Bột trà xanh matcha trong vỏ bánh có giữ được chất chống oxy hóa?

Những chiếc bánh quy, bánh bông lan hay bánh trung thu có màu xanh mướt cùng hương thơm thoang thoảng của matcha luôn thu hút nhiều người tiêu dùng. Không ít người lựa chọn các loại bánh này với niềm tin rằng vừa được thưởng thức món ngọt yêu thích, vừa nạp thêm các chất chống oxy hóa lành mạnh từ trà xanh để bảo vệ sức khỏe và ngăn ngừa lão hóa.

Tuy nhiên, câu trả lời thực tế từ khoa học lại phức tạp hơn nhiều. Chất chống oxy hóa nổi tiếng nhất trong matcha – epigallocatechin gallate (EGCG) – không hoàn toàn biến mất nhưng sẽ bị suy giảm đáng kể hoặc biến đổi cấu trúc hóa học dưới tác động của nhiệt độ nướng cao trong lò nướng. Mức độ hao hụt dao động từ khoảng 17% đến hơn 90% tùy thuộc vào công thức nhào bột, độ chua, thời gian và nhiệt độ nướng bánh.

EGCG biến đổi thế nào dưới sức nóng của lò nướng?

Matcha tự nhiên là nguồn cung cấp dồi dào các polyphenol, đặc biệt là nhóm catechin mang lại hoạt tính sinh học vượt trội. Trong các mẫu bột matcha nguyên bản, EGCG là hoạt chất flavonoid chiếm hàm lượng cao nhất, dao động từ 7.610 đến 16.900 microg/g ^[1]. Bên cạnh EGCG, matcha còn chứa epicatechin (EC) với lượng 5.140 đến 14.500 microg/g, epigallocatechin (EGC) từ 4.210 đến 5.390 microg/g và epicatechin-3-gallate (ECG) từ 1.520 đến 1.790 microg/g ^[1]. Tuy vậy, các hợp chất catechin này rất nhạy cảm và dễ bị suy thoái dưới tác động của nhiệt độ, độ pH, oxy và sự hiện diện của các ion kim loại ^[1].

Khi đưa khối bột bánh vào lò nướng ở nhiệt độ thông thường từ 160 đến 200 độ C, nhiệt độ tại vùng tâm bánh thường đạt khoảng 120 đến 130 độ C ^[2]. Mức nhiệt này cung cấp đủ năng lượng để kích hoạt hai quá trình hóa học song song: phân hủy nhiệt và đồng phân hóa ^[2]. Đồng phân hóa là hiện tượng phân tử EGCG biến đổi hình thái không gian để tạo thành gallocatechin gallate (GCG) ^[2]. Tương tự, hoạt chất EGC cũng có xu hướng chuyển hóa thành GCG ^[2]. Sở dĩ EGC kém bền hơn các catechin khác là do nhóm hydroxyl có hoạt tính bắt gốc tự do nằm ở vị trí 5' trên vòng B của phân tử ^[2].

Một nghiên cứu động học đã làm sáng tỏ cơ chế chịu nhiệt của các catechin trong môi trường nước ở nhiệt độ từ 100 đến 165 độ C trong thời gian lên đến 120 phút ^[3]. Kết quả nghiên cứu xác nhận quá trình phân hủy và đồng phân hóa của các catechin tuân theo phương trình phản ứng bậc một và các hằng số tốc độ phản ứng diễn biến theo định luật Arrhenius ^[3]. Năng lượng hoạt hóa (Ea) cho quá trình đồng phân hóa EGCG từ dạng epi sang dạng non-epi là 117,6 kJ/mol, trong khi phản ứng nghịch đảo từ GCG về dạng epi cần 84,2 kJ/mol ^[3]. Năng lượng hoạt hóa cho sự phân hủy hoàn toàn của cả EGCG và GCG chỉ ở mức 42,8 kJ/mol ^[3]. Đối với cặp chất ECG và CG, năng lượng hoạt hóa cho quá trình đồng phân hóa lần lượt là 119,3 kJ/mol và 96,2 kJ/mol, còn năng lượng phân hủy tổng thể là 41,6 kJ/mol ^[3]. Những con số này giải thích vì sao nhiệt độ lò nướng dễ dàng phá vỡ cấu trúc ban đầu của EGCG.

Nghiên cứu thực tế: Bánh nướng giữ lại được bao nhiêu dưỡng chất?

