Nhiều người bổ sung rau xanh và ngũ cốc nhưng chưa hiểu rõ đường ruột chuyển hóa dưỡng chất này thế nào. Bản chất của chất xơ hòa tan là nguồn thức ăn chính giúp hệ vi sinh đường ruột sinh trưởng và sản sinh các hợp chất sinh học có lợi.

Các bằng chứng khoa học cho thấy cơ thể người không tự tiêu hóa được chất xơ hòa tan [1], [2]. Khi xuống đến ruột già, nhóm chất xơ này được các lợi khuẩn lên men để tạo thành axit béo chuỗi ngắn (SCFA), hỗ trợ giảm độ pH, bảo vệ niêm mạc ruột và điều hòa chuyển hóa [3], [4].

Quá trình chất xơ hòa tan nuôi dưỡng vi khuẩn ruột

Theo phân loại dinh dưỡng, chất xơ là các chuỗi carbohydrate từ 10 đơn vị đường trở lên, không bị tiêu hóa hay hấp thu tại ruột non [1]. Cơ thể người thiếu các enzyme phân giải carbohydrate chuyên biệt như glycoside hydrolases và polysaccharide lyases [2]. Do đó, chỉ các vi khuẩn đường ruột mang bộ enzyme này mới có thể phân cắt và xử lý chất xơ [2].

Tùy vào cấu trúc, mỗi loại chất xơ hòa tan sẽ được vi khuẩn xử lý ở các vị trí và tốc độ khác nhau [1], [2]. Chất xơ hòa tan và pectin thường được vi khuẩn chuyển hóa nhanh tại đoạn hồi tràng và đại tràng lên [1]. Một số loại như inulin, maltodextrin kháng tiêu, tinh bột kháng và polydextrose lên men rất nhanh trong đại tràng [1]. Ngược lại, những chất xơ hòa tan có độ nhớt cao sẽ giữ nước tốt, tạo khối phân và làm chậm quá trình vi khuẩn tiếp xúc để lên men [2].

Lên men tạo axit béo chuỗi ngắn và bảo vệ niêm mạc

Quá trình lên men chất xơ của vi sinh vật tạo ra sản phẩm chính là các axit béo chuỗi ngắn, phổ biến nhất gồm acetate, propionate và butyrate [5], [4]. Nghiên cứu trong phòng thí nghiệm cho thấy quá trình này giải phóng thêm axit lactic và axit succinic, làm giảm liên tục độ pH của môi trường ruột [3]. Môi trường axit hóa giúp ức chế nhiều loại vi khuẩn có hại như Enterobacteriaceae hoặc Citrobacter, đồng thời hạn chế các chất chuyển hóa độc hại như sulfide và indole [3], [4].

Các axit béo chuỗi ngắn đóng vai trò trực tiếp trong việc bảo vệ hàng rào niêm mạc đại tràng và thúc đẩy nhu động ruột [4]. Ngoài lợi ích tại chỗ, các hợp chất này còn hỗ trợ cải thiện chuyển hóa đường, tăng cường khả năng kiểm soát đường huyết và điều hòa phản ứng viêm trong cơ thể [5], [4]. Bổ sung chất xơ cũng được tổng hợp từ 67 thử nghiệm cho thấy tác dụng hỗ trợ hạ cholesterol máu [5].

Bằng chứng từ các nghiên cứu khoa học

Tác động của chế độ ăn giàu chất xơ lên hệ vi sinh diễn ra rất nhanh chóng [1]. Nghiên cứu ghi nhận chế độ ăn giàu xơ trên 30 g mỗi ngày có thể làm thay đổi đáng kể độ đa dạng vi khuẩn chỉ sau 24 giờ so với chế độ ăn hoàn toàn từ thịt [1].

