Màu đỏ của tôm bắt nguồn từ đâu?
Khi luộc chín một con tôm, lớp vỏ chuyển từ màu xám xanh hoặc nâu sẫm sang màu đỏ cam bắt mắt. Hiện tượng quen thuộc này xuất phát từ một sắc tố tự nhiên có tên là astaxanthin [1].
Astaxanthin là một sắc tố carotenoid màu đỏ, thuộc nhóm xanthophyll [1]. Trong tự nhiên, sắc tố này do vi tảo và vi sinh vật tổng hợp, sau đó đi vào chuỗi thức ăn thủy sản và tích tụ ở các loài giáp xác như tôm, cua hoặc các loài cá như cá hồi, cá hồi vân [2, 4]. Ngoài sinh vật biển, astaxanthin còn xuất hiện ở nấm, thực vật bậc cao và một số loài chim như hồng hạc, chim cút [3, 5].
Ở tôm sống, astaxanthin liên kết với protein trong vỏ tạo nên màu sắc tối để ngụy trang. Khi gặp nhiệt độ cao lúc nấu chín, liên kết protein bị phá vỡ, giải phóng astaxanthin tự do và làm hiện rõ sắc đỏ đặc trưng [2, 8]. Ngày nay, phụ phẩm từ chế biến tôm như đầu và vỏ tôm đang được nghiên cứu như một nguồn chiết xuất astaxanthin tự nhiên giàu tiềm năng cho ngành thực phẩm bổ sung và mỹ phẩm [4, 6].
Cơ chế chống oxy hóa của sắc tố đỏ
Astaxanthin sở hữu cấu trúc phân tử đặc biệt (3,3'-dihydroxy-beta,beta'-carotene-4,4'-dione) [1]. Cấu trúc này mang lại cho hoạt chất khả năng chống oxy hóa mạnh mẽ thông qua cơ chế bẫy oxy nhóm đơn (singlet oxygen) và dọn sạch các gốc tự do (free radicals) gây hại [1].
Các gốc tự do và quá trình stress oxy hóa là những tác nhân chính dẫn đến tổn thương tế bào và góp phần hình thành xơ vữa động mạch [2, 5]. Astaxanthin có phương thức hoạt động chính là chất dọn dẹp các loại oxy phản ứng (ROS) [2]. Một số thử nghiệm trong phòng thí nghiệm ghi nhận hoạt tính chống oxy hóa của astaxanthin mạnh gấp 10 lần so với các carotenoid quen thuộc khác như zeaxanthin, lutein và canthaxanthin [2].
Nhờ khả năng trung hòa các chất oxy hóa, astaxanthin được ghi nhận có tiềm năng ức chế quá trình oxy hóa hạt mỡ xấu LDL (low-density lipoprotein) trong cơ thể [2, 4]. Việc ngăn chặn LDL bị oxy hóa là mắt xích cốt lõi giúp hạn chế mảng bám tích tụ tại thành mạch [1].
Bằng chứng từ phòng thí nghiệm và tế bào
Nhiều thử nghiệm in vitro (trong ống nghiệm) đã phân tích chi tiết khả năng bảo vệ tế bào của dịch chiết astaxanthin từ vỏ tôm:
Một nghiên cứu công bố năm 2019 tiến hành đánh giá chiết xuất astaxanthin tự nhiên thu hồi từ phụ phẩm vỏ tôm thông qua các thử nghiệm dọn gốc tự do DPPH, ABTS, khử màu beta-carotene và dập tắt oxy đơn [2]. Kết quả cho thấy chiết xuất vỏ tôm thể hiện hoạt tính chống oxy hóa mạnh với nồng độ hiệu quả 50% (EC50) lần lượt là 17,5 ± 3,6 mcg/mL (đối với DPPH), 7,7 ± 0,6 mcg/mL (đối với ABTS), 15,1 ± 1,9 mcg/mL (đối với thử nghiệm beta-carotene) và 9,2 ± 0,5 mcg/mL (đối với oxy đơn) [2]. Chiết xuất này cũng ức chế enzym tyrosinase ở nồng độ IC50 là 12,2 ± 1,5 mcg/mL và hoàn toàn không gây độc tính cho tế bào nguyên bào sợi da người [2]. Tuy nhiên, đây mới là kết quả trên mô hình tế bào và dung dịch hóa chất, chưa phản ánh đầy đủ tác động khi tiêu hóa qua đường ruột [2].