Khi ứng dụng thực tế vào quy trình làm bánh, hàm lượng catechin còn sót lại phụ thuộc rất lớn vào môi trường bột và thời gian tiếp xúc với nhiệt. Một nghiên cứu về việc bổ sung bột matcha vào bánh quy đã tổng hợp các kết quả thực nghiệm và chỉ ra sự chênh lệch lớn giữa các thử nghiệm làm bánh ^[2]. Nghiên cứu trích dẫn phát hiện từ nhóm tác giả Wang và Zhou cho thấy bánh mì bổ sung trà xanh vẫn giữ lại được lượng EGCG trung bình tới 83% và giữ lại 91% lượng ECG ^[2]. Quá trình biến đổi EGCG thành dạng đồng phân GCG cũng được ghi nhận rõ nét trong ổ bánh ^[2].

Trái ngược với tỷ lệ bảo toàn khả quan trên, nghiên cứu của Sharma và Zhou lại ghi nhận tổn thất catechin lên tới 98% trong suốt quá trình nướng bánh ^[2]. Sự hao hụt cực lớn này cho thấy nếu không có biện pháp kiểm soát môi trường bột, hầu như toàn bộ chất chống oxy hóa ban đầu sẽ bị phá hủy ^[2]. Tuy nhiên, các nhà khoa học phát hiện ra rằng quá trình suy giảm phân hủy nhiệt này diễn ra theo động học bậc một và có thể được ngăn ngừa phần lớn bằng cách axit hóa khối bột ^[2]. Việc tạo môi trường hơi chua cho bột làm bánh sẽ giúp phân tử EGCG đứng vững hơn trước sức nóng ^[2].

Không dừng lại ở phản ứng đồng phân hóa đơn thuần, nhiệt độ nướng cao còn thúc đẩy EGCG tham gia vào các phản ứng hóa học phức tạp với các thành phần khác có trong trà xanh. Một nghiên cứu năm 2023 chỉ ra rằng khi gia nhiệt ở 130 độ C với độ kiềm pH 10 trong 120 phút theo tỷ lệ ban đầu giữa EGCG và theanine là 1:2, EGCG sẽ tương tác với các sản phẩm thoái biến Strecker của axit amin theanine ^[4]. Phản ứng này tạo thành các phân tử mới là di-EPSFs (các flavan-3-ol thế di-N-ethyl-2-pyrrolidinone) ^[4]. Điều này chứng minh rằng nhiệt độ nướng không chỉ làm mất đi chất ban đầu mà còn biến đổi chúng thành các hợp chất dẫn xuất mới ^[4].

Tương tác giữa EGCG và đạm sữa trong vỏ bánh

Vỏ bánh nướng hiếm khi chỉ gồm bột mì và matcha, mà hầu hết đều chứa các nguyên liệu giàu protein như sữa tươi, bơ hoặc trứng. Sự hiện diện của protein sữa mang lại những tác động đáng kể đến độ bền và hoạt tính sinh học của EGCG. Một nghiên cứu chuyên sâu năm 2020 đã khảo sát tương tác giữa EGCG và beta-lactoglobulin (loại protein chính trong váng sữa) dưới các mức nhiệt từ 25 đến 121 độ C ^[5].

Phân tích huỳnh quang cho thấy EGCG tạo phức với beta-lactoglobulin chủ yếu thông qua các liên kết phi cộng hóa trị, và lực liên kết này càng tăng lên khi xử lý nhiệt ^[5]. Sau khi gia nhiệt ở 85 độ C, EGCG thể hiện ái lực liên kết rất mạnh với protein sữa, đạt hằng số liên kết Ka là 30,69 (±0,87) x 10^5 M^-1 ở độ pH 6,8 ^[5]. Các liên kết cộng hóa trị giữa beta-lactoglobulin và EGCG bắt đầu hình thành từ 60 độ C và tỷ lệ này tăng vọt khi nhiệt độ tiếp tục nâng lên từ 85 đến 121 độ C ^[5]. Vị trí liên kết cộng hóa trị được xác định nằm tại nhóm amino của gốc lysine trên phân tử protein ^[5].

Sự kết hợp này ảnh hưởng trực tiếp đến khả năng quét gốc tự do của bánh. Tương tác giữa protein sữa và EGCG hầu như không làm giảm hoạt tính chống oxy hóa (đo bằng phương pháp ABTS và FRAP) khi xử lý ở mức nhiệt thấp từ 25 đến 60 độ C ^[5]. Tuy nhiên, khi nhiệt độ vượt qua ngưỡng 85 độ C, hoạt tính chống oxy hóa của EGCG bị sụt giảm rõ rệt ^[5]. Do nhiệt độ nướng bánh thông thường cao hơn 85 độ C rất nhiều, lượng polyphenol tự do trong các loại vỏ bánh chứa nhiều sữa hoặc bơ sẽ bị suy giảm hoạt tính đáng kể do hiện tượng liên kết chặt chẽ với protein ^[5].

