Nhiều người có thói quen thưởng thức các món ăn quen thuộc như phô mai, xúc xích lên men, kim chi, miso hay nhâm nhi một ly rượu vang trong bữa ăn hàng ngày. Tuy nhiên, không ít người sau khi ăn lại gặp phải tình trạng choáng váng, đỏ bừng mặt hoặc xuất hiện những cơn đau nhức đầu dai dẳng mà không rõ nguyên nhân.

Câu trả lời là thực phẩm lên men hoàn toàn có thể gây đau đầu, đặc biệt là đau nửa đầu, do chứa các amin sinh học mà điển hình là histamine và tyramine [1], [2]. Khi quá trình lên men diễn ra, vi sinh vật chuyển hóa các axit amin thành amin sinh học; nếu nồng độ các chất này vượt quá mức tiếp nhận của cơ thể hoặc men phân giải bị ức chế, triệu chứng đau đầu và giãn mạch sẽ lập tức khởi phát [1], [3].

Mối liên hệ giữa thực phẩm lên men và cơn đau đầu

Đau đầu do ăn uống không phải là hiện tượng hiếm gặp nhưng thường bị nhầm lẫn với các phản ứng dị ứng thông thường [1]. Trong các món ăn lên men, quá trình chuyển hóa tự nhiên tạo ra một nhóm hợp chất gọi là amin sinh học (biogenic amines), gồm histamine, tyramine và phenylethylamine [1], [2]. Đây là những chất hóa học có hoạt tính sinh học trực tiếp tác động lên hệ thần kinh và mạch máu [4].

Nhiều tài liệu khoa học ghi nhận rằng việc tiếp xúc qua đường ăn uống với thực phẩm chứa nồng độ cao các amin sinh học có liên quan đến nhiều tác động xấu cho sức khỏe, bao gồm đau nửa đầu, tăng huyết áp và nhịp tim nhanh [2]. Đặc biệt, những hợp chất như tyramine và beta-phenylethylamine được xác định là tác nhân khởi phát các cơn khủng hoảng tăng huyết áp và đau nửa đầu do ăn uống [1], [5]. Trong khi đó, histamine vừa là chất trung gian gây ngộ độc thực phẩm vừa tham gia vào các phản ứng mạch máu dẫn tới nhức đầu dữ dội [1], [6].

Các triệu chứng này thường xuất hiện khá nhanh sau bữa ăn, khiến người bệnh lúng túng vì thực phẩm sử dụng vẫn còn tươi ngon và không hề có dấu hiệu ôi thiu theo cảm quan thông thường [1].

Cơ chế hình thành histamine và amin sinh học trong thực phẩm

Về mặt hóa học, amin sinh học là các phân tử hữu cơ có trọng lượng phân tử thấp, được tạo ra từ quá trình khử carboxyl của các axit amin tiền chất dưới tác động của vi sinh vật hoặc qua quá trình chuyển vị amin [2], [3]. Khi vi khuẩn trong quá trình lên men phát triển, chúng mang enzyme histidine decarboxylase xúc tác chuyển đổi axit amin histidine thành histamine tự do [1].

Các chủng vi sinh vật thuộc họ Enterobacteriaceae và enterococci được xác định là những tác nhân chính sinh ra amin sinh học trong thực phẩm [3]. Bên cạnh đó, một số vi khuẩn lactic như Lactobacillus buchneri cũng tham gia vào quá trình hình thành histamine, từng được ghi nhận có liên quan đến các đợt ngộ độc histamine từ phô mai trong ngành công nghiệp sữa [1].

Một đặc tính đáng lưu ý là các amin sinh học có tính bền nhiệt rất cao, không bay hơi và có trọng lượng phân tử thấp nên gần như không bị phân hủy hay suy giảm hàm lượng dưới các phương pháp xử lý nhiệt nấu nướng thông thường [6]. Do đó, một khi histamine và các amin sinh học đã được hình thành trong quá trình lên men hoặc bảo quản, chúng sẽ tồn tại bền vững trong món ăn cho đến khi được dung nạp vào cơ thể [6].

Vì sao histamine kích hoạt cơn đau nửa đầu và ngộ độc?

