Mùa hè nóng bức, nhiều gia đình Việt thường pha bột sắn dây uống để giải khát và làm mát cơ thể. Gần đây, trào lưu ngâm ủ bột củ tạo vị chua nhẹ trước khi dùng khiến nhiều người thắc mắc liệu cách làm này có giữ được đặc tính thanh nhiệt hay làm hỏng chất bột.
Về bản chất, quá trình lên men và sự hiện diện của tinh bột kháng giúp điều hòa hệ tiêu hóa thông qua việc nuôi dưỡng lợi khuẩn đường ruột [1]. Thay vì làm mất đi lợi ích vốn có, sự chuyển hóa tinh bột tại đại tràng tạo ra các axit béo chuỗi ngắn có lợi, tương đồng với khái niệm làm dịu đường ruột, hỗ trợ tiêu hóa và thanh nhiệt từ bên trong.
Tinh bột kháng và cơ chế "làm mát" đường ruột dưới góc nhìn khoa học
Tinh bột là nguồn cung cấp năng lượng quan trọng cho cơ thể con người [1]. Thông thường, các loại tinh bột dễ tiêu hóa sẽ nhanh chóng bị phân giải ở ruột non. Tuy nhiên, phần tinh bột thoát khỏi quá trình tiêu hóa tại ruột non sẽ đi thẳng xuống đại tràng để trở thành thức ăn cho hệ vi sinh vật đường ruột thông qua quá trình lên men [1]. Phần tinh bột đặc biệt khó bị phân giải trong đường tiêu hóa này được giới khoa học gọi là tinh bột kháng (RS) [2].
Theo góc nhìn y học hiện đại, tác động điều hòa tiêu hóa và làm dịu cơ thể của các loại bột củ giàu tinh bột kháng nằm ở chính quá trình lên men tại ruột già. Các carbohydrate không tiêu hóa này hoạt động như một chất tiền sinh học (prebiotic) mang lại lợi ích cho sức khỏe người tiêu dùng [3]. Khi tinh bột kháng đi tới đại tràng, hệ vi sinh vật đường ruột sẽ lên men chúng và làm tăng sinh các chất chuyển hóa có lợi cho sức khỏe, điển hình là axit béo chuỗi ngắn như acetate, propionate và đặc biệt là butyrate [4].
Quá trình lên men này còn giúp hạ thấp độ pH trong lòng đại tràng và thúc đẩy sự phát triển của các nhóm vi khuẩn có lợi [1]. Sự cân bằng hệ vi sinh và việc giảm tốc độ tích tụ đường glucose trong máu sau ăn từ nguồn tinh bột kháng chính là cơ sở khoa học giải thích cho cảm giác nhẹ bụng, êm dịu đường tiêu hóa mà dân gian thường gọi là tính mát thanh nhiệt [4].
Bằng chứng khoa học về quá trình tiêu hóa và lên men tinh bột
Nhiều công trình nghiên cứu đã phân tích chi tiết cách thức các loại tinh bột củ, tinh bột kháng đi qua đường tiêu hóa và lên men tạo ra các hợp chất có lợi. Một nghiên cứu công bố năm 2004 đã sử dụng nghiệm pháp đo hơi thở kết hợp đồng vị carbon (13CO2) và khí hydro (H2) để đánh giá trực tiếp quá trình tiêu hóa và lên men tinh bột trên cơ thể người [5]. Nhóm nghiên cứu cho các tình nguyện viên khỏe mạnh tiêu thụ 40 g tinh bột ngô dễ tiêu hóa pha với nước (gồm 8 người), hoặc 40 g tinh bột ngô kháng tiêu hóa pha trong chất lỏng (gồm 12 người), hoặc 40 g tinh bột kháng đã được nấu chín thành bánh (gồm 4 người) [5].