Tại Nhật Bản, một nghiên cứu đoàn hệ theo dõi 520 người trung niên và cao tuổi chia thành hai nhóm nạp chất xơ hòa tan mức cao và mức thấp [4]. Kết quả sau một năm cho thấy nhóm duy trì lượng ăn chất xơ hòa tan cao có tỷ lệ lợi khuẩn sinh butyric acid ổn định hơn rõ rệt [4]. Điều này chỉ ra rằng việc cung cấp chất xơ đều đặn mỗi ngày là yếu tố cần thiết để duy trì nhóm vi khuẩn có lợi [4].

Tuy nhiên, hiệu quả lên men còn phụ thuộc vào trạng thái vi sinh vật của từng người [6]. Thử nghiệm năm 2024 chỉ ra rằng dịch vi khuẩn từ bệnh nhân viêm loét đại tràng có độ đa dạng vi sinh thấp hơn, dẫn đến tốc độ lên men và sản lượng axit béo chuỗi ngắn từ inulin, pectin hay maltodextrin kháng tiêu giảm sút đáng kể so với vi khuẩn từ người khỏe mạnh [6].

Những điều khoa học chưa làm rõ

Các dữ liệu hiện tại chưa xác định được liều lượng bổ sung chất xơ hòa tan cụ thể cho từng thể trạng bệnh nhân [2], [6]. Phần lớn cơ chế lên men chi tiết vẫn dựa trên các thử nghiệm in vitro hoặc mô hình vi sinh phân lập, chưa phản ánh đầy đủ tương tác phức tạp bên trong cơ thể sống [3], [6].

Bên cạnh đó, chưa có nghiên cứu dài hạn khẳng định mọi dạng chất xơ hòa tan nhân tạo bổ sung vào thực phẩm đều đem lại giá trị tương đương với chất xơ tự nhiên từ khẩu phần ăn hằng ngày [7], [4].

Ai nên thận trọng khi dùng chất xơ hòa tan?

Người mắc các bệnh lý viêm ruột mạn tính như viêm loét đại tràng cần tham khảo ý kiến chuyên gia y tế trước khi dùng thực phẩm bổ sung chất xơ cô đặc [6]. Hệ vi sinh mất cân bằng ở nhóm người này có thể cản trở quá trình lên men, làm giảm việc tạo thành các chất có lợi [6].

Nghiên cứu trên động vật năm 2019 cho thấy việc bổ sung inulin liều cao vào chế độ ăn giàu chất béo ở chuột bị loạn khuẩn đường ruột có thể dẫn đến ứ mật và viêm gan, tiến triển thành tổn thương ác tính [7]. Mặc dù kết quả này ghi nhận trên chuột bị rối loạn hệ vi sinh và không xuất hiện ở chuột bình thường đã xử lý kháng sinh, việc lạm dụng thực phẩm tăng cường chất xơ tinh chế vẫn cần được theo dõi cẩn trọng [7].

Cách bổ sung chất xơ hòa tan an toàn trong bữa ăn

Nhu cầu chất xơ khuyến nghị theo năng lượng tại một số quốc gia dao động khoảng 10 g đến 14,6 g cho mỗi 1.000 kcal nạp vào [2]. Tại Nhật Bản, lượng khuyến nghị là 18 g mỗi ngày cho phụ nữ và 21 g mỗi ngày cho nam giới [2].

Người dùng nên tăng lượng chất xơ một cách từ từ qua các thực phẩm giàu pectin hoặc beta-glucan để hệ vi sinh thích nghi [1], [2]. Tránh việc đột ngột bổ sung lượng lớn chất xơ tinh chế liều cao trong thời gian ngắn mà không có hướng dẫn từ nhân viên y tế [7].

Duy trì lối sống ăn uống cân bằng, đa dạng nguồn thực vật giúp nuôi dưỡng quần thể vi sinh vật đường ruột khỏe mạnh. Khi có các rối loạn tiêu hóa kéo dài hoặc bệnh lý nền, người bệnh nên chủ động tham khảo ý kiến bác sĩ chuyên khoa.