Cảm quan và cấu trúc bánh: Bài toán cân bằng giữa dinh dưỡng và hương vị

Việc thêm bột matcha vào bánh nướng không chỉ tác động đến dinh dưỡng mà còn thay đổi kết cấu và mùi vị của thành phẩm. Nghiên cứu bổ sung matcha vào bánh quy shortbread cho thấy màu sắc và hương thơm của bánh biến đổi mạnh mẽ dưới nhiệt độ nướng 180 độ C ^[2]. Khi xử lý nhiệt trà xanh ở 121 độ C chỉ trong vòng 1 phút, hội đồng đánh giá cảm quan đã ghi nhận mùi khó chịu, thường được mô tả như "mùi gỗ ẩm" ^[2]. Do đó, việc nướng bánh quy chứa matcha ở 180 độ C có thể phát sinh mùi lạ không mong muốn ^[2]. Tuy vậy, nghiên cứu của Ahmad và cộng sự lại chỉ ra rằng việc bổ sung 1% đến 4% bột trà xanh vào bánh quy lại giúp tăng mức độ chấp nhận về mặt hương thơm ^[2].

Về tổng thể, người tiêu dùng có xu hướng thích những chiếc bánh có hàm lượng bột matcha thấp và lượng đường thấp ^[2]. Những chiếc bánh có màu xanh quá đậm hoặc ngả sang nâu xỉn do nhiệt độ thường nhận điểm số cảm quan thấp hơn ^[2]. Điểm tối ưu cho công thức bánh quy để đạt độ chấp nhận cao nhất về mặt cảm quan được xác định là 1,84 g bột matcha kết hợp với 27,73 g đường trên mỗi 100 g bột mì ^[2].

Bên cạnh nướng lò truyền thống, phương pháp nướng cũng quyết định chất lượng vật lý của bánh. Một nghiên cứu năm 2023 so sánh bánh cupcake bổ sung trà xanh nướng bằng nồi chiên không dầu và lò nướng thông thường cho thấy việc thêm trà xanh làm giảm độ sáng (L*), độ đỏ (a*) và độ vàng (b*), tạo cho bánh màu sắc đặc trưng của trà ^[6]. Đáng chú ý, việc bổ sung trà xanh làm giảm đường kính các lỗ khí xốp trong ruột bánh ^[6]. Độ cứng của bánh cupcake nướng bằng nồi chiên không dầu giảm tới 84,7% ở nhóm bổ sung trà xanh nồng độ thấp và giảm 85,4% ở nhóm nồng độ cao so với bánh không thêm trà, trong khi bánh nướng bằng lò giữ độ cứng gần như không đổi ^[6]. Nhờ bổ sung trà xanh tự nhiên, bánh nướng bằng nồi chiên không dầu đạt được độ mềm xốp tương đương với nướng bằng lò ^[6].

Lợi ích thực tế và những hiểu lầm thường gặp

Nhiều người lầm tưởng rằng bánh matcha là một loại "thực phẩm chức năng" có thể thay thế hoàn toàn cho việc uống trà xanh tươi. Đây là một quan niệm sai lầm. Dù một phần catechin vẫn tồn tại sau khi nướng dưới dạng EGCG hoặc đồng phân GCG, lượng hoạt chất này đã bị suy giảm đáng kể so với bột trà ban đầu ^[2]. Hơn nữa, để cân bằng vị đắng tự nhiên của trà xanh, các công thức bánh ngọt thường phải bổ sung thêm bơ, sữa và một lượng đường đáng kể ^[2].

Hiểu lầm thứ hai là màu xanh mướt của bánh đồng nghĩa với hàm lượng EGCG còn nguyên vẹn. Thực tế, nhiệt độ nướng cao dễ khiến bột bánh chuyển sang màu xanh đậm ngả nâu hoặc xỉn màu ^[2], ^[6]. Để giữ màu xanh tươi bắt mắt nhằm thu hút người mua, nhiều cơ sở sản xuất có thể dùng phẩm màu hoặc chất tạo hương nhân tạo thay vì tăng lượng bột matcha thật. Ngay cả khi sử dụng matcha thật, màu sắc không phản ánh trực tiếp hoạt tính chống oxy hóa còn lại bên trong bánh ^[5].