Ở người khỏe mạnh bình thường, một lượng nhỏ histamine đưa vào từ thức ăn hầu như không gây ra bất kỳ ảnh hưởng tiêu cực nào nhờ hoạt động bảo vệ của hệ tiêu hóa [3]. Đường ruột sở hữu enzyme diamine oxidase (DAO) đảm nhiệm chức năng chuyển hóa và làm bất hoạt histamine trước khi chúng kịp ngấm sâu vào tuần hoàn máu [3].

Tuy nhiên, khi enzyme DAO bị suy giảm hoạt tính do yếu tố cơ địa, bệnh lý đường tiêu hóa hoặc do dùng thuốc ức chế men, cơ thể sẽ rơi vào trạng thái không dung nạp histamine [3]. Lúc này, histamine tích tụ nhanh chóng trong đường ruột và đi vào máu, gây ra các phản ứng vận mạch, giãn mạch máu não dẫn đến đau nửa đầu [2], [4]. Đáng chú ý, độc tính của histamine còn tăng lên đáng kể khi có mặt các amin sinh học khác trong cùng một món ăn, bởi vì các amin đồng hành này có khả năng cạnh tranh và ức chế các enzyme phân giải histamine ngay tại ruột non [1].

Hiện tượng ngộ độc histamine là một dạng ngộ độc hóa học qua thực phẩm do ăn phải lượng histamine vượt mức cho phép [1]. Khi nồng độ histamine và tyramine vượt ngưỡng 100 mg/kg, chúng có thể gây hại cho sức khỏe con người [3]. Các triệu chứng ngộ độc histamine được ghi nhận bao gồm đau đầu, đỏ bừng da, nổi mề đay, đau bụng, rối loạn nhịp tim, ngoại tâm thu, chảy nước mũi và nghiêm trọng hơn là suy hô hấp [6].

Thậm chí, độc tính do amin sinh học gây ra có thể xuất hiện ở mức thấp hơn tới 100 lần so với ngưỡng độc hại được quy định, tùy thuộc vào độ nhạy cảm của từng cá nhân kết hợp cùng các yếu tố đi kèm như việc uống rượu bia hay dùng một số loại thuốc điều trị [2].

Các nghiên cứu khoa học ghi nhận nồng độ histamine thực tế

Hàm lượng amin sinh học nói chung và histamine nói riêng đã được đo lường cụ thể trong nhiều nhóm thực phẩm lên men truyền thống và công nghiệp thông qua các công trình phân tích chuyên sâu.

Một bài tổng quan công bố năm 2022 chỉ ra rằng nhóm thực phẩm có nồng độ amin sinh học trung bình cao nhất là nước mắm với hàm lượng tổng dao động từ 582 đến 588 mg/kg, kế đến là rau củ lên men đạt 375 đến 390 mg/kg, phô mai từ 177 đến 334 mg/kg và xúc xích lên men đạt từ 281 đến 283 mg/kg [6]. Trong các vụ bùng phát ngộ độc histamine do phô mai (chủ yếu là gouda, Swiss, cheddar, gruyere và Cheshire), nồng độ histamine được đo lường lên tới 850 đến 1870 mg/kg [6]. Riêng với kim chi tại Đài Loan, hàm lượng histamine được báo cáo vượt mức 50 mg/kg [6].

Một nghiên cứu năm 2011 phân tích thực phẩm lên men tại Ai Cập bằng phương pháp sắc ký trao đổi ion đã phát hiện xúc xích lên men chứa tổng nồng độ amin sinh học cao nhất lên tới 2.482 mg/kg, phô mai Mesh đạt 2.118 mg/kg và phô mai xanh (blue cheese) đạt 2.084 mg/kg, trong khi xúc xích nấu chín hun khói có mức thấp nhất là 111 mg/kg [7]. Riêng histamine đạt mức rất cao là 521 mg/kg trong món cá lên men muối Feseekh, còn tyramine đạt đỉnh 2.010 mg/kg trong phô mai xanh [7].

Năm 2020, một nghiên cứu đánh giá chất lượng và độ an toàn của doenjang (tương đậu nành truyền thống Hàn Quốc) lên men bằng chủng nấm men Rhizopus nigricans ghi nhận tổng lượng amin sinh học cao nhất ở mẫu BAR-2 là 6,79 mg/100 g, mẫu BAR-1 là 5,27 mg/100 g và thấp nhất ở mẫu BM15R-3 với 0,80 mg/100 g [5]. Nghiên cứu xác lập mối tương quan nghịch (y = -3,02 x + 8,40; r2 = 0,99) giữa lượng amin sinh học và việc bổ sung meju phức hợp A. oryzae [5]. Nồng độ histamine trong cả sáu mẫu doenjang dao động từ 0,00 mg/100 g (ở mẫu BAR-1 và BAR-2) đến 0,37 mg/100 g (ở mẫu BM15R-1), tất cả đều nằm dưới ngưỡng gây độc và an toàn cho người dùng [5].

