Củ cải trắng là món ăn quen thuộc trong bữa cơm của nhiều gia đình Việt Nam, từ món kho, luộc cho đến củ cải nạo sống ăn kèm đồ nướng hay sashimi. Nhiều người khi ăn củ cải nạo sống thường cảm nhận rõ vị cay nồng đặc trưng xộc lên mũi và thắc mắc liệu vị cay này có tác dụng bảo vệ sức khỏe hay tiêu diệt mầm bệnh hay không.

Câu trả lời từ các nghiên cứu thực nghiệm là có. Khi nạo củ cải sống, phản ứng sinh hóa giải phóng sulforaphene cùng các hợp chất chứa lưu huỳnh khác, mang lại khả năng ức chế vi khuẩn và hỗ trợ đề kháng tự nhiên cho cơ thể.

Bí mật sau vị cay nồng khi nạo củ cải

Khi củ cải còn nguyên vẹn, các hoạt chất phòng vệ sinh học được lưu trữ tách biệt hoàn toàn trong tế bào. Ở trạng thái tự nhiên này, củ cải chứa các hợp chất tiền thân gọi là glucosinolate, tiêu biểu là glucoraphenin và glucoraphasatin [1]. Củ cải cũng chứa enzym myrosinase trong tế bào chất [2].

Chỉ khi củ cải bị nghiền nát, nhai hoặc nạo sống, cấu trúc tế bào bị phá vỡ. Enzym myrosinase tiếp xúc trực tiếp với các glucosinolate và kích hoạt phản ứng thủy phân [2]. Phản ứng này biến đổi glucoraphenin thành isothiocyanate hoạt tính mạnh mang tên sulforaphene (tên hóa học là 4-(methylsulfinyl)-3-butenyl isothiocyanate) [3, 6]. Đồng thời, enzym này cũng chuyển hóa 4-methylthio-3-butenyl glucosinolate (MTBGLS) thành 4-methylthio-3-butenyl isothiocyanate (MTBITC), tạo ra vị cay hăng kích thích vị giác [2].

Sulforaphene và các hợp chất củ cải ức chế vi sinh vật thế nào?

Cơ chế phân tử tạo nên khả năng kháng khuẩn của các hợp chất trong củ cải đến từ chính cấu trúc hóa học đặc thù của chúng. Trong một nghiên cứu công bố năm 2016 về mối quan hệ giữa cấu trúc hóa học và hoạt tính kháng khuẩn của 10 loại isothiocyanate đối với các tác nhân gây bệnh răng miệng, các nhà khoa học phát hiện sự khác biệt cấu trúc tạo ra tác động rất khác nhau [3].

Sulforaphene thuộc nhóm isothiocyanate béo (aliphatic ITCs) [3]. Nhờ sở hữu một liên kết đôi trong chuỗi phân tử, sulforaphene cho thấy hoạt tính kháng khuẩn cao hơn sulforaphane – hoạt chất nổi tiếng thường thấy trong bông cải xanh [3]. Hoạt tính kháng khuẩn của các chất này liên quan mật thiết đến cấu trúc chuỗi phân tử và nhóm chức: nhóm indolyl có hoạt tính mạnh nhất, tiếp đến là các isothiocyanate thơm (như benzyl ITC - BITC và phenylethyl ITC - PEITC), rồi đến các isothiocyanate béo như erucin, iberin và sulforaphene [3]. BITC và iberin chuỗi ngắn thể hiện tiềm năng kháng khuẩn cao hơn PEITC và sulforaphane có chuỗi dài hơn [3].

Bên cạnh sulforaphene từ củ, dịch chiết và các hợp chất tự nhiên từ củ cải còn có khả năng kháng khuẩn và kháng nấm qua các cơ chế bổ trợ:

  • Axit caffeic trong lá củ cải có hoạt tính kháng nấm đối với Sporothrix marcescens [4].
  • Axit ferulic thể hiện hoạt tính kháng khuẩn và kháng nấm trên diện rộng, bao gồm tụ cầu vàng (Staphylococcus aureus), trực khuẩn cỏ (Bacillus subtilis), trực khuẩn bạch hầu (Corynebacterium diphtheriae), nấm mốc đen (Aspergillus niger) và nấm men đường ruột/sinh dục (Candida albicans) [4].
  • Các axit phenolic này có hoạt tính kìm khuẩn đối với cả vi khuẩn gram dương (B. subtilis, S. aureus) lẫn gram âm như vi khuẩn đường ruột Escherichia coli và phế trực khuẩn Klebsiella pneumoniae [4].
  • Nhóm axit p-hydroxybenzoic (như axit hydroxycinnamic, axit p-hydroxybenzoic) cho thấy tác dụng ức chế rõ rệt đối với vi khuẩn gram dương [4].
  • Cơ chế tác động của các hợp chất hoạt tính này bao gồm việc phá vỡ cấu trúc màng tế bào của vi sinh vật [4].

