Axit phytic trong các loại đậu cản trở hấp thu sắt ra sao?

Nhiều người chuyển sang chế độ ăn nhiều thực vật và tăng cường các loại đậu để bổ sung dinh dưỡng, cải thiện sức khỏe tim mạch. Tuy nhiên, không ít trường hợp sau một thời gian ăn chay hoặc ăn nhiều đậu đỗ lại xuất hiện các dấu hiệu mệt mỏi, da xanh xao do thiếu máu thiếu sắt.

Nguyên nhân chính dẫn đến tình trạng này là axit phytic (hay phytate), một hợp chất tự nhiên có hàm lượng rất cao trong các loại ngũ cốc và đậu đỗ ^[1]. Dù là nguồn chất chống oxy hóa tự nhiên, axit phytic lại hoạt động như một chất cản trở hấp thu vi khoáng, khiến lượng sắt nạp vào cơ thể qua bữa ăn bị sụt giảm nghiêm trọng ^[2], ^[3].

Axit phytic cản trở cơ thể hấp thu sắt như thế nào?

Axit phytic, hay myo-inositol hexakisphosphate, là dạng lưu trữ phốt pho chính của thực vật ^[3]. Cấu trúc phân tử của hợp chất này mang điện tích âm mạnh, có xu hướng liên kết chặt chẽ với các ion khoáng chất mang điện tích dương hóa trị hai ^[3]. Khi đi vào đường tiêu hóa, axit phytic kết hợp cùng các thành phần thực vật khác để tạo thành các phức hợp không hòa tan với các khoáng chất thiết yếu ^[3].

Ở người trưởng thành, axit phytic đã được ghi nhận là chất ức chế quá trình hấp thu của sắt, kẽm, canxi và mangan ^[1]. Riêng với đồng, hợp chất này không gây ức chế hấp thu ở người lớn ^[1]. Đối với trẻ sơ sinh và trẻ nhỏ, axit phytic là một chất ức chế sắt rất mạnh, trong khi tác động của nó lên quá trình hấp thu kẽm ở nhóm tuổi này ở mức khiêm tốn hơn và có thể trở nên rõ rệt nhất ở giai đoạn trẻ đang hồi phục sau nhiễm trùng ^[1]. Ngược lại, ảnh hưởng của axit phytic lên sự hấp thu canxi và magie được đánh giá là thứ yếu ^[1].

Hậu quả của hiện tượng này là sắt phi heme trong thực vật bị giữ lại bên trong lòng ruột và đào thải ra ngoài thay vì được niêm mạc ruột hấp thu ^[2], ^[4]. Ngay cả ở những người đang trong tình trạng thiếu sắt – nhóm đối tượng vốn có cơ chế bù trừ tự nhiên để tăng cường hấp thu khoáng chất, tỷ lệ hấp thu sắt từ cháo ngũ cốc nguyên hạt và cây họ đậu (chứa khoảng 1 g axit phytic trên 100 g) vẫn có thể tụt xuống mức cực thấp, chỉ đạt 2% đến 3% ^[1].

Bằng chứng khoa học: Axit phytic "khóa chặt" vi chất dinh dưỡng

Các khảo sát thực phẩm cho thấy sự hiện diện dày đặc của chất ức chế này trong khẩu phần ăn hàng ngày. Một nghiên cứu công bố năm 2010 tại Mexico đã tiến hành đánh giá hàm lượng sắt, sinh khả dụng của sắt cùng các chất ức chế như axit phytic, tannin và axit oxalic trong rau củ, ngũ cốc, đậu đỗ và thực phẩm nguồn gốc động vật trước và sau khi nấu chín ^[2]. Kết quả chỉ ra rằng nhóm rau củ dù chứa nhiều sắt nhưng sinh khả dụng lại rất kém do tỷ lệ chất ức chế cao ^[2]. Quá trình nấu chín thông thường làm giảm hàm lượng sắt và các chất ức chế ở thực vật, nhưng không thể loại bỏ hoàn toàn tác động tiêu cực này ^[2]. Tỷ lệ mol giữa phytate và sắt dự báo trước mức sinh khả dụng nghèo nàn, đe dọa trực tiếp đến tình trạng dinh dưỡng của những quần thể phụ thuộc vào thực vật làm lương thực chính ^[2].