Một nghiên cứu năm 2012 khảo sát tác động của dịch chiết vỏ tôm và astaxanthin thương mại lên tế bào đại thực bào phế nang của chuột bị kích thích tạo phản ứng viêm và oxy hóa bằng phorbol myristate acetate cùng lipopolysaccharide [3]. Với liều thử nghiệm 43,5 mcg/mL, dịch chiết tôm không chỉ duy trì sự sống của tế bào mà còn làm tăng tỷ lệ đại thực bào sống lên 168% qua đo đạc MTT [3]. Cả dịch chiết tôm lẫn astaxanthin thương mại đều ức chế quá trình sinh gốc tự do superoxide và oxit nitric (NO), trong đó dịch chiết tôm ức chế hoàn toàn việc tiết cytokine gây viêm TNF-alpha [3]. Giới hạn của nghiên cứu này nằm ở chỗ thử nghiệm trực tiếp trên dòng tế bào chuột được nuôi cấy nhân tạo, không tương đương với phản ứng của cơ thể người sống [3].
Nghiên cứu trên động vật và mô hình tim mạch
Trên động vật thực nghiệm, astaxanthin thu hút sự chú ý trong mô hình thiếu máu cục bộ cơ tim và tái tưới máu (ischaemia-reperfusion model) [3, 5, 7].
Các thử nghiệm trên nhiều loài động vật cho thấy, khi astaxanthin được đưa vào cơ thể qua đường uống hoặc tiêm tĩnh mạch trước khi gây ra biến cố thiếu máu cơ tim, hoạt chất này thể hiện tác dụng bảo vệ và bảo tồn cơ tim rõ rệt [3, 5, 7]. Tuy vậy, các tổng quan khoa học nhấn mạnh rằng hiệu quả bảo vệ này chỉ xuất hiện khi dùng phòng ngừa trước; giới khoa học hiện vẫn chưa rõ liệu astaxanthin có mang lại lợi ích gì hay không nếu chỉ được dùng sau khi biến cố tim mạch đã xảy ra [4].
Ngoài ra, các thử nghiệm này sử dụng dạng bào chế tinh khiết với đường dùng kiểm soát chặt chẽ, không tương đương với việc hấp thu qua khẩu phần ăn tôm thông thường [3, 5].
Thử nghiệm lâm sàng trên người: Kỳ vọng và thực tế
Trên cơ thể người, các nghiên cứu lâm sàng bước đầu mang lại một số tín hiệu tích cực về mặt sinh học nhưng kết quả điều trị thực tế vẫn còn nhiều khoảng trống:
Một tổng quan năm 2009 cho biết đã có ít nhất 8 nghiên cứu lâm sàng thực hiện trên hơn 180 người để đánh giá tính an toàn, sinh khả dụng và các khía cạnh liên quan đến stress oxy hóa, viêm hoặc hệ tim mạch [5]. Các nghiên cứu này cho thấy astaxanthin giúp giảm các dấu ấn sinh học của stress oxy hóa và tình trạng viêm, cải thiện tính lưu biến của máu mà không ghi nhận tác dụng phụ nguy hại nào [5]. Tương tự, tổng quan năm 2016 ghi nhận các nghiên cứu lâm sàng chỉ ra astaxanthin có thể ức chế oxy hóa LDL, làm tăng cholesterol tốt HDL và tăng nồng độ hormone adiponectin [1].
Dù vậy, khi đưa vào thử nghiệm can thiệp trên nhóm đối tượng cụ thể, kết quả không phải lúc nào cũng đạt như mong đợi. Một thử nghiệm lâm sàng ngẫu nhiên, mù ba, có đối chứng giả dược công bố năm 2022 đã được tiến hành trên 64 trẻ em và thanh thiếu niên (từ 10 đến 18 tuổi) bị thừa cân và béo phì [6]. Nhóm can thiệp được cho uống 500 mg dầu tôm (chứa astaxanthin và omega-3) mỗi ngày một lần trong vòng 8 tuần, trong khi nhóm đối chứng dùng giả dược chứa triglyceride chuỗi trung bình [6].
Kết quả sau 8 tuần trên 53 đối tượng hoàn thành nghiên cứu (30 người nhóm dầu tôm, 23 người nhóm giả dược) cho thấy: Dầu tôm không tạo ra sự khác biệt có ý nghĩa thống kê đối với cholesterol toàn phần, triglyceride, HDL-C, LDL-C và huyết áp so với nhóm giả dược (p > 0,05) [6]. Hoạt chất này cũng không làm thay đổi các chỉ số nhân trắc học như chỉ số khối cơ thể (BMI), vòng eo hay vòng hông (p > 0,05) [6]. Các nhà nghiên cứu kết luận rằng cần thêm các thử nghiệm với liều lượng cao hơn để đánh giá lại tác động trên nhóm trẻ em [6].
Mặt khác, các tổng quan y khoa cũng chỉ ra rằng cho đến nay chưa có thử nghiệm lâm sàng tim mạch quy mô lớn nào trên người được hoàn thành để xác nhận liệu astaxanthin có thực sự làm giảm tỷ lệ mắc bệnh hay giảm tỷ lệ tử vong do bệnh tim mạch hay không [3, 5, 7].
