoặc chủng vi sinh cụ thể – từ lactic acid, koji đến garum – đi từ nền tảng lý thuyết đến ứng dụng thực tiễn và tiềm năng sáng tạo vị giác.

Mục lục

1. Nguyên tắc an toàn vệ sinh trong lên men
2. Hiểu về độ pH
3. Muối và tỉ lệ Baker’s

1. Nguyên tắc an toàn vệ sinh trong lên men

Trong phòng thí nghiệm lên men, môi trường sạch và tiệt trùng rất quan trọng để ngăn vi sinh vật gây bệnh xâm nhập, làm hỏng hương vị hay thậm chí biến sản phẩm thành mối nguy cho sức khỏe.
Khi lên men chúng ta cần lưu ý:
- Nếu thứ bạn làm bốc mùi “thối rữa” gay gắt (không phải chỉ mùi “funky” như nước mắm), tin vào mũi mình.
- Nếm thử một giọt mà thấy buồn nôn, hãy nhớ cơ thể bạn được lập trình để loại bỏ mối nguy. Khi nghi ngờ, hãy đổ bỏ—dù bạn đã đầu tư hàng tuần hay hàng tháng, sức khỏe không đáng để đánh đổi.
Vi sinh vật có hại luôn hiện diện xung quanh. Nhiều loài vi khuẩn sinh sôi nhanh (hiếu khí lẫn kỵ khí) trong khoảng 4,5 °C–50 °C, đây chính là điều kiện ẩm, giàu dinh dưỡng của đa số thực phẩm lên men. WHO và USDA khuyến nghị nấu những thực phẩm dễ nhiễm khuẩn ở nhiệt độ ≥ 70 °C trước khi ăn; dĩ nhiên con số này không khả thi với nhiều món lên men sống, nên vệ sinh và kiểm soát thông số càng quan trọng.
Để đảm bảo, chúng ta cần phải hiểu thế nào là “sạch”.
Có sự khác biệt rõ ràng giữa mức độ sạch sẽ mà bạn mong đợi trong một phòng thí nghiệm sinh học và mức độ sạch trong căn bếp gia đình hoặc nhà hàng. Hãy cùng định nghĩa một vài thuật ngữ.
Làm sạch (cleaning) nghĩa là bạn đã loại bỏ được bụi bẩn nhìn thấy được trên bề mặt của vật dụng. Xà phòng và nước có thể giúp làm sạch bề mặt, nhưng không làm giảm đáng kể số lượng vi sinh vật – dù là tốt hay xấu – trên đó.
Tiệt trùng (sterilized) có nghĩa là bạn đã tiêu diệt toàn bộ các dạng sống – virus, vi khuẩn, nấm trên dụng cụ và bề mặt làm việc của mình (và đôi khi là cả trong nguyên liệu bạn định lên men). Đây là mức độ an toàn tuyệt đối, thường được yêu cầu trong bệnh viện và phòng thí nghiệm vi sinh.
Tuy nhiên, bạn sẽ không cần những thiết bị quá phức tạp như nồi hấp tiệt trùng công nghiệp, điều chúng ta cần hướng tới ở đây là khử trùng (sanitize).
Khử trùng nghĩa là bạn đã loại bỏ phần lớn vi sinh vật trên dụng cụ hoặc bề mặt làm việc. Như vậy là đủ cho mục đích của chúng ta. Chạy dụng cụ qua chu trình nước nóng trong máy rửa chén, hoặc hấp/luộc chúng vài phút là đủ đảm bảo làm việc một cách sạch sẽ và an toàn. Nếu dụng cụ chịu được nhiệt, bạn cũng có thể tiệt trùng bằng nhiệt khô.
Các vật dụng bằng gốm, thủy tinh và kim loại có thể được nướng trong lò ở nhiệt độ 160°C trong 2 giờ để đảm bảo không còn vi sinh vật gây hại.
Với những thiết bị hoặc bề mặt không thể đưa vào máy rửa chén, bạn có thể sử dụng các chất khử trùng phổ biến dành cho thực phẩm và lên men như StarSan, giấm trắng chưng cất, hoặc nước Javen pha loãng với tỷ lệ 20ml Javen trên 1 lít nước (miễn là sau đó bạn rửa lại bằng nước sạch).
Tại quán bar, với các vật dụng lớn như hũ sành hoặc xô nhựa, bọn mình sử dụng ethanol 90% ABV pha loãng với nước lọc để đạt nồng độ cồn 60% ABV – pha theo tỷ lệ 2:1 (50ml nước cho mỗi 100ml ethanol 90% ABV)
(Bọn mình pha loãng vì nếu nồng độ ethanol quá cao, nó có thể làm đông tụ protein cấu tạo màng tế bào của nhiều loại vi sinh vật, khiến chúng không chết mà chỉ bất hoạt.)
Sau đó cho dung dịch vào bình xịt, xịt đều lên bề mặt cần khử trùng, để yên từ 10 đến 15 phút, rồi lau sạch bằng khăn giấy.