Kết quả phân tích mẫu hơi thở thu thập theo từng khoảng thời gian cho thấy việc uống tinh bột kháng tạo ra đường cong bài tiết 13CO2 có hai đỉnh rõ rệt [5]. Đỉnh tăng đầu tiên xuất hiện ở thời điểm 68 ± 9 phút, tương đương với thời gian tiêu hóa của nhóm dùng tinh bột thông thường ở ruột non (55 ± 9 phút) [5]. Đỉnh tăng thứ hai xuất hiện muộn hơn nhiều vào khoảng 432 ± 15 phút, đi kèm với sự gia tăng bài tiết khí H2 ở thời điểm 428 ± 48 phút, phản ánh chính xác quá trình vi khuẩn lên men tinh bột tại đại tràng [5]. Nghiên cứu này cũng chỉ ra một giới hạn thực tế là việc nấu chín tinh bột kháng làm tăng mức độ bị tiêu hóa của chúng từ 36% lên tới 72% [5].
Một nghiên cứu khác năm 2023 đi sâu vào cách thức sự hiện diện của tinh bột dễ tiêu hóa tác động đến quá trình lên men tinh bột kháng trong ống nghiệm [1]. Các nhà khoa học đã khảo sát khả năng lên men của 8 chế phẩm tinh bột thoái hóa (loại RS-3) có tỷ lệ tinh bột tiêu hóa nhanh khác nhau (từ mức trên 70%, mức 35-50% đến mức dưới 15%) bằng cách sử dụng mẫu cấy phân gộp từ người trưởng thành, đồng thời kiểm tra trên 6 mẫu cấy phân cá nhân từ trẻ sơ sinh và người lớn [1].
Kết quả cho thấy tinh bột dễ tiêu hóa được lên men rất nhanh để tạo ra acetate và lactate, đồng thời làm tăng tỷ lệ lợi khuẩn Bifidobacterium [1]. Ngược lại, tinh bột kháng lên men chậm hơn nhiều, tạo ra acetate và butyrate, giúp làm tăng tỷ lệ các nhóm vi khuẩn Ruminococcus và Lachnospiraceae [1]. Điểm giới hạn quan trọng được phát hiện là nếu trong chế phẩm có lẫn khoảng 25% tinh bột dễ tiêu hóa, phần tinh bột dễ tiêu này sẽ chi phối tốc độ lên men và làm cho phần tinh bột kháng hầu như không được lên men [1]. Ngoài ra, cả 6 mẫu phân cá nhân đều lên men được tinh bột thường, nhưng chỉ có duy nhất 1 mẫu phân của người trưởng thành có khả năng lên men tinh bột kháng nội tại (loại có độ kháng từ 80% trở lên), chứng tỏ quá trình này đòi hỏi cơ thể phải có sẵn các chủng vi khuẩn đặc hiệu [1].
Đối với các dòng tinh bột kháng biến tính (loại RS-4), một nghiên cứu năm 2018 đã đánh giá khả năng lên men trong hệ thống ống nghiệm suốt 24 giờ từ mẫu phân hiến tặng của 7 tình nguyện viên khỏe mạnh [3]. Khi so sánh tinh bột khoai tây biến tính (MPS), tinh bột sắn biến tính (MTS) và hai loại tinh bột ngô biến tính (MMS-1, MMS-2), nhóm nghiên cứu ghi nhận sau 24 giờ lên men, tinh bột sắn biến tính tạo ra 70,6 mL khí, đưa độ pH xuống mức 5,93 [3]. Lượng axit béo chuỗi ngắn sinh ra từ tinh bột sắn biến tính đạt mức cao, bao gồm 124 micromol/mL acetate, 26 micromol/mL propionate và 31 micromol/mL butyrate [3]. Tất cả các hợp chất được phân tích đều có khả năng lên men và thúc đẩy tạo ra các axit béo có lợi [3].