Các nghiên cứu tổng hợp về đậu nành lên men ở châu Á cũng nhấn mạnh rằng mặc dù phần lớn sản phẩm đậu nành lên men nằm trong giới hạn an toàn, một số mẻ hoặc chủng loại sản phẩm cá biệt vẫn có hàm lượng amin sinh học vận mạch vượt ngưỡng độc [8].

Lợi ích của thực phẩm lên men và giới hạn của bằng chứng

Không thể phủ nhận rằng thực phẩm và đồ uống lên men mang lại nhiều giá trị đối với sức khỏe con người nhờ sự hiện diện của các vi sinh vật hữu ích [3]. Chúng được xem là nguồn thực phẩm giàu chức năng và dinh dưỡng ở nhiều nền văn hóa ẩm thực truyền thống [3].

Tuy nhiên, rủi ro về sức khỏe do sự xuất hiện ngoài ý muốn của các amin sinh học là một vấn đề thực tế [3]. Hiện nay, nhiều chuyên gia an toàn thực phẩm và y tế công cộng vẫn chưa nắm bắt đầy đủ về các nguy cơ tiềm ẩn cũng như chiến lược kiểm soát amin sinh học trong các sản phẩm lên men [2]. Hầu hết các quốc gia chưa đưa ra quy chuẩn pháp lý bắt buộc về mức giới hạn histamine ngoại trừ các sản phẩm thủy hải sản [1], [6]. Cụ thể, Quy định Ủy ban châu Âu (EC) số 2073/2005 chỉ quy định mức histamine cho phép từ 100 mg/kg đến 200 mg/kg đối với cá và hải sản, hoặc 200 mg/kg đến 400 mg/kg đối với sản phẩm cá xử lý enzyme trong nước muối [6]. Đối với rượu vang, mức giới hạn histamine cho mục đích xuất nhập khẩu là 2 mg/l [6].

Một mức giới hạn tối đa 100 mg/kg histamine trong thực phẩm thường được coi là an toàn cho sức khỏe người tiêu dùng [3]. Việc ước tính tần suất ngộ độc histamine trong cộng đồng gặp nhiều khó khăn vì các quốc gia không yêu cầu bắt buộc khai báo dịch tễ khi xảy ra sự cố, đồng thời triệu chứng thường bị chẩn đoán nhầm sang dị ứng thức ăn [1].

Hiểu lầm thường gặp về đau đầu và histamine

Nhiều người lầm tưởng rằng chỉ những loại cá biển bị ươn hỏng mới chứa histamine gây đau đầu và ngộ độc [1]. Trên thực tế, mặc dù ngộ độc histamine thường gắn liền với cá họ Scombridae, các loại thực phẩm lên men từ sữa, thịt, đậu nành và thực vật như phô mai, rượu vang, xúc xích khô, dưa cải muối sauerkraut, tương miso và nước tương đều có thể chứa histamine cùng nhiều amin sinh học khác [1].

Một quan niệm sai lầm khác là nấu chín kỹ hoặc đun sôi đồ ăn lên men sẽ loại bỏ hoàn toàn nguy cơ ngộ độc histamine. Như đã nêu, các amin sinh học có tính bền nhiệt rất cao và không bị phá hủy bởi các phương pháp xử lý nhiệt trong chế biến thực phẩm thông thường [6]. Khi histamine đã tích tụ ở nồng độ cao trong quá trình lên men lỗi, việc xào nấu hay hâm nóng đều không làm giảm độc tính của món ăn [6].

Ngoài ra, hàm lượng amin sinh học cao trong thực phẩm từng được coi là chỉ dấu phản ánh tình trạng sản xuất hoặc bảo quản mất vệ sinh [4]. Dẫu vậy, trong sản xuất đồ lên men tự nhiên, sự xuất hiện của các chủng vi khuẩn mang hoạt tính enzyme decarboxylase vẫn có thể tạo ra lượng amin lớn ngay cả trong điều kiện chế biến bình thường nếu không sử dụng các chủng khởi động phù hợp [1], [4].