2. Hiểu về độ pH 

Giải thích một cách dễ hiểu, pH (viết tắt của Potential of Hydrogen) là thước đo độ axit hoặc kiềm của một dung dịch, nằm trên thang điểm từ 0 đến 14:
- pH = 7 là trung tính (như nước cất).
- pH < 7 là môi trường axit (ví dụ: chanh, giấm, sữa chua).
- pH > 7 là môi trường kiềm (ví dụ: baking soda, nước tro, nước vôi).
Mỗi đơn vị thay đổi trong thang pH là một sự thay đổi gấp 10 lần về nồng độ ion.
Note: Nếu muốn hiểu sâu hơn mọi người có thể tìm thêm về hydrogen ions (H+) và hydroxide (OH-)

Trong lên men, pH có vai trò then chốt trong ba yếu tố:

a. Kiểm soát hệ vi sinh vật - Vi khuẩn, nấm men và nấm mốc có “vùng pH tối ưu” riêng để phát triển. Ví dụ như vi khuẩn acid lactic (LAB) thích pH thấp (3.5–4.5).
- Vi sinh vật gây hư hỏng thường không chịu được môi trường axit  => Giảm pH là cách tự nhiên để bảo quản và ngăn vi khuẩn gây bệnh.
b. Tạo hương vị đặc trưng Sự hình thành các acid hữu cơ (acid lactic, acid axetic, acid citric) làm tăng độ chua và cân bằng vị cho sản phẩm lên men. Ví dụ: kim chi, kombucha, giấm, dưa chua đều có hương vị phụ thuộc vào mức pH cuối cùng.
c. Tác động đến enzyme và quá trình chuyển hóa Một số enzyme (như protease trong miso, amylase trong koji) chỉ hoạt động hiệu quả ở mức pH nhất định. Việc kiểm soát pH giúp đảm bảo quá trình thủy phân protein và tinh bột diễn ra đúng hướng.
Bạn có thể đo pH bằng giấy quỳ hoặc máy đo pH. Tuy nhiên, khẩu vị vẫn là yếu tố quyết định cuối cùng – nếu mẻ lên men của bạn ngon và ổn định, thì đó là mức pH phù hợp với bạn.

3. Muối và tỉ lệ Baker’s

Muối là một trong những yếu tố quan trọng nhất để quá trình lên men diễn ra an toàn và thành công. Trước hết, nó có khả năng đặc biệt là ức chế các quá trình sinh học, không chỉ ở vi sinh vật mà cả ở con người.
(Vì lí do này nếu uống nước muối khi bị mắc kẹt giữa biển có thể khiến bạn đi đời…)
Muối là một hợp chất ion gồm natri và clorua, khi hòa tan vào nước sẽ phân ly thành hàng loạt ion. Tự nhiên luôn có xu hướng cân bằng, nên bất cứ khi nào có thể, nước và các ion muối trong đó sẽ cố gắng phân tán đều. Nếu bạn cho một miếng thịt hoặc một tế bào vi khuẩn vào dung dịch muối, nước bên trong tế bào sẽ chảy ra ngoài, trong khi ion muối thâm nhập vào trong – cho đến khi đạt trạng thái cân bằng. Đó là nguyên lý hoạt động của quá trình ướp muối (brining), và cũng là cách muối có thể tiêu diệt các vi khuẩn gây bệnh. Muối hút nước ra khỏi tế bào vi khuẩn khiến chúng teo lại và chết.
Việc nắm được khả năng chịu muối của các nhóm vi sinh vật khác nhau có thể tạo ra sự khác biệt lớn trong bất kỳ quá trình lên men nào. Vì lý do đó, mình nhấn mạnh việc đo lường muối chính xác, thường được tính theo tỷ lệ phần trăm theo khối lượng.
Lưu ý rằng trong các công thức sau này mình chia sẻ, mình sử dụng tỷ lệ phần trăm kiểu baker’s – nghĩa là khi nói “thêm 2% muối vào 1kg cà chua”, mình muốn nói 2% của khối lượng cà chua (tức là 20g), chứ không phải 2% của tổng khối lượng cà chua và muối (tức khoảng 20.4g). Dù chênh lệch không quá lớn, cách tính này giúp làm việc nhất quán và đơn giản hơn.
Cuối cùng, loại muối sử dụng cũng có ảnh hưởng đáng kể. Hãy ưu tiên muối không chứa i-ốt, vì i-ốt có đặc tính kháng khuẩn nhẹ. Dù không làm hỏng hoàn toàn quá trình lên men, muối i-ốt có thể làm chậm sự phát triển của các vi sinh vật có lợi.