Đặc tính của tinh bột củ và sự thay đổi khi qua chế biến nhiệt
Không phải loại tinh bột củ tự nhiên nào cũng có tỷ lệ kháng tiêu hóa giống nhau. Một nghiên cứu công bố năm 2020 sử dụng mô hình ống nghiệm động mô phỏng đường tiêu hóa trên (TIM-1) cho thấy tinh bột ngô có mức độ tiêu hóa là 86%, tinh bột sắn dây/sắn ngọt (sweet pouvilho) có mức độ tiêu hóa là 74%, trong khi tinh bột khoai sọ tự nhiên có chứa tới 41% tinh bột kháng [4]. Tương tự, một nghiên cứu năm 2017 đánh giá khả năng tiêu hóa trong ống nghiệm và trên mô hình sinh học mọt gạo (Sitophilus oryzae) đối với các loại củ cũng xác nhận hầu hết các loại tinh bột củ đều có hàm lượng tinh bột kháng cao (chiếm từ 14% đến 56% tính theo trọng lượng khô), ngoại trừ tinh bột sắn tự nhiên có mức kháng thấp hơn [6].
Tuy nhiên, cấu trúc và khả năng tiêu hóa của tinh bột có thể thay đổi đáng kể tùy thuộc vào thời gian thu hoạch cũng như phương pháp gia công nhiệt ẩm. Một nghiên cứu năm 2018 khảo sát việc kiểm soát thời gian sinh trưởng của cây củ cho thấy tổng hàm lượng tinh bột tiêu hóa chậm (SDS) và tinh bột kháng (RS) đạt mức cao nhất ở thời điểm thu hoạch 7 tháng [7]. Nếu xét riêng lẻ, hàm lượng tinh bột tiêu hóa chậm đạt đỉnh ở tháng thứ 10 và tinh bột kháng đạt đỉnh ở tháng thứ 11 nhờ sự gia tăng hàm lượng amylose và cấu trúc lớp tinh thể dày hơn [7].
Khi đưa vào chế biến, nhiệt độ và độ ẩm đóng vai trò quyết định đến việc giữ lại hay làm mất đi lượng tinh bột kháng. Một nghiên cứu năm 2023 đã thử nghiệm phương pháp xử lý nhiệt ẩm (HMT) trên bột củ ở nhiệt độ 121 độ C trong 15 phút, sau đó cấp đông ở âm 20 độ C trong 6 giờ với 4 chu kỳ khác nhau, kết hợp ủ lên men dịch dạ cỏ trong ống nghiệm suốt 48 giờ [2]. Quy trình xử lý nhiệt ẩm kết hợp làm lạnh này đã làm giảm đáng kể lượng tinh bột tiêu hóa nhanh và amylopectin, đồng thời làm tăng rõ rệt hàm lượng amylose và tinh bột kháng (p < 0,05) [2]. Trong quá trình lên men, bột đã qua xử lý nhiệt ẩm làm giảm lượng khí sinh ra và khí methane trong 12 giờ, đồng thời làm tăng tỷ lệ acetate, butyrate cùng quần thể vi khuẩn Streptococcus bovis và Bacteroides [2].
Ngược lại, nếu chỉ dùng nhiệt độ cao để làm chín hoặc làm phồng mà không qua quy trình thoái hóa tinh bột, lượng tinh bột kháng sẽ bị sụt giảm. Một nghiên cứu năm 2023 đánh giá 3 phương pháp chế biến gồm nghiền cơ học (MC), hấp nhiệt (SC), làm phồng (PU) ở 3 mức nhiệt độ 60, 75 và 90 độ C trong ống nghiệm (từ 0,25 đến 2 giờ) và trên gà thịt [8]. Kết quả chỉ ra rằng việc xử lý ở 90 độ C và làm phồng khiến tốc độ tiêu hóa tinh bột tăng vọt (p < 0,01), đồng thời làm hàm lượng tinh bột kháng ở nhóm hấp nhiệt và làm phồng giảm thấp hơn hẳn so với nhóm chỉ nghiền cơ học (p < 0,01) [8].
