#LAB-03: Lacto-Fermentation - Tìm hiểu về lên men lactic

I. Lên men lactic là gì? Khoa học đằng sau lên men lactic

II. Bắt tay và vào việc

III. Ủ gì đây?

Lên men lactic (hay lacto-fermentation) là quá trình vi sinh vật – chủ yếu là vi khuẩn lactic (hay Lactic Acid Bacteria, viết tắt: LAB) chuyển hóa đường trong thực phẩm thành acid lactic trong điều kiện yếm khí. Sản phẩm lên men lactic sẽ mang vị chua nhẹ, umami và hương thơm đặc trưng của thực phẩm lên men.

Đây chính là bí mật đằng sau sữa chua, nem chua, thịt chua, tôm chua… và cũng góp phần vào quá trình sản xuất nước mắm, cheese, rượu vang v.v. Nhưng ở trong bài viết này mình sẽ chỉ tập trung vào lên men các loại rau củ và hoa quả thôi.

Nhân vật chính ở đây là LAB. Nói một cách tổng quát, vi khuẩn lactic là những vi khuẩn hình que hoặc hình cầu, có khả năng chịu được môi trường acid và muối. Chúng là vi khuẩn kỵ khí, nghĩa là có thể phát triển trong điều kiện không có oxy. LAB tiêu thụ carbohydrate, chủ yếu ở dạng đường, và sản sinh ra acid lactic như một chất chuyển hóa phụ (sản phẩm phụ của quá trình trao đổi chất).

Không đi quá sâu vào hóa học, quá trình này bao gồm việc vi khuẩn sử dụng enzyme để phân giải glucose (C₆H₁₂O₆), nhằm khai thác năng lượng hóa học tiềm tàng bên trong nó, và từ đó chuyển hóa mỗi phân tử glucose thành hai phân tử acid lactic (C₃H₆O₃).

Dựa trên sản phẩm phụ tạo ra, quá trình lên men lactic được chia làm hai dạng:

• Đồng hình (homofermentative): gần như toàn bộ đường được chuyển thành acid lactic. Loại lên men này tạo vị chua trong trẻo, sạch, phổ biến trong dưa muối, cải chua và sữa chua truyền thống.

• Dị hình (heterofermentative): ngoài acid lactic, còn tạo CO₂, ethanol hoặc acid acetic. Điều này khiến sản phẩm có thêm tầng hương nồng nhẹ, sủi nhẹ hoặc phức tạp hơn. Trong thực tế, nhóm vi khuẩn dị hình thường hoạt động đầu tiên (ví dụ Leuconostoc mesenteroides), sau đó bị thay thế bởi các chủng đồng hình như Lactobacillus plantarum khi pH đã giảm đủ sâu.

Một số loài LAB còn có khả năng phân giải protein thành các amino acid, góp phần tạo nên hương vị thơm ngon không thể diễn tả được của những loại cheese như Cheddar hay Parmigiano.

Cũng giống như con người, vi khuẩn lactic là những sinh vật chăm chỉ, đã có mặt và chiếm lĩnh gần như mọi môi trường trên thế giới. Chúng hiện diện trong sữa của động vật có vú, có nghĩa là chúng ta đã có một mối quan hệ gắn bó không thể tách rời với loài vi khuẩn này ngay từ những khoảnh khắc đầu tiên trong đời.

Và may mắn cho chúng ta, LAB cũng tồn tại trên bề mặt vỏ và lá của hầu hết mọi loại rau củ hoặc trái cây mà chúng ta muốn lên men.

Khi vi khuẩn lactic (LAB) lên men đường, acid lactic được tạo ra sẽ hòa trộn với các loại acid vốn có trong trái cây. Acid citric – thường gắn liền với các loại trái cây họ cam quýt nhưng cũng hiện diện trong nhiều loại quả và dâu khác – có vị rất chua, thậm chí có thể tạo cảm giác hơi “rát”. Acid malic, tìm thấy trong nho và táo (hãy nghĩ đến vị chua của táo xanh), thì dịu hơn, tạo cảm giác tròn vị và chảy nước miệng. Acid ascorbic (vitamin C) thì sắc và trực diện, có mặt trong nhiều loại trái cây nhiệt đới như chuối hay ổi. Sự tương tác giữa các loại acid khác nhau chính là một trong những khía cạnh thú vị và hay ho nhất của trái cây lên men.

Đọc phần lí thuyết bên trên nghe thì có vẻ phức tạp nhưng may mắn thay việc thực hành lên men lactic lại khá dễ. Quy trình rất đơn giản: Cân đo nguyên liệu, thêm 2% muối trên tổng trọng lượng, và đợi. Thời gian lên men phụ thuộc vào độ chua ta mong muốn ở sản phẩm cuối cùng.