Một nghiên cứu khác vào năm 2013 kiểm tra các loại hạt và ngũ cốc thu thập tại chợ Mali cho thấy hàm lượng axit phytic dao động từ 0,39 g/100 g chất khô ở đậu bambara đến tận 4,26 g/100 g chất khô ở hạt bí, trong đó nhóm hạt có dầu ghi nhận hàm lượng cao hơn hẳn ngũ cốc và các loại hạt hạch ^[5]. Khi khẩu phần ăn chứa nhiều axit phytic, sự hấp thu khoáng chất giảm mạnh theo tỷ lệ nồng độ ^[6]. Cụ thể, chế độ ăn có tỷ lệ mol giữa phytic acid và kẽm ở mức 12-15 khiến mức hấp thu kẽm giảm khoảng 50% so với chế độ ăn duy trì tỷ lệ này ở mức 5 ^[6].

Giảm axit phytic bao nhiêu thì sắt mới được giải phóng?

Nhiều người lầm tưởng rằng chỉ cần ngâm hoặc nấu sơ qua để giảm một lượng nhỏ phytate là đã đủ giúp cơ thể nhận đủ chất sắt. Tuy nhiên, các nhà khoa học đã chứng minh axit phytic có hoạt tính ức chế cực mạnh ngay cả ở nồng độ rất thấp ^[1], ^[7].

Một nghiên cứu tổng quan công bố năm 2003 nhấn mạnh rằng việc giảm phytate ở mức khiêm tốn có thể không mang lại cải thiện hữu ích nào cho quá trình hấp thu sắt ^[1]. Nếu giảm được 90% lượng axit phytic (xuống còn khoảng 100 mg/100 g sản phẩm khô), tỷ lệ hấp thu sắt dự kiến sẽ tăng lên khoảng hai lần ^[1]. Đặc biệt, khi quá trình phân giải phytate diễn ra hoàn toàn, khả năng hấp thu sắt có thể tăng lên gấp 5 lần hoặc hơn thế ^[1].

Để đảm bảo hiệu quả dinh dưỡng, các chuyên gia khuyến cáo nên phân giải phytate hoàn toàn bằng enzyme ^[1], ^[7]. Trong trường hợp không thể loại bỏ hoàn toàn, tỷ lệ mol giữa axit phytic và sắt trong thực phẩm tăng cường sắt cần được hạ xuống mức dưới 1:1, lý tưởng nhất là dưới 0,5:1 hoặc dưới 0,4:1 ^[1], ^[7]. Khi lượng axit phytic được kéo xuống ngưỡng thấp khoảng 20-30 mg/100 g sản phẩm khô, khả năng hấp thu kẽm cũng sẽ đạt mức thỏa đáng ^[1].

Hiệu quả này được khẳng định rõ nét qua thử nghiệm năm 2020 trên các giống đậu ^[6]. Khi so sánh đậu thông thường với giống đậu đã được khử 95% axit phytic, tỷ lệ hấp thu sắt thực tế trong các nghiên cứu đa bữa ăn đã tăng từ 7,1% lên 13,2% (đậu tăng cường vi chất đạt 9,2%) ^[6]. Khi ngoại suy kết quả, một khẩu phần đậu luộc thông thường chỉ đóng góp được 14% nhu cầu sắt sinh lý hàng ngày của một phụ nữ trưởng thành, nhưng nếu là đậu khử 95% phytate thì con số này tăng vọt lên mức 23% ^[6].

Một thử nghiệm lâm sàng năm 2013 tiến hành trên 16 phụ nữ tại Benin đã sử dụng cháo ngũ cốc fonio không khử phytate và cháo fonio kết hợp 25% lúa mì để kích hoạt enzyme phytase tự nhiên trong lúa mì nhằm phân giải phytic acid ^[5]. Kết quả ghi nhận axit phytic gần như bị phân giải hoàn toàn sau 60 phút ủ ở nhiệt độ 50 độ C và độ pH 5,0 ^[5]. Tỷ lệ mol phytate:sắt từ mức 23,7:1 trong cháo fonio nguyên bản đã giảm mạnh xuống còn 2,7:1 ở cháo fonio có lúa mì ^[5]. Khi bổ sung thêm sắt sulfate, tỷ lệ này hạ tiếp xuống 0,3:1 ở cháo lúa mì ^[5]. Đo lường đồng vị sắt gắn trên hồng cầu chứng minh tỷ lệ hấp thu sắt trung bình tăng từ 2,6% lên 8,3% (tăng gấp 3,2 lần), xác nhận quá trình phân hủy phytate giải phóng đáng kể lượng sắt cung cấp cho cơ thể ^[5].