Lợi ích thực sự và những giới hạn của bằng chứng hiện tại
Tổng hợp các dữ liệu khoa học cho thấy lợi ích lớn nhất của việc dùng tinh bột giàu kháng tính và quá trình lên men là cung cấp nguồn chất xơ hòa tan và tiền sinh học cho đại tràng [3]. Tại Mỹ, lượng chất xơ tiêu thụ trung bình vẫn thấp hơn nhiều so với mức khuyến nghị là 25 g/ngày đối với phụ nữ và 38 g/ngày đối với nam giới, do đó việc bổ sung các loại tinh bột kháng vào thực phẩm được xem là giải pháp hiệu quả để bù đắp sự thiếu hụt này [3]. Quá trình lên men giúp tạo ra butyrate, acetate và lactate, giúp duy trì môi trường axit nhẹ (pH khoảng 5,93) và nuôi dưỡng các chủng lợi khuẩn quan trọng [1], [3]. Bên cạnh đó, các loại tinh bột có tỷ lệ kháng cao giúp làm chậm quá trình giải phóng và tích tụ đường glucose trong máu, mở ra triển vọng thay thế thực phẩm tinh chế cho người mắc bệnh tiểu đường tuýp 2 hoặc bệnh dự trữ glycogen [4].
Dù vậy, độc giả cần nhìn nhận rõ những giới hạn của các bằng chứng khoa học hiện có. Phần lớn các dữ liệu chi tiết về tốc độ lên men, lượng khí sinh ra và nồng độ axit béo chuỗi ngắn đều được thực hiện trong hệ thống mô phỏng ống nghiệm (in vitro), trên dịch dạ cỏ hoặc trên mô hình động vật [2], [4], [8]. Nghiệm pháp đo hơi thở trên người trưởng thành mới chỉ được thực hiện trên quy mô nhỏ từ 4 đến 12 tình nguyện viên với nguyên liệu là tinh bột ngô [5]. Hơn nữa, hiệu quả lên men tinh bột kháng phụ thuộc rất lớn vào hệ vi sinh vật sẵn có của từng cá nhân; thực tế có những người không sở hữu chủng vi khuẩn đặc hiệu để phân giải loại tinh bột kháng nội tại này [1].
Những hiểu lầm thường gặp khi dùng bột củ lên men
Hiểu lầm phổ biến nhất là cho rằng bất kỳ loại bột củ nguyên chất nào khi pha sống hoặc ngâm chua tự phát tại nhà cũng đều biến thành tinh bột kháng hoàn toàn và được cơ thể hấp thu giống nhau. Thực tế, một số loại tinh bột củ tự nhiên có độ tiêu hóa khá cao (lên tới 74%) và chứa ít tinh bột kháng hơn các loại củ khác [4], [6]. Ngay cả khi sử dụng chế phẩm tinh bột kháng, nếu trong bột vẫn còn lẫn khoảng 25% tinh bột dễ tiêu hóa, vi khuẩn đường ruột sẽ ưu tiên lên men phần dễ tiêu hóa trước để tạo ra lactate (gây vị chua), khiến phần tinh bột kháng thực sự hầu như không được phân giải [1].
Hiểu lầm thứ hai là thói quen đun nấu bột thật kỹ ở nhiệt độ cao vì nghĩ rằng cách này giúp giữ nguyên tác dụng làm mát và giảm tải đường huyết của tinh bột kháng. Các thử nghiệm trên người và trong ống nghiệm đều khẳng định việc nấu chín hoặc gia nhiệt ở mức 90 độ C sẽ phá vỡ cấu trúc kháng, làm tăng tỷ lệ tinh bột bị tiêu hóa ở ruột non từ 36% lên đến 72% và làm giảm mạnh hàm lượng tinh bột kháng [8], [5].
Ai nên thận trọng khi sử dụng bột sắn dây và tinh bột lên men?