Cơ bản là vậy, nhưng chúng ta vẫn cần một vài (đống) lưu ý sau để đảm bảo việc lên men diễn ra thuận lợi:

LAB hoạt động hiệu quả nhất trong điều kiện không có oxy. Với nhiều phương pháp lên men lactic truyền thống, chỉ cần loại bỏ không khí bằng cách ngập trong chất lỏng là đủ để vi khuẩn LAB phát triển tốt trong môi trường yếm khí. Lấy ví dụ như món dưa cải muối: khi rau cải được thái nhỏ, các tế bào thực vật bị vỡ ra và giải phóng độ ẩm. Muối sẽ tiếp tục rút nước ra khỏi mô thực vật thông qua quá trình thẩm thấu (osmosis), và một vật nặng đặt lên trên sẽ giúp nhấn chìm toàn bộ rau trong chính nước của nó, tạo điều kiện cho vi khuẩn LAB hoạt động.

Tuy nhiên, việc nén rau dưới vật nặng không phải lúc nào cũng khả thi, bởi những mục đích như muốn giữ nguyên hình dáng trái cây và rau củ sau lên men để phục vụ cho phần trình bày cuối cùng. Vì thế, chúng ta có thể sử dụng túi nhựa và máy hút chân không để đảm bảo vi khuẩn LAB không tiếp xúc với oxy.

Dù chọn phương pháp nào để loại bỏ oxy khỏi môi trường lên men, ta không chỉ hỗ trợ vi khuẩn LAB thực hiện quá trình lên men, mà còn ngăn chặn sự phát triển của các vi sinh vật không mong muốn. Khi loại bỏ oxy, ta cũng làm gián đoạn hoạt động của các loại nấm mốc – những sinh vật cần oxy để hô hấp tế bào.

Vi khuẩn LAB không bắt buộc phải có muối để sinh trưởng, nhưng chúng chịu được muối, điều này cho phép chúng ta sử dụng hàm lượng muối như một lớp bảo vệ bổ sung chống lại các vi sinh vật có hại. Ví dụ, mặc dù Clostridium Botulinum là một vi khuẩn kỵ khí (có thể phát triển không cần oxy), nhưng nó bị ức chế trong môi trường giàu muối hoặc acid – điều này rất tuyệt, bởi đây chính là vi khuẩn gây ra ngộ độc thịt (botulism).

Các loài LAB khác nhau có mức chịu mặn (halotolerance) khác nhau. Một số có thể hoạt động trong nồng độ muối lên tới 8% theo trọng lượng. Theo trải nghiệm cá nhân, mình thường bắt đầu lên men lactic với tỷ lệ 2% muối – đủ để ngăn vi khuẩn có hại phát triển, nhưng không quá nhiều để khiến sản phẩm trở nên quá mặn và khó ăn.

Ta cũng có thể tạo một môi trường vừa không có oxy vừa giàu muối bằng cách lên men trong nước muối (brine). Nhiều phương pháp lên men truyền thống như cà muối đã áp dụng cách này trong nhiều thế kỷ. Các loại trái cây mềm có thể sẽ bị tan ra sau vài ngày khi ngâm trong nước muối, nhưng các loại rau củ có kết cấu giòn như củ cải, củ dền hoặc cà rốt non, nếu có kích thước phù hợp và được ngập hoàn toàn trong nước muối, sẽ lên men rất tốt.

Tránh sử dụng các loại trái cây hoặc rau củ đã được phủ sáp, xử lý bằng thuốc trừ sâu, hoặc chiếu xạ. Lựa chọn sản phẩm hữu cơ là cách tốt để đảm bảo tránh được tất cả những yếu tố đó. Để đảm bảo có một quần thể vi khuẩn LAB tự nhiên khỏe mạnh, ta cần tránh rửa quá kỹ rau quả trước khi lên men. Nếu có bụi bẩn nhìn thấy được, chỉ cần rửa nhẹ bằng nước lạnh để loại bỏ. Không cọ rửa, và không dùng dung dịch rửa rau quả.

Hãy chắc chắn không dùng những nguyên liệu đã bị mốc hoặc đang thối rữa để lên men. Lên men đúng là một quá trình kỳ diệu, nhưng nó không thể khiến một quả táo thối trở lại tươi ngon (dùng hoá chất của mấy anh pháp sư Trung Hoa thì chắc được). Ngoài ra, nếu bắt đầu với nguyên liệu hỏng, ta sẽ đưa vào quá trình lên men những vi sinh vật không mong muốn, có thể ức chế sự phát triển của LAB.

Tuy nhiên, điều đó không có nghĩa là chúng ta nên sợ việc tận dụng thực phẩm thừa bằng lên men lactic. Ví dụ, ta hoàn toàn có thể cắt nhỏ dâu tây và cherry còn sót lại cuối ngày, cho vào lọ thủy tinh với một ít muối – một tuần sau, ta sẽ có một loại topping thơm ngon cho món sữa chua.