Lên men và nảy mầm: Giải pháp tự nhiên trung hòa axit phytic

Để phá vỡ liên kết kiên cố của axit phytic, ngành khoa học thực phẩm đã chỉ ra hai phương pháp chế biến truyền thống mang lại hiệu quả vượt trội: nảy mầm và lên men ^[3]. Một tổng quan nghiên cứu năm 2022 khẳng định nảy mầm và lên men là các chiến lược chế biến đầy triển vọng giúp giảm thiểu phytate và nâng cao sinh khả dụng của khoáng chất trong cây họ đậu, đặc biệt hiệu quả khi có sự kết hợp đồng thời của các chất xúc tiến khác như muối ăn (NaCl) ^[3].

Cơ chế của các phương pháp này dựa trên việc kích hoạt enzyme phytase nội tại trong hạt hoặc enzyme phytase do vi sinh vật sinh ra trong quá trình lên men ^[3], ^[5]. Enzyme phytase này sẽ cắt đứt các gốc phốt phát khỏi vòng inositol, làm mất khả năng tạo phức không tan của axit phytic và trả lại trạng thái tự do cho các ion vi khoáng ^[3], ^[5]. Hoạt độ phytase tự nhiên có sự khác biệt rất lớn giữa các loại hạt, ví dụ hạt fonio chỉ đạt khoảng 0,17 đơn vị phytase/g nhưng hạt lúa mì nguyên cám có thể đạt tới 2,9 đơn vị phytase/g ^[5]. Do đó, việc phối hợp các loại ngũ cốc hoặc đậu đỗ trong môi trường lên men ấm và hơi chua (pH 5,0, nhiệt độ 50 độ C) là điều kiện lý tưởng để enzyme này phân giải gần như triệt để phytate ^[5].

Bên cạnh quá trình lên men, axit ascorbic (vitamin C) được xác định là chất hỗ trợ mạnh mẽ cho sự hấp thu sắt phi heme, có khả năng hóa giải tác động ức chế của axit phytic nếu được bổ sung với lượng đủ lớn ^[4], ^[7]. Các món ăn dặm hoặc thực phẩm chế biến tại nhà từ ngũ cốc và đậu đỗ thường chứa lượng axit ascorbic không đáng kể, do đó việc kết hợp cùng các thực phẩm giàu vitamin C là chiến lược can thiệp thiết thực ^[4].

Những hiểu lầm phổ biến về axit phytic và sắt

Nhiều người tin rằng các nghiên cứu trong phòng thí nghiệm luôn phản ánh đúng 100% những gì diễn ra trong đời sống thực tế. Tuy nhiên, các nhà khoa học chỉ ra rằng những nghiên cứu dựa trên một bữa ăn đơn lẻ thường phóng đại mức độ ức chế hấp thu sắt và kẽm của axit phytic ^[6]. Ví dụ, trong thử nghiệm bữa ăn đơn lẻ pha với nước, việc khử phytate hoàn toàn làm tăng tỷ lệ hấp thu sắt lên tới 12 lần (từ 0,99% lên 11,54%) ^[7], nhưng trong điều kiện đa bữa ăn hỗn hợp dài ngày, mức độ khác biệt có phần điều hòa hơn ^[6].

Một hiểu lầm khác là việc cho rằng tỷ lệ mol phytate:sắt luôn dự đoán chính xác độ hấp thu trong mọi trường hợp. Báo cáo năm 2022 cho thấy phương pháp dùng tỷ lệ mol này chỉ có giá trị trong một số hoàn cảnh hạn chế, do sự khác biệt về đặc tính protein và nồng độ mol của các ion cạnh tranh khác bên trong cấu trúc phức tạp của hạt đậu ^[3].

Hơn nữa, cơ thể người có cơ chế thích nghi sinh lý nhất định. Một nghiên cứu năm 2021 được thực hiện trên 3 nhóm phụ nữ (mỗi nhóm 10 người) tiêu thụ bữa ăn chứa: (1) 500 mg phytate dạng rắc, (2) 500 mg phytate dạng viên nang, hoặc (3) bữa ăn không có axit phytic ^[8]. Kết quả đo lường nồng độ protein cystatin SN trong nước bọt trước và sau bữa ăn bằng phương pháp ELISA cho thấy lượng cystatin SN phục hồi có mối tương quan thuận với sự cải thiện sinh khả dụng và độ hấp thu sắt ở nhóm 1 và nhóm 2 ^[8]. Điều này chỉ ra rằng các yếu tố sinh lý như protein trong nước bọt có thể tham gia vào phản ứng của cơ thể trước các bữa ăn giàu phytate ^[8].

