Bột sâu quy có thật sự bù đắp thiếu sắt? Dữ liệu khả dụng sinh học

Cơn sốt thực phẩm từ côn trùng và câu hỏi về vi chất

Hiện nay, trào lưu bổ sung đạm và khoáng chất từ côn trùng ăn được đang thu hút sự chú ý tại nhiều quốc gia. Nhiều người tiêu dùng tìm đến các chế phẩm như bột sâu quy (lesser mealworm - Alphitobius diaperinus) với kỳ vọng tìm kiếm nguồn dinh dưỡng thay thế bền vững để cải thiện tình trạng thiếu máu do thiếu sắt.

Tuy nhiên, liệu bột sâu quy có thật sự bù đắp được lượng sắt thiếu hụt và sở hữu khả năng hấp thu vượt trội so với thịt đỏ hay thực phẩm truyền thống? Câu trả lời ngắn gọn là các dữ liệu khoa học thực nghiệm hiện có chưa đủ cơ sở để khẳng định điều này. Đa số các bằng chứng đã công bố tập trung vào phân loại sinh học, hành vi gây hại hoặc nuôi cấy công nghiệp của loài côn trùng này, trong khi cơ sở lý thuyết về sinh khả dụng vi chất lại cho thấy sự hấp thu phụ thuộc mật thiết vào ma trận thực phẩm và các chất ức chế đi kèm.

Cơ chế sinh khả dụng: Lượng ăn vào chưa chắc bằng lượng hấp thu

Để hiểu một loại thực phẩm có giúp bù đắp thiếu chất hay không, khái niệm sinh khả dụng đóng vai trò then chốt. Sinh khả dụng của dưỡng chất là thành phần quan trọng kết nối giữa lượng ăn vào mục tiêu với lượng dưỡng chất được hấp thu và chức năng sinh lý tương ứng ^[1]. Khi sinh khả dụng giữ nguyên, việc tiêu thụ thực phẩm có hàm lượng sắt cao hơn sẽ giúp lượng sắt hấp thu tăng lên ^[1].

Tuy vậy, tỷ lệ hấp thu không nhất thiết duy trì bất biến khi khẩu phần dinh dưỡng thay đổi ^[1]. Nguyên nhân xuất phát từ hai cơ chế: sự điều hòa nội môi tự nhiên của cơ thể đối với quá trình hấp thu, hoặc sự tương tác cạnh tranh của các chất dinh dưỡng khác (chẳng hạn sắt và kẽm cạnh tranh lẫn nhau) cũng như các chất gây ức chế có sẵn trong thức ăn ^[1]. Các yếu tố ức chế phổ biến trong khẩu phần thực vật như hợp chất phytate hay polyphenol có thể kéo giảm sinh khả dụng của sắt xuống mức thấp ^[1].

Ngoài ra, cấu trúc của ma trận thực phẩm cũng quyết định sự giải phóng các khoáng chất. Sắt và kẽm trong thức ăn thường liên kết với các phân tử hữu cơ, chủ yếu là protein, ở những vị trí và dạng liên kết hóa học khác nhau ^[2]. Quá trình chế biến nhiệt thường làm mềm cấu trúc này, giúp giải phóng các khoáng chất bị gắn kết với protein để tạo điều kiện cho đường ruột hấp thu dễ dàng hơn ^[2].

Sâu quy trong khoa học thực phẩm: Được cấp phép nhưng thiếu dữ liệu vi chất

Loài sâu quy nhỏ (Alphitobius diaperinus) từ lâu được biết đến trong nông nghiệp như một loài dịch hại phổ biến ở các chuồng trại chăn nuôi gia cầm, chúng thường thể hiện phản xạ trốn chạy ánh sáng trắng, xanh lá, đỏ và xanh dương, trừ khi bị mất nước ^[3]. Nghiên cứu về điều kiện sống cho thấy sâu quy phát triển rất mạnh trên các giá thể chứa tinh bột như hạt ngũ cốc nguyên cám hoặc lúa mì nứt hạt ^[4].

Tại châu Âu, việc dùng côn trùng ăn được như một nguồn protein thay thế ngày càng gia tăng và sâu quy đã được đưa vào danh sách quản lý theo quy định thực phẩm mới (Regulation EU No. 2015/2283) ^[5]. Mặc dù vậy, rào cản tiêu thụ tại các nước châu Âu vẫn khá lớn do cảm quan về hình dạng và kết cấu hơn là mùi vị, dẫn đến việc chúng thường được chế biến dưới dạng bột để làm nguyên liệu phụ trợ ^[5].

Đáng chú ý, các nghiên cứu xác thực trên sâu quy hiện nay chủ yếu tập trung vào việc định danh bằng kỹ thuật sinh học phân tử như phản ứng PCR khuếch đại gen cadherin để tránh nhầm lẫn nhãn mác thương mại ^[5]. Chưa có thử nghiệm lâm sàng hoặc dữ liệu sinh khả dụng Caco-2 đối chứng trực tiếp giữa bột sâu quy với thịt động vật truyền thống để đánh giá khả năng giải phóng sắt và kẽm tại ruột người.