Ai nên thận trọng khi ăn đồ lên men?

Nhóm người có tiền sử đau nửa đầu hoặc mẫn cảm với thức ăn cần đặc biệt lưu ý khi tiêu thụ các món lên men giàu histamine, tyramine và phenylethylamine [1], [2]. Lượng amin sinh học dù nhỏ cũng có thể kích hoạt cơn co thắt hoặc giãn mạch máu, làm bùng phát cơn đau nửa đầu cấp tính [2].

Những người bị suy giảm hoạt tính enzyme diamine oxidase (DAO) do yếu tố di truyền bẩm sinh hoặc do mắc các bệnh lý đường tiêu hóa cần hạn chế đồ lên men [3]. Ở nhóm đối tượng này, cơ thể không thể chuyển hóa histamine hiệu quả dẫn đến tình trạng bất dung nạp histamine gây đau đầu, mẩn đỏ và rối loạn tiêu hóa [3].

Người đang điều trị bằng các loại thuốc ức chế men monoamine oxidase (MAOI) bắt buộc phải cẩn trọng [4], [3]. Thuốc MAOI làm cản trở quá trình phân giải tyramine và histamine, dễ dẫn đến những tương tác thuốc - thực phẩm nghiêm trọng, làm tăng vọt huyết áp nguy hiểm hoặc gây khủng hoảng mạch máu não [1], [4]. Ngoài ra, những người vừa ăn thực phẩm lên men vừa uống rượu bia cũng có nguy cơ cao gặp độc tính, do rượu cản trở cơ chế chuyển hóa amin của cơ thể [2]. Những ai có bệnh nền tim mạch, huyết áp hoặc đang dùng thuốc điều trị cần tham khảo ý kiến bác sĩ chuyên khoa trước khi thay đổi chế độ dinh dưỡng với nhiều món lên men.

Cách áp dụng thực tế để giảm thiểu rủi ro

Trong sản xuất và chế biến thực phẩm, việc sử dụng các chủng vi sinh vật khởi động (starter culture) đã được chứng minh là biện pháp công nghệ hiệu quả để kiểm soát amin sinh học [4]. Chẳng hạn, quá trình lên men bắp cải với các chủng vi khuẩn lactic chọn lọc như Lactobacillus casei subsp. casei, Lactobacillus plantarum và Lactobacillus curvatus có khả năng làm giảm rõ rệt hàm lượng amin sinh học trong món dưa cải sauerkraut [3]. Nghiên cứu trên xúc xích lên men và đậu nành cũng cho thấy một số chủng khởi động có thể ngăn chặn hoàn toàn sự tích tụ amin hoặc trực tiếp phân giải chúng [4], [8].

Đối với người tiêu dùng tại gia đình, nên ưu tiên các sản phẩm lên men có nguồn gốc xuất xứ rõ ràng, áp dụng quy trình kiểm chuẩn và bảo quản đúng nhiệt độ quy định. Tránh sử dụng các sản phẩm lên men thủ công không kiểm soát được thời gian ủ hoặc có dấu hiệu biến chất.

Không nên kết hợp cùng lúc nhiều món chứa hàm lượng amin sinh học cao trong cùng một bữa ăn, chẳng hạn như ăn xúc xích lên men kèm phô mai xanh và uống rượu vang đỏ [6], [7]. Thay vào đó, hãy ăn với khẩu phần vừa phải, cân đối cùng các loại thực phẩm tươi sống chưa qua chế biến biến tính. Nếu bạn nhận thấy bản thân thường xuyên bị đau nhức vùng đầu hoặc đỏ mặt sau khi ăn các món lên men, hãy ghi chép nhật ký ăn uống để xác định món gây kích ứng và đến cơ sở y tế để được kiểm tra men phân giải cũng như nhận hướng dẫn chuyên khoa phù hợp.

Thực phẩm lên men là nguồn dinh dưỡng độc đáo mang lại nhiều giá trị sinh học cho đường ruột và sức khỏe tổng thể [3]. Tuy nhiên, việc nhận biết sự hiện diện của histamine cùng các amin sinh học sẽ giúp bạn chủ động kiểm soát khẩu phần, lựa chọn thực phẩm an toàn để bảo vệ cơ thể khỏi những cơn đau đầu không mong muốn.