Từ muối ướp đến phản ứng Maillard: Khoa học tạo nên bữa ăn hiện đại

Một hộp thực phẩm để được hàng tháng, mùi bánh mì nướng thơm lên trong lò và cây rau diếp vẫn nguyên hình sau chuyến tàu dài đều có chung một câu chuyện: con người ngày càng hiểu rõ cách nhiệt, hóa học, vi sinh và vận chuyển can thiệp vào thức ăn. Bước ngoặt không chỉ nằm trong căn bếp, mà còn ở nhà máy, phòng thí nghiệm và hệ thống đường sắt. [1]

Theo bài viết của Science History Institute, quá trình ấy có thể lần theo ba dấu mốc: người Ai Cập dùng muối để kéo dài thời gian bảo quản, Nicolas Appert phát triển phương pháp đóng hộp vào đầu thế kỷ 19, còn phản ứng Maillard giúp giải thích vì sao thực phẩm được đun nóng lại đổi màu, mùi và vị. Cùng lúc, công nghệ lạnh biến rau diếp iceberg thành một sản phẩm có thể đi xa. [1]

Muối mở đầu cuộc chiến chống hư hỏng

Ướp muối là một trong những kỹ thuật bảo quản lâu đời nhất được ghi nhận. Người Ai Cập đã dùng muối để kéo dài thời gian bảo quản thực phẩm ít nhất 4.000 năm trước; cá và gia cầm ướp muối còn được đặt cùng người đã mất để dùng trên hành trình sang thế giới bên kia. Về mặt đời sống, kỹ thuật này giải quyết một vấn đề rất cụ thể: thức ăn không còn phải được dùng ngay sau khi thu hoạch hoặc săn bắt. [1]

Giá trị của muối không chỉ nằm ở vị mặn. Nó cho phép thực phẩm vượt qua mùa đông, các cuộc chiến kéo dài hoặc những chuyến đi xa mà không phụ thuộc hoàn toàn vào nguồn thức ăn tại chỗ. Tuy vậy, muối ướp vẫn là một kỹ thuật dựa nhiều vào kinh nghiệm. Người làm biết cách giữ thức ăn lâu hơn, nhưng chưa có cách giải thích bằng vi sinh học về việc vì sao một số mẻ hỏng, còn mẻ khác thì không. [1]

Đóng hộp biến kinh nghiệm thành quy trình

Năm 1795, chính phủ Pháp treo giải thưởng cho phương pháp bảo quản nhiều loại thực phẩm để nuôi quân đội. Sau hơn một thập kỷ thử nghiệm, Nicolas Appert nấu thực phẩm trong lọ thủy tinh rồi bịt kín. Năm 1810, ông nhận giải thưởng 12.000 franc từ Napoleon Bonaparte và công bố phương pháp của mình. Đóng hộp từ đó có thêm một lợi thế lớn: thực phẩm có thể được sản xuất ở nơi khác và đưa đến người tiêu dùng cách xa nhà máy. [1]

Nhưng Appert chưa biết chính xác vì sao cách làm ấy hiệu quả. Trong nhiều thập kỷ, việc đóng hộp vẫn nằm giữa nghề thủ công và kỹ thuật công nghiệp. Nhiệt độ, thời gian nấu, loại bao bì và độ sạch đều ảnh hưởng đến kết quả, trong khi một số hộp vẫn bị chua hoặc phồng lên sau nhiều tháng. Đến đầu thế kỷ 20, nỗi lo ngộ độc buộc ngành đóng hộp phải tìm lời giải bằng vi khuẩn học thay vì chỉ dựa vào thử và sai. [1]

Năm 1913, các công ty đóng hộp tại Mỹ cùng lập một phòng thí nghiệm nghiên cứu vi khuẩn học của thực phẩm. Những nghiên cứu tiếp theo giúp họ hiểu rõ hơn về hư hỏng và điều chỉnh quá trình gia nhiệt, từ đó cải thiện cả độ an toàn lẫn màu, mùi, vị, giá trị dinh dưỡng và kết cấu. Công nghệ nồi hấp áp suất cho phép nâng nhiệt đủ cao để tiêu diệt vi sinh vật gây bệnh; về sau, xử lý vô trùng còn tách riêng việc tiệt trùng bao bì và thực phẩm để giảm nấu quá mức. [1]

Vì sao món nướng có mùi hấp dẫn?