Quá trình vi khuẩn phân giải tinh bột kháng tại đại tràng luôn đi kèm với việc sinh ra một lượng khí đáng kể, bao gồm khí hydro (H2) và CO2 [5], [3]. Trong thí nghiệm lên men 24 giờ, tinh bột biến tính có thể tạo ra hơn 70 mL khí [3]. Do đó, những người có hệ tiêu hóa nhạy cảm, người hay bị đầy hơi, chướng bụng hoặc mắc hội chứng ruột kích thích cần thận trọng khi bắt đầu sử dụng các loại bột sống hoặc bột lên men để tránh cảm giác khó chịu ở vùng bụng.
Ngoài ra, việc tự ý ngâm ủ bột củ với nước ở nhiệt độ phòng trong nhiều ngày tại gia đình tiềm ẩn nguy cơ nhiễm khuẩn ngoại lai hoặc nấm mốc nếu nguồn nước và dụng cụ không đảm bảo vệ sinh tuyệt đối. Những người đang có bệnh nền về đường tiêu hóa, bệnh lý chuyển hóa như tiểu đường hoặc đang trong quá trình điều trị bằng thuốc nên tham khảo ý kiến bác sĩ trước khi áp dụng các phương pháp dùng bột củ ngâm chua hoặc thay đổi chế độ ăn hằng ngày.
Cách áp dụng thực tế để tối ưu lợi ích cho hệ tiêu hóa
Để tận dụng được lợi ích điều hòa tiêu hóa và thanh nhiệt từ tinh bột củ một cách an toàn, người dùng cần chú ý đến cách chế biến và liều lượng. Nếu mục đích là giúp cơ thể dễ tiêu hóa, ấm bụng và hấp thu nhanh năng lượng cho người mới ốm dậy hoặc trẻ nhỏ, bạn nên khuấy chín bột ở nhiệt độ cao (từ 75 đến 90 độ C), vì việc nấu chín giúp tăng khả năng tiêu hóa tại ruột non lên mức 72% [8], [5]. Ngược lại, nếu muốn giữ lại lượng tinh bột kháng để nuôi dưỡng lợi khuẩn đại tràng, bạn có thể pha bột với nước ấm vừa phải (khoảng 60 độ C trở xuống) hoặc áp dụng nguyên lý làm lạnh sau khi đun chín để tinh bột tái kết tinh (thoái hóa) tạo thành tinh bột kháng [2], [8].
Về lượng dùng, trong các nghiên cứu đánh giá tiêu hóa trên người, liều lượng tinh bột được sử dụng thử nghiệm là khoảng 40 g mỗi lần pha cùng nước [5]. Tuy nhiên, trong đời sống hằng ngày, bạn nên bắt đầu với lượng nhỏ để cơ thể và hệ vi sinh đường ruột làm quen dần, đồng thời kết hợp đa dạng các nguồn chất xơ từ rau củ quả để tiến tới mức khuyến nghị 25-38 g chất xơ mỗi ngày [3]. Khi muốn tạo môi trường lên men có lợi, thay vì tự ủ chua bột tiềm ẩn rủi ro nhiễm khuẩn, người dùng có thể kết hợp bột củ đã pha chế đúng cách cùng các thực phẩm lên men an toàn như sữa chua để bổ sung trực tiếp lợi khuẩn cho đường ruột.
Tinh bột củ và quá trình lên men tinh bột kháng mang lại nhiều giá trị tích cực trong việc sản sinh axit béo chuỗi ngắn, làm mát và bảo vệ niêm mạc đại tràng [4], [3]. Tuy nhiên, hiệu quả thực tế phụ thuộc chặt chẽ vào cách gia nhiệt chế biến và đặc điểm hệ vi sinh của từng cá nhân [1], [5]. Người tiêu dùng nên chế biến hợp vệ sinh, lắng nghe phản ứng của cơ thể và duy trì chế độ dinh dưỡng cân bằng thay vì lạm dụng một loại thực phẩm duy nhất.