Vào những đợt không khí lạnh tràn về hoặc khi bảo quản chai dầu ăn trong ngăn mát tủ lạnh, không ít gia đình bất ngờ thấy dầu chuyển sang trạng thái đục ngầu, sệt lại hoặc đông cứng hoàn toàn. Hiện tượng này thường gây hoang mang, khiến nhiều người tiêu dùng vội vàng đặt nghi vấn liệu mình có mua phải dầu kém chất lượng hay dầu bị pha tạp chất.
Thực tế khoa học đã chứng minh hiện tượng dầu đông lại hoàn toàn không phải là dấu hiệu của dầu giả hay dầu pha mỡ bẩn. Đây đơn thuần là một quá trình biến đổi trạng thái vật lý tự nhiên của các phân tử chất béo khi gặp nhiệt độ thấp, chịu sự chi phối trực tiếp bởi thành phần axit béo sẵn có trong từng loại hạt và quả nguyên liệu.
Vì sao dầu ăn lại đông tụ khi gặp nhiệt độ thấp?
Dầu thực vật không phải là một hợp chất đơn nhất mà là một hỗn hợp gồm nhiều loại chất béo trung tính (triglyceride) với các chuỗi axit béo có cấu trúc khác nhau. Mỗi loại axit béo lại sở hữu một điểm nóng chảy và điểm đông đặc riêng biệt, tạo nên tính chất vật lý đặc trưng cho từng loại dầu ăn.
Về mặt hóa học, thành phần axit béo của dầu thực vật được phân biệt dựa trên độ dài của chuỗi hydrocarbon và mức độ không bão hòa của chúng [1]. Cấu trúc phân tử này giữ vai trò then chốt trong việc quyết định các đặc tính cơ lý như độ đàn hồi nhớt và điểm nóng chảy của chất béo [1]. Khi nhiệt độ môi trường giảm xuống dưới ngưỡng nhiệt độ đông tụ của một loại axit béo nhất định, các phân tử đó sẽ bắt đầu giảm chuyển động và sắp xếp lại thành mạng lưới tinh thể rắn.
Một quy luật vật lý quan trọng được xác lập là điểm nóng chảy của dầu ăn sẽ tăng lên khi hàm lượng axit béo không bão hòa giảm đi [1]. Nói cách khác, dầu chứa càng nhiều axit béo no (bão hòa) thì càng dễ bị đông đặc ở nhiệt độ phòng hoặc nhiệt độ mát; ngược lại, dầu giàu axit béo chưa no (không bão hòa) đòi hỏi mức nhiệt độ âm sâu hơn rất nhiều mới chuyển sang trạng thái rắn.
Điểm đông đặc của các loại dầu thực vật phổ biến
Các thử nghiệm vật lý đo lường đặc tính nhiệt đã cung cấp bức tranh chi tiết về sự chênh lệch ngưỡng nhiệt độ chuyển pha của từng loại dầu quen thuộc trong đời sống thường nhật.
Một nghiên cứu công bố năm 2020 khi phân tích tính chất hóa lý của các loại dầu thực vật đã ghi nhận sự khác biệt rất lớn về nhiệt độ nóng chảy giữa các mẫu nghiên cứu [1]. Cụ thể, dầu ngô có điểm nóng chảy là -11 độ C, dầu hạt nho là 10 độ C, dầu đậu nành là -16 độ C và dầu ô liu là -6 độ C [1]. Nhờ ngưỡng nhiệt độ nóng chảy thấp như vậy, các loại dầu như dầu ngô, dầu đậu nành và dầu ô liu vẫn duy trì trạng thái lỏng hoàn toàn ở nhiệt độ phòng thông thường từ 23 đến 25 độ C [1].
Ngược lại, nghiên cứu cũng ghi nhận dầu dừa có nhiệt độ nóng chảy lên tới 25 độ C và tồn tại ở trạng thái rắn ngay trong điều kiện nhiệt độ phòng từ 23 đến 25 độ C [1]. Phân tích thành phần cho thấy dầu dừa chứa khoảng 92% axit béo bão hòa, 6% axit béo không bão hòa đơn và chỉ 2% axit béo không bão hòa đa [1]. Trong khi đó, tỷ lệ axit béo không bão hòa ở các loại dầu thực vật khác trong nghiên cứu lại chiếm hơn 85% [1]. Sự vượt trội về hàm lượng chất béo bão hòa này lý giải vì sao dầu dừa đông đặc rất nhanh ngay khi thời tiết chớm se lạnh.
Trong khi đó, đối với dầu hạt lanh (linseed oil), một nghiên cứu công bố năm 2020 cho thấy quá trình đông đặc của loại dầu này trong thực tế diễn ra ở mức nhiệt độ khoảng -18 độ C [2]. Khi phân tích nhiệt quét vi sai (DSC) trong quá trình làm lạnh dầu hạt lanh, biểu đồ ghi nhận hai đỉnh kết tinh chồng lên nhau xuất hiện ở mức -16 độ C và -29 độ C [2]. Tốc độ biến đổi trạng thái mạnh mẽ nhất diễn ra trong khoảng nhiệt độ từ -11 độ C đến -17 độ C, trùng khớp với độ dốc của đỉnh kết tinh [2].
Hiện tượng đa hình thái tinh thể và biến thiên độ nhớt
Sự đông đặc của dầu ăn không diễn ra đột ngột chỉ trong một khoảnh khắc mà là quá trình kết tinh đa hình phức tạp. Dầu thực vật có đặc tính đa hình thái, có thể tạo thành các cấu trúc tinh thể khác nhau như dạng alpha hình lục giác, dạng beta phẩy trực thoi vuông góc và dạng beta song song ba nghiêng, trong đó mỗi dạng cấu trúc lại có mức độ ổn định riêng biệt [2].
Dạng tinh thể cuối cùng của dầu phụ thuộc vào các điều kiện đông đặc cũng như lượng axit béo bão hòa và chưa bão hòa có độ dài khác nhau [2]. Quá trình chuyển pha của dầu tự nhiên được phản ánh rõ rệt thông qua sự thay đổi độ nhớt phức [2]. Ở nhiệt độ phòng, giá trị độ nhớt của dầu hạt lanh ở mức khoảng 0,1 Pa s, một mức đặc trưng cho dầu thực vật dạng lỏng [2].
Khi làm lạnh dầu xuống 0 độ C, độ nhớt chỉ tăng nhẹ do các phân tử chuyển động kém linh hoạt hơn [2]. Tuy nhiên, sau ngưỡng này, độ nhớt phức bắt đầu tăng đột ngột, đánh dấu sự đông đặc của dầu [2]. Sau giai đoạn biến đổi mạnh, độ nhớt ổn định quanh mức 40 Pa s rồi tiếp tục tăng lên do quá trình chuyển pha [2]. Khi nhiệt độ giảm xuống tới -40 độ C, độ nhớt phức của dầu hạt lanh đạt tới 1640 Pa s, cao hơn tới 4 bậc độ lớn so với mức ở nhiệt độ phòng [2]. Hiện tượng này chứng minh rằng việc dầu bị đông quánh lại chỉ là sự