Đặc biệt, dịch chiết từ lá củ cải Daikon có khả năng ngăn chặn sự hình thành màng sinh học (biofilm) của vi khuẩn gram âm Klebsiella pneumoniae tới 74,2% [4]. Màng sinh học vốn là tấm lá chắn bảo vệ vi khuẩn khỏi các chất kháng sinh và hệ miễn dịch. Ngoài ra, dịch chiết lá củ cải trắng dài (white icicle radish) còn ức chế 76,8% quá trình sản sinh sắc tố pyocyanin – một yếu tố độc lực của trực khuẩn mủ xanh (Pseudomonas aeruginosa) [4].

Bằng chứng khoa học về nồng độ và tính ổn định

Các thử nghiệm trong phòng thí nghiệm cho thấy hàm lượng các hợp chất này có sự khác biệt rất lớn tùy thuộc vào bộ phận, độ tuổi của cây và giống củ cải:

Một nghiên cứu công bố năm 2024 so sánh 8 loại rau họ cải cho thấy mầm củ cải Daikon (Raphanus sativus L.) sản sinh lượng isothiocyanate cao nhất, trong đó sulforaphene là hợp chất chiếm ưu thế [5]. Lượng sulforaphene đo được trong mầm củ cải Daikon cao gấp khoảng 30 lần lượng sulforaphane có trong mầm bông cải xanh [5]. Khi đánh giá tác động sinh học, sulforaphene thể hiện tác dụng bảo vệ gan tương tự sulforaphane trong việc giảm nhẹ tổn thương gan do carbon tetrachloride (CCl4) gây ra ở chuột [5]. Dịch chiết thô từ mầm củ cải Daikon 3 ngày tuổi kích thích tăng sinh enzym giải độc glutathione S-transferase (GST) ở gan chuột cống bình thường, trong khi mầm bông cải xanh cho thấy mức độ kích thích hạn chế hơn [5].

Nghiên cứu năm 2023 trên các giống mầm bông cải, cải xoăn và mầm củ cải (như Black Spanish Round - BSR, Miyashige, Nero Tunda) một lần nữa khẳng định các giống củ cải thường có hàm lượng glucosinolate và isothiocyanate cao nhất [6]. Mầm củ cải 3 ngày tuổi được xác định là nguồn cung cấp sulforaphene dồi dào nhất [6].

Về tính ổn định, một nghiên cứu năm 2011 chỉ ra rằng trong môi trường nước, 77,6% lượng sulforaphene tạo thành từ glucoraphenin vẫn tồn tại sau 24 giờ [1]. Ngược lại, raphasatin (isothiocyanate sinh ra từ glucoraphasatin) rất kém bền, có thời gian bán hủy dưới 30 phút và biến mất hoàn toàn sau 24 giờ [1]. Dù kém bền, raphasatin vẫn kích hoạt thụ thể ARE và tăng cường các enzym giải độc pha 1, pha 2 ở tế bào HepG2 vượt trội so với các sản phẩm thoái hóa của nó [1]. Chuột được cho ăn khẩu phần chứa 20% củ cải đông khô trong 2 tuần ghi nhận sự gia tăng biểu hiện các enzym gan quan trọng như CYP 1A1, 1A2, quinone reductase và glutathione S-transferase alpha 2 [1].

Nghiên cứu mô phỏng tiêu hóa năm 2024 cũng cho thấy rau mầm củ cải Daikon chứa 513,4 ± 23,1 đến 681,5 ± 31,9 mg glucosinolate béo/100g và 0,9 ± 0,1 đến 1,8 ± 0,3 mg isothiocyanate/100g [7]. Trong khi đó giống Red Rambo chứa 447,5 ± 38,5 đến 532,0 ± 20,2 mg glucosinolate béo/100g và 1,3 ± 0,2 đến 5,2 ± 1,0 mg isothiocyanate/100g [7]. Quá trình tiêu hóa đường tiêu hóa mô phỏng (GID) khẳng định sự chuyển hóa tự nhiên từ glucoraphenin thành sulforaphene và sulforaphane ở giống Red Rambo [7].

Lợi ích sức khỏe mở rộng từ sulforaphene

Bên cạnh khả năng kháng khuẩn, sulforaphene và các chất chiết xuất từ củ cải còn mang lại nhiều giá trị sinh học:

  • Tác dụng chống oxy hóa và bảo vệ thận: Nghiên cứu năm 2023 chứng minh sulforaphene bảo vệ tế bào khỏi stress oxy hóa do H2O2 và D-galactose gây ra [8]. Ở chuột, sulforaphene giảm tổn thương thận do D-galactose thông qua ức chế các chất oxy hóa như ROS, MDA, 4-HNE, đồng thời kích hoạt con đường tín hiệu chống oxy hóa Nrf2 và giảm viêm qua trục thụ thể TLR4 [8].
  • Hỗ trợ phòng ngừa sâu răng: Do các isothiocyanate có khả năng ức chế vi khuẩn khoang miệng mạnh mẽ, chúng được đánh giá có tiềm năng ứng dụng trong ngăn ngừa sâu răng [3].
  • Thúc đẩy enzym giải độc: Sulforaphene và raphasatin đều kích hoạt hệ thống giải độc nội sinh trong gan, hỗ trợ cơ thể thanh lọc các độc tố ngoại lai [3, 5].