Bên cạnh đó, việc biến đổi một phần EGCG thành GCG hay các hợp chất di-EPSFs khi gia nhiệt không hẳn là vô giá trị, nhưng các đặc tính sinh học của những hợp chất chuyển hóa này vẫn đang được tiếp tục nghiên cứu và không thể tương đương hoàn toàn với EGCG tự nhiên trong lá trà tươi ^[2], ^[4].

Ai nên thận trọng khi thưởng thức bánh trà xanh?

Mặc dù bánh trà xanh là món ăn vặt hấp dẫn, một số nhóm đối tượng cần đặc biệt lưu ý khi sử dụng:

• Người mắc bệnh tiểu đường hoặc thừa cân: Bánh nướng matcha vẫn là món bánh chứa nhiều tinh bột nhanh và đường nhằm giảm bớt vị chát đắng của trà xanh ^[2]. Lượng đường trung bình trong bánh quy có thể chiếm xấp xỉ 27-30 g trên 100 g bột ^[2]. Người cần kiểm soát đường huyết không nên lạm dụng loại bánh này dưới suy nghĩ đây là thực phẩm ăn kiêng bảo vệ sức khỏe.
• Người nhạy cảm với caffeine: Bột matcha tự nhiên chứa một lượng caffeine nhất định. Nếu ăn quá nhiều bánh matcha vào buổi chiều muộn hoặc tối, những người có cơ địa nhạy cảm có thể bị mất ngủ, bồn chồn hoặc cồn cào ruột.
• Người đang điều trị bệnh lý mạn tính: Các hợp chất polyphenol trong trà xanh có thể tương tác với một số loại thuốc điều trị hoặc ảnh hưởng đến khả năng hấp thu sắt của cơ thể. Bệnh nhân có bệnh nền tim mạch, gan, thận hoặc đang dùng thuốc đặc trị nên tham khảo ý kiến bác sĩ chuyên khoa về chế độ dinh dưỡng hàng ngày thay vì tự ý bổ sung lượng lớn các sản phẩm chiết xuất từ trà xanh.

Cách làm bánh tại nhà để bảo toàn dưỡng chất

Nếu muốn tự tay làm những mẻ bánh nướng thơm ngon tại nhà mà vẫn giữ được tối đa lượng hoạt chất chống oxy hóa quý giá từ matcha, bạn có thể áp dụng một số kinh nghiệm sau:

• Hạ nhiệt độ và rút ngắn thời gian nướng: Tốc độ suy giảm của catechin tỷ lệ thuận với nhiệt độ lò ^[3]. Thay vì nướng bánh ở mức nhiệt quá cao trên 180 độ C, bạn có thể cân nhắc nướng ở nhiệt độ vừa phải để hạn chế nhiệt độ tâm bánh vượt ngưỡng phân hủy 120-130 độ C ^[2].
• Axit hóa khối bột nhẹ nhàng: Bổ sung một lượng nhỏ thành phần có tính axit tự nhiên (như vài giọt nước cốt chanh, sữa chua hoặc bột nở có tính axit nhẹ) vào bột bánh có thể làm giảm độ pH của khối bột, giúp bảo vệ cấu trúc phân tử catechin trước sự phá hủy nhiệt ^[2].
• Hạn chế dùng quá nhiều sữa giàu đạm trong vỏ bánh: Nếu mục tiêu hàng đầu là bảo toàn hoạt tính chống oxy hóa tự do của EGCG, hãy cân nhắc giảm bớt hàm lượng protein váng sữa, bởi ở nhiệt độ trên 85 độ C, liên kết giữa EGCG và protein sữa sẽ làm suy giảm hoạt tính chống oxy hóa ^[5].
• Bảo quản bột matcha đúng cách: Catechin rất dễ bị thoái biến bởi ánh sáng, oxy và nhiệt độ lưu trữ ^[1]. Hãy giữ bột matcha trong hộp kín, mờ đục và đặt ở nơi mát mẻ trước khi sử dụng để đảm bảo hoạt chất không bị hao hụt ngay từ khâu nguyên liệu thô.

Những chiếc bánh nướng vị matcha vẫn là món ăn hấp dẫn, mang lại hương vị thư thái cho bữa tiệc trà chiều. Dù một phần chất chống oxy hóa EGCG bị hao hụt trong lò nướng, bạn hoàn toàn có thể tối ưu hóa lượng dưỡng chất giữ lại bằng cách điều chỉnh công thức khéo léo. Hãy xem bánh matcha như một món tráng miệng thơm ngon trong lối sống cân bằng, kết hợp uống nước trà xanh tươi nguyên chất nếu muốn nhận trọn vẹn lợi ích sức khỏe từ thiên nhiên.