Những phát hiện về sự hấp thu sắt và kẽm từ các nghiên cứu thực nghiệm

Dù thiếu dữ liệu riêng trên bột sâu quy, các quy luật sinh khả dụng của sắt và kẽm đã được kiểm chứng rõ qua nhiều mô hình thực phẩm tiêu chuẩn.

Một nghiên cứu năm 2021 sử dụng mô hình tiêu hóa in vitro kết hợp tế bào Caco-2 của người đã chứng minh rằng lượng sắt hấp thụ có thể tăng lên khi kết hợp giữa kỹ thuật tăng cường vi chất sinh học và điều chỉnh ma trận bữa ăn ^[1]. Thử nghiệm trên kê ngọc trai (pearl millet) cho thấy loại hạt này khi đứng đơn lẻ có sinh khả dụng thấp, nhưng giống kê tăng cường vi chất vẫn giúp tăng lượng hấp thu tuyệt đối ^[1]. Khi kết hợp kê với các thực phẩm bổ trợ như khoai lang - nguồn cung cấp tiền vitamin A dồi dào, khả năng hấp thu sắt và kẽm được thúc đẩy rõ rệt ^[1].

Năm 2006, nghiên cứu trên bốn giống đậu (trắng, đỏ, pinto, đen) bằng mô hình Caco-2 phát hiện flavonoid trong vỏ hạt ảnh hưởng mạnh đến độ hấp thu sắt ^[6]. Đậu trắng không chứa flavonoid đo được và có sinh khả dụng sắt cao hơn các loại đậu màu ^[6]. Hợp chất kaempferol tìm thấy trong vỏ đậu đỏ và đậu pinto ức chế độ hấp thu sắt theo liều lượng: nồng độ 40 micromol/L làm giảm 15,5%, trong khi 1000 micromol/L ức chế tới 62,8% ^[6]. Nhóm tác giả chỉ ra rằng cấu trúc 3',4'-dihydroxy trên vòng B của flavonoid góp phần cản trở sắt chuyển vào tế bào ^[6].

Vào năm 2016, nghiên cứu đánh giá ảnh hưởng của phương pháp nấu nướng lên hạt đậu cô ve (Vigna unguiculata) tại Brazil cho thấy khả năng hòa tan sinh học (bioaccessibility) của kẽm trong hạt sống đạt 56,32% ở giống BRS Xiquexique, trong khi nghiên cứu của nhóm Hemalatha trước đó ghi nhận 53% ở hạt sống và giảm còn 41,50% sau khi ninh bằng nồi áp suất ^[2]. Nghiên cứu xác nhận kẽm có độ hòa tan sinh học cao hơn sắt trong hạt sống, do kẽm và sắt gắn kết với các protein khác nhau và phân bố ở các vị trí khác nhau trong cấu trúc tế bào hạt ^[2].

Năm 2017, khảo sát trên 13 giống kê ngọc trai cho thấy hàm lượng sắt dao động từ 5,59 đến 13,41 mg/100g, còn kẽm từ 2,11 đến 5,19 mg/100g ^[7]. Tuy nhiên, các giống có hàm lượng khoáng cao cũng chứa nhiều chất kháng dinh dưỡng như polyphenol (lên tới 781 mg/100g ở giống GHB744) và axit phytic (đạt 1,080 g/100g ở giống HHB226), làm suy giảm độ hòa tan sinh học ^[7]. Độ hòa tan sắt cao nhất đạt 17,95% và kẽm đạt 15,19% ở các giống có lượng axit phytic thấp, đồng thời tỷ lệ axit phytic trên kẽm đóng vai trò lớn trong việc cản trở hòa tan kẽm ^[7].

Năm 2014, một đánh giá in vitro trên quả điều nhuộm (cashew apple) qua hệ tiêu hóa mô phỏng cho thấy tỷ lệ hòa tan sinh học của sắt trong nước ép chỉ đạt 11,5%, kẽm đạt 3,7%, còn trong bã xơ của loại quả này thì tỷ lệ hòa tan của cả hai khoáng chất đều dưới 5% ^[8]. Những con số này minh chứng rằng tổng lượng khoáng ghi trên nhãn thực phẩm không phản ánh lượng thực tế cơ thể có thể tận dụng.

Lợi ích tiềm năng và giới hạn của các bằng chứng khoa học

Bột sâu quy hay các chế phẩm từ côn trùng giàu protein có thể là nguồn bổ sung dinh dưỡng mới theo quy định pháp lý quốc tế ^[5]. Tuy nhiên, việc khẳng định loại bột này tương đương hoặc thay thế được sắt dạng heme từ thịt bò, thịt lợn truyền thống là chưa có cơ sở thực chứng vững chắc.