Giới hạn của bằng chứng và hiểu lầm thường gặp

Mặc dù các dữ liệu khoa học rất hứa hẹn, người tiêu dùng cần hiểu đúng bản chất vấn đề để tránh những ngộ nhận có hại cho sức khỏe.

Hiểu lầm phổ biến nhất là xem củ cải nạo sống như một loại "kháng sinh tự nhiên" có thể thay thế thuốc điều trị nhiễm trùng. Các nghiên cứu kháng khuẩn của sulforaphene, axit ferulic hay dịch chiết lá củ cải phần lớn mới được thực hiện trong ống nghiệm (in vitro) hoặc trên mô hình động vật [1, 2, 7].

Củ cải nạo là thực phẩm hỗ trợ, hoàn toàn không thể tiêu diệt ổ nhiễm khuẩn cấp tính trong đường tiêu hóa hay thay thế chỉ định y khoa. Hơn nữa, các loại rau họ cải tự nhiên cũng có chứa axit erucic – một chất béo kháng dinh dưỡng cần lưu ý [6].

Ai nên thận trọng khi dùng củ cải sống?

Dù củ cải rất bổ dưỡng, việc tiêu thụ củ cải nạo sống với lượng lớn không phù hợp cho tất cả mọi người:

  • Người có bệnh lý dạ dày, đại tràng: Vị cay nồng từ các isothiocyanate (như sulforaphene và MTBITC) kích thích niêm mạc đường tiêu hóa [2]. Người đang viêm loét dạ dày tá tràng có thể bị cồn cào, ợ nóng hoặc đau bụng.
  • Người đang dùng thuốc điều trị: Các chất trong củ cải có khả năng làm tăng biểu hiện enzym chuyển hóa thuốc tại gan như cytochrome P450 (CYP 1A1, 1A2) [1]. Bệnh nhân đang dùng thuốc đặc trị cần tham khảo ý kiến bác sĩ trước khi thường xuyên ăn lượng lớn củ cải sống để tránh tương tác thuốc.

Áp dụng thực tế: Ăn củ cải nạo đúng cách để tối ưu hoạt chất

Để tận dụng tối đa hoạt tính sinh học của củ cải trong bữa ăn gia đình, cách sơ chế đóng vai trò quyết định:

  • Không gọt vỏ củ cải: Nghiên cứu năm 2008 chỉ ra rằng ở giống củ cải thông thường như Aokubi, enzym myrosinase tập trung chủ yếu ở lớp biểu bì bên ngoài (vỏ củ), trong khi cơ chất glucosinolate phân bố đều khắp ruột củ [2]. Thói quen gọt bỏ vỏ sẽ loại bỏ phần lớn enzym cần thiết để tạo ra hợp chất kháng khuẩn [2]. Vì vậy, chỉ cần rửa thật sạch lớp vỏ ngoài dưới vòi nước chảy rồi nạo cả vỏ.
  • Nạo nhỏ và ăn ngay: Nghiền nát hoặc nạo nhỏ củ cải giúp enzym giải phóng sulforaphene [2]. Dù sulforaphene tương đối bền trong nước (còn 77,6% sau 24 giờ), hợp chất raphasatin lại phân hủy rất nhanh với thời gian bán hủy dưới 30 phút [1]. Do đó, củ cải nạo nên được thưởng thức ngay sau khi chuẩn bị.
  • Tận dụng lá và rau mầm: Lá củ cải trắng chứa nhiều flavonoid, glucosinolate và có hoạt tính ngăn chặn màng sinh học vi khuẩn [4]. Rau mầm củ cải khoảng 3 ngày tuổi là nguồn cung cấp sulforaphene đậm đặc nhất (gấp khoảng 30 lần lượng sulforaphane trong mầm súp lơ) [3, 6]. Bạn có thể bổ sung rau mầm vào các món salad, cuốn hoặc ăn kèm.

Củ cải nạo sống là một món ăn thanh mát với cơ chế sinh học độc đáo từ sulforaphene và các chất chống oxy hóa. Bằng cách sơ chế khoa học, giữ lại vỏ và ăn ở mức độ vừa phải, bạn có thể biến loại củ bình dân này thành một phần hỗ trợ đắc lực cho sức khỏe mỗi ngày.