Đóng hộp giải quyết câu hỏi “làm sao giữ thức ăn lâu hơn”, còn phản ứng Maillard giải thích một phần câu hỏi “vì sao thức ăn chín lại hấp dẫn hơn”. Năm 1912, nhà hóa học Louis-Camille Maillard mô tả những phản ứng xảy ra khi axit amin và đường gặp nhau ở nhiệt độ cao. Chuỗi phản ứng này tạo ra nhiều hợp chất góp phần vào mùi của bánh mì mới nướng, cà phê rang và màu nâu của thịt nướng hoặc nước tương. [1]

Đây không phải là caramel hóa, dù cả hai đều có thể làm thực phẩm sẫm màu. Caramel hóa chủ yếu liên quan đến đường chịu nhiệt, còn phản ứng Maillard có sự tham gia của cả axit amin và đường. Chỉ một thay đổi nhỏ về nhiệt độ, độ ẩm hoặc độ axit cũng có thể làm sản phẩm cuối khác đi. Vì vậy, cùng một nguyên liệu có thể tạo mùi thơm dễ chịu trong món này nhưng lại cho hậu vị không mong muốn trong món khác. [1]

Những mặt trái của phản ứng này cũng làm khoa học thực phẩm trở nên phức tạp hơn. Quá trình đun nóng có thể làm mất một phần vitamin, đồng thời tạo acrylamide trong một số thực phẩm chế biến, đặc biệt khi thực phẩm giàu tinh bột chịu nhiệt cao. Phát hiện về acrylamide trong thực phẩm vào năm 2002 khiến ngành sản xuất tìm cách giảm chất này, chẳng hạn dùng enzyme asparaginase để phân giải axit amin asparagine hoặc hạ nhiệt độ nấu. Đổi lại, thực phẩm có thể ít màu nâu và kém mùi thơm hơn. [1]

Rau diếp iceberg và cuộc cách mạng của đường đi

Một loại rau có vẻ bình thường lại cho thấy bữa ăn hiện đại phụ thuộc vào hạ tầng nhiều đến mức nào. Vào cuối thập niên 1910 và đầu thập niên 1920, rau diếp iceberg từ chỗ ít phổ biến đã trở thành một trong những loại rau tươi được tiêu thụ nhiều tại Mỹ. Lý do chính không phải hương vị nổi bật, mà là khả năng chịu được chuyến tàu từ California đến các thị trường ở bờ Đông. [1]

California có mùa trồng dài, mạng lưới đường sắt thuận lợi và các toa tàu làm lạnh ngày càng tốt hơn. Rau diếp iceberg cũng chịu được nhiệt độ bảo quản gần điểm đóng băng, trong khi nhiều giống khác dễ mềm và hỏng. Đá vụn từng được dùng để làm lạnh; về sau, kỹ thuật làm lạnh chân không giúp giảm hư hỏng khi vận chuyển. Một giống rau vì thế được lựa chọn theo độ bền trên đường đi, chứ không chỉ theo chất lượng khi vừa hái. [1]

Sự lựa chọn ấy đặt nền móng cho ngành rau tươi hiện đại: nhà sản xuất có thể ưu tiên những giống giữ được hình dạng, màu sắc và thời gian bảo quản khi đi xa. Cái giá là hương vị và mùi thơm đôi khi bị xem nhẹ. Cùng logic đó, nhiều loại quả được hái khi còn xanh rồi thúc chín gần thời điểm bán; bao bì được thiết kế để điều chỉnh trao đổi khí và làm chậm quá trình hô hấp. Thực phẩm “tươi” trên kệ hàng vì vậy là kết quả của việc điều khiển sinh học, hóa học và vận chuyển. [1]

Bữa ăn hiện đại là một hệ thống

Ba câu chuyện trên nối với nhau theo một trật tự dễ nhận ra. Muối kéo dài thời gian sử dụng bằng kinh nghiệm tích lũy; đóng hộp đưa kinh nghiệm ấy vào quy trình gia nhiệt, bao bì và kiểm soát vi sinh; phản ứng Maillard cho thấy chính việc nấu chín cũng là một quá trình hóa học có thể tạo cả hương vị lẫn rủi ro. Công nghệ lạnh và đường sắt lại mở rộng câu hỏi từ “giữ thức ăn” sang “đưa thức ăn đi xa”. [1]

Vì thế, một bữa ăn hiện đại không chỉ phản ánh thứ được trồng trên cánh đồng hay cách người nấu dùng chảo. Nó còn phản ánh lựa chọn giống cây, nhiệt độ xử lý, vật liệu bao bì, mức độ vệ sinh và tốc độ vận chuyển. Nhìn vào một hộp thực phẩm hoặc đĩa rau diếp, ta đang nhìn thấy lịch sử của nỗ lực kiểm soát thời gian: làm chậm hư hỏng, tạo ra mùi vị mong muốn và đưa một sản phẩm đến đúng nơi trước khi chất lượng suy giảm. [1]