Hiểu lầm thường gặp khi ăn tôm lấy astaxanthin
Nhiều người lầm tưởng rằng ăn tôm nhiều màu đỏ sẽ giúp "chữa sạch mỡ máu" hoặc "trị dứt điểm bệnh tim". Đây là suy diễn không có căn cứ khoa học. Hiện tại, astaxanthin chỉ được ghi nhận có tiềm năng chống oxy hóa, hỗ trợ chuyển hóa lipid và cải thiện dấu ấn viêm, hoàn toàn không phải là thuốc điều trị xơ vữa mạch máu hay thay thế thuốc hạ mỡ máu [2, 3, 5].
Hiểu lầm thứ hai liên quan đến độ bền của astaxanthin trong chế biến. Một nghiên cứu năm 2023 về tôm muối phơi khô cho thấy quá trình nấu và phơi nắng trực tiếp làm suy giảm nghiêm trọng lượng sắc tố astaxanthin và thúc đẩy quá trình oxy hóa cholesterol tạo ra các sản phẩm oxy hóa độc hại (COPs) [7]. Nghiên cứu chỉ ra rằng việc sử dụng các chất chống oxy hóa như TBHQ và BHT giúp giảm tỷ lệ suy thoái astaxanthin lần lượt là 51,3% và 37,2% so với mẫu không xử lý [7]. Điều này chứng minh astaxanthin tự nhiên trong thực phẩm rất nhạy cảm với nhiệt độ và ánh sáng mặt trời; việc chế biến quá kỹ hoặc phơi khô kéo dài có thể làm thất thoát phần lớn hoạt chất này [7].
Ai nên thận trọng?
Dù các nghiên cứu lâm sàng sơ bộ trên astaxanthin cho thấy mức độ an toàn cao và không ghi nhận tác dụng phụ nghiêm trọng [3, 5, 7], một số đối tượng vẫn cần thận trọng:
- Người có cơ địa dị ứng giáp xác: Vỏ và thịt tôm chứa các dị nguyên protein đặc thù. Người bị dị ứng tuyệt đối không nên cố ăn tôm hoặc dùng dịch chiết từ tôm để tìm kiếm chất chống oxy hóa.
- Người đang dùng thuốc điều trị tim mạch, hạ huyết áp hoặc thuốc chống đông: Bất kỳ sản phẩm bổ sung dầu tôm hay astaxanthin liều cao nào cũng cần có sự tư vấn của bác sĩ chuyên khoa để tránh tương tác không mong muốn.
- Trẻ em thừa cân, béo phì: Nghiên cứu thực nghiệm với liều 500 mg dầu tôm mỗi ngày không cho thấy hiệu quả cải thiện cân nặng hay mỡ máu [6]. Phụ huynh không nên tự ý cho trẻ dùng các loại thực phẩm bổ sung này thay cho chế độ ăn uống khoa học và vận động thể lực.
Gợi ý áp dụng thực tế
Để tận dụng giá trị dinh dưỡng và chất chống oxy hóa từ tôm một cách an toàn, người tiêu dùng có thể áp dụng các nguyên tắc sau:
- Ăn với lượng vừa phải: Đưa tôm vào thực đơn tuần như một nguồn cung cấp đạm lành mạnh và vi chất tự nhiên, kết hợp đa dạng cùng các loại thực phẩm khác.
- Chế biến hợp lý: Ưu tiên các phương pháp nấu nhanh như hấp hoặc luộc vừa chín tới. Tránh chiên rán ở nhiệt độ quá cao hoặc phơi nắng quá lâu vì nhiệt độ và ánh sáng dễ làm phân hủy sắc tố carotenoid [7].
- Tận dụng nguồn tự nhiên: Thay vì phụ thuộc vào các chế phẩm bổ sung đắt tiền chưa rõ hiệu quả lâm sàng dài hạn, việc duy trì một chế độ ăn cân bằng giàu hải sản sạch, rau xanh và trái cây vẫn là nền tảng vững chắc nhất cho sức khỏe tim mạch.
Sắc tố astaxanthin tạo nên màu đỏ của tôm thực sự là một hoạt chất chống oxy hóa tự nhiên mạnh mẽ trong các thử nghiệm sinh học. Tuy nhiên, khoảng cách từ các phản ứng trong ống nghiệm đến hiệu quả bảo vệ tim mạch thực tế trên cơ thể người vẫn cần thêm nhiều nghiên cứu quy mô lớn chứng minh. Thưởng thức tôm điều độ trong khẩu phần ăn hàng ngày là thói quen lành mạnh, nhưng không nên xem đây là "thần dược" trị bệnh.