Hầu hết quá trình lên men lactic hoạt động tốt ở nhiệt độ 21°C (70°F), tuy nhiên chúng ta có thể duy trì nhiệt độ ở mức 28°C (82°F). Mình nhận thấy đây là nhiệt độ lý tưởng để quá trình lên men diễn ra nhanh chóng nhưng không tạo ra quá nhiều hoạt động vi khuẩn vốn có thể sinh ra những hương vị lạ, không mong muốn. Lên men lactic cũng có thể thực hiện trong tủ lạnh, tuy nhiên quá trình sẽ diễn ra chậm hơn nhiều.

Còn trong trường hợp thời tiết bất ổn như ở Việt Nam, nếu không thể thiết kế một không gian lên men phù hợp thì chúng ta phải tuỳ cơ ứng biến và chờ tổ độ, chứ mình cũng chịu chưa học đến phần đấy.

Hãy thử thay thế 5 đến 10% lượng nước trong dung dịch muối bằng nước trái cây để tăng độ tươi sáng và cung cấp thêm đường cho vi khuẩn lactic (LAB) lên men. Những loại thảo mộc tươi sống động như rau thì là hay lá bạc hà có thể được ngâm vào nước muối trước hoặc thêm vào ở dạng khô sau khi quá trình lên men kết thúc.

Nếu muốn thêm vị cay, ta có thể cho một khúc cải ngựa hoặc một trái ớt chẻ đôi vào. Cho dù lên men bằng phương pháp nào, ta vẫn có thể cho thêm các gia vị đi kèm vào túi hoặc lọ, miễn là tính cả trọng lượng của chúng khi cân muối.

Việc bắt được thời điểm phù hợp trong quá trình lên men rất quan trọng. Ngay từ khoảnh khắc ta đặt trái cây hay rau củ vào một môi trường mặn, quá trình lên men bắt đầu di chuyển theo một hướng duy nhất: từ ngọt sang chua. Những sản phẩm lên men chưa đủ thời gian có thể vẫn mang vị gần như còn sống, nhưng lên men quá lâu cũng là một vấn đề. Trái cây hay rau củ lên men quá mức thường có vị giống nhau, vì tính chất và hương vị nguyên bản của nguyên liệu đã bị nhấn chìm trong vị chua gắt.

Việc đánh giá khi nào một quá trình lên men đạt độ hoàn hảo cũng giống như biết được khi nào mì ống vừa chín tới, hay khi nào một nhánh bông cải xanh vừa được chần đúng độ. Như một bartender (cụ thể là tôi) thường nói:

“Ăn đi, đừng hỏi.”

Đúng vậy, cách duy nhất để kiểm tra tiến độ của quá trình lên men lactic là nếm thử.

Một sản phẩm lên men lý tưởng nên giữ được bản chất của nguyên liệu tươi ban đầu, nhưng được bổ sung thêm vị chua, vị umami, và chiều sâu hương vị.

Điểm cuối cùng này không mang tính quyết định đối với một quá trình lên men lactic thành công, nhưng có thể giúp chúng ta đánh giá mức độ thành công của dự án theo cách của riêng mình.

Lên men là một phương pháp tuyệt vời để kéo dài tuổi thọ của các thực phẩm thừa – những thứ có thể đã bị lãng phí. Tuy nhiên, bản thân quá trình lên men lactic cũng tạo ra những sản phẩm phụ rất hữu ích, mà ta có thể sẽ vô tình đổ bỏ nếu không để ý. Một số nguyên liệu mạnh mẽ và ngon miệng nhất trên thế giới thực chất là “phế phẩm” từ quá trình lên men.

Ví dụ, Marmite và Vegemite là phần còn lại từ sản xuất bia. Sake lees – phần bã gạo còn lại sau quá trình làm rượu sake được sử dụng theo nhiều cách khác nhau trong ẩm thực Nhật Bản, đặc biệt là như một chất ngâm chua ngọt để muối rau củ (gọi là kasuzuke).

Trước khi bạn đổ nước muối ngâm dưa hay phần dịch chảy ra từ mận lên men xuống cống, hãy cân nhắc xem liệu nó có thể được tận dụng trong một món súp hay nước xốt giấm không. Hãy bảo quản trong chai kín hoặc tận dụng chai đựng gia vị cũ, để trong ngăn mát tủ lạnh.

Ngay cả khi trái cây hay rau củ lên men không hoàn toàn đúng kỳ vọng, thì phần nước mặn chua còn lại có thể là phần thưởng an ủi đấy nhé.

Ai biết :) 

Đùa chứ, mình sẽ để công thức “mận lên men lactic” của nhà hàng Noma ở đây cho mọi người cùng tham khảo.

Ngoài ra, tuy không phải công thức nhưng chúng ta cũng có thể tham khảo cách làm “chuối lên men lactic” của BarUS để ứng dụng tương tự trong việc sáng tạo cá nhân.

Cuối cùng, công thức sẽ luôn chỉ mang tính tham khảo nên hãy tự mình tìm tòi, sáng tạo và trải nghiệm để đúc kết ra kinh nghiệm của bản thân nhé.