Phần lớn nghiên cứu sâu quy chỉ giải quyết bài toán phát hiện gian lận thương mại, quy trình sinh sản trên nền cám ngũ cốc hay phản xạ môi trường của côn trùng sống [2, 5, 7]. Mọi nhận định về độ hấp thu sắt của loại bột này đến nay vẫn chỉ là phép suy đoán dựa trên các cơ chế chuyển hóa vi chất tổng quát.

Hơn nữa, các mô hình đánh giá sinh khả dụng hiện nay như tế bào Caco-2 hay mô phỏng tiêu hóa in vitro là những thử nghiệm tiền lâm sàng, chưa phản ánh toàn diện hệ tiêu hóa phức tạp của con người [3, 4]. Do đó, người tiêu dùng không nên xem bột sâu quy là giải pháp trị liệu thay thế thuốc hoặc thực phẩm thông thường khi bị chẩn đoán thiếu máu.

Hiểu lầm thường gặp về khoáng chất trong thực phẩm mới

Nhiều người lầm tưởng rằng chỉ cần chọn sản phẩm có hàm lượng sắt trên bảng thành phần thật cao là sẽ cải thiện được tình trạng thiếu vi chất. Thực tế, nếu thực phẩm đó chứa nhiều chất ức chế hoặc có tỷ lệ cạnh tranh giữa sắt và kẽm bất lợi, lượng khoáng được hấp thu thực tế sẽ rất thấp [3, 6].

Một ngộ nhận khác là việc xem côn trùng ăn được như một "thần dược" dinh dưỡng không có tác dụng phụ. Cũng giống như các sinh vật khác, thành phần của côn trùng biến đổi tùy theo nguồn thức ăn nuôi dưỡng (như hạt ngũ cốc, cám lúa mì) và quy trình xử lý nhiệt, những yếu tố có thể làm thay đổi liên kết giữa khoáng chất và ma trận hữu cơ [1, 7].

Những nhóm đối tượng nên thận trọng

Hiện tại hoàn toàn chưa có thử nghiệm lâm sàng nào về việc sử dụng bột sâu quy để điều trị thiếu sắt trên các nhóm đối tượng nhạy cảm như phụ nữ mang thai, phụ nữ đang cho con bú, trẻ nhỏ hay người có bệnh nền mạn tính. Vì vậy, nhóm đối tượng này tuyệt đối không tự ý dùng bột sâu quy để bổ sung sắt.

Những người có cơ địa dị ứng, đặc biệt là dị ứng với động vật giáp xác (tôm, cua) hoặc bụi nhà, cần hết sức cẩn trọng với protein từ côn trùng do nguy cơ dị ứng chéo. Bất kỳ ai đang được chẩn đoán thiếu máu thiếu sắt nặng cần tuân thủ phác đồ bổ sung bằng thuốc hoặc chế độ ăn chuẩn mực theo chỉ định của bác sĩ chuyên khoa.

Gợi ý áp dụng chế độ ăn khoa học trong thực tế

Để tối ưu hóa lượng sắt và kẽm nạp vào cơ thể hàng ngày từ khẩu phần ăn thông thường, bạn có thể áp dụng các nguyên tắc khoa học sau:

• Đa dạng hóa ma trận thực phẩm: Không nên phụ thuộc vào một loại thực phẩm đơn lẻ. Việc kết hợp ngũ cốc hoặc thực phẩm giàu vi chất với các loại rau củ chứa tiền vitamin A (như khoai lang) có thể hỗ trợ hấp thu sắt và kẽm tốt hơn ^[1].
• Chế biến nhiệt phù hợp: Nấu chín kỹ các loại đậu và hạt giúp làm mềm cấu trúc protein, giải phóng các liên kết khoáng chất để hệ tiêu hóa hấp thu dễ dàng hơn ^[2].
• Hạn chế chất ức chế trong bữa ăn chính: Tránh sử dụng quá nhiều trà, các loại vỏ hạt chứa hàm lượng cao flavonoid (như kaempferol) hoặc thực phẩm giàu axit phytic cùng lúc với bữa ăn bổ sung sắt, vì chúng có thể ức chế sinh khả dụng của sắt [4, 6].
• Tham khảo ý kiến chuyên gia: Luôn kiểm tra huyết học định kỳ và hỏi ý kiến bác sĩ hoặc chuyên gia dinh dưỡng trước khi bổ sung bất kỳ sản phẩm bột côn trùng hay thực phẩm chức năng nào.

Thay vì tin vào các trào lưu dinh dưỡng chưa được kiểm chứng đầy đủ, việc hiểu đúng về cơ chế hấp thu khoáng chất sẽ giúp người tiêu dùng lựa chọn thực phẩm thông thái và bảo vệ sức khỏe an toàn.