Những nhóm đối tượng cần đặc biệt thận trọng

Tác động ức chế vi khoáng của axit phytic không ảnh hưởng như nhau lên tất cả mọi người mà đe dọa nghiêm trọng nhất những người có nhu cầu sắt cao ^[4].

• Trẻ sơ sinh và trẻ nhỏ trong độ tuổi ăn dặm: Trẻ em tại các cộng đồng nghèo thường sử dụng chế độ ăn dặm đơn điệu dựa vào bột ngũ cốc và đậu đỗ ^[4]. Bột ăn dặm từ ngũ cốc dạng sệt truyền thống có mật độ năng lượng và dinh dưỡng thấp, đồng thời sinh khả dụng sắt rất kém do sự hiện diện của phytic acid ^[4]. Thiếu sắt và thiếu kẽm là vấn đề sức khỏe cộng đồng rất phổ biến ở lứa tuổi này ^[1].
• Phụ nữ độ tuổi sinh sản và phụ nữ mang thai: Đây là nhóm có nhu cầu vi khoáng cao nhưng thường xuyên đối mặt với nguy cơ thiếu máu do mất máu kinh nguyệt hoặc nuôi dưỡng thai nhi, đặc biệt khi chế độ ăn phụ thuộc chính vào đậu và ngũ cốc ^[2], ^[6].
• Người phục hồi sau nhiễm trùng: Trẻ em và người bệnh sau các đợt nhiễm trùng có nhu cầu phục hồi vi khoáng cấp thiết, sự cản trở hấp thu kẽm của phytate lúc này sẽ bộc lộ ảnh hưởng tiêu cực rõ rệt hơn ^[1].

Hướng dẫn ứng dụng thực tế để tối ưu hấp thu sắt từ các loại đậu

Để tận dụng tối đa nguồn đạm và vi chất quý giá từ các loại đậu mà không lo bị axit phytic cản trở, bạn đọc có thể áp dụng các giải pháp thực tế sau:

• Ủ mầm và lên men: Hãy ngâm hạt đậu cho nảy mầm hoặc làm các món đậu lên men tự nhiên (như tương đậu, chao, tempeh). Quá trình nảy mầm và lên men với một chút muối ăn (NaCl) sẽ kích hoạt tối đa enzyme phytase tự nhiên giúp bẻ gãy phân tử phytate ^[3].
• Kết hợp thực phẩm giàu vitamin C trong cùng bữa ăn: Do thực phẩm từ đậu chứa rất ít axit ascorbic, việc ăn đậu kèm các loại rau quả giàu vitamin C sẽ giúp áp chế tác động tiêu cực của axit phytic và giải phóng sắt tự do để đường ruột hấp thu ^[4], ^[7].
• Lưu ý đặc biệt với sữa: Sữa có chứa các thành phần gây ức chế hấp thu sắt và làm triệt tiêu hiệu quả cải thiện hấp thu của việc khử phytate ^[7]. Biện pháp khử phytate phát huy hiệu quả cao nhất ở các hỗn hợp ngũ cốc/đậu pha với nước ^[7]. Nếu sử dụng thực phẩm từ ngũ cốc hoặc đậu kèm với sữa, bắt buộc phải bổ sung thêm axit ascorbic để đảm bảo khả năng hấp thu sắt ^[7].
• Đa dạng hóa bữa ăn: Tránh ăn một thực đơn đơn điệu chỉ toàn ngũ cốc và đậu đỗ qua ngày này tháng khác ^[4].

Axit phytic trong các loại đậu tuy là rào cản hấp thu sắt và kẽm, nhưng hoàn toàn có thể được vô hiệu hóa thông qua các phương pháp chế biến khoa học như lên men, ủ mầm và kết hợp khéo léo với vitamin C. Người tiêu dùng không nên loại bỏ đậu đỗ khỏi chế độ ăn mà hãy chủ động thay đổi cách chế biến để bảo vệ sức khỏe và nguồn vi chất quý giá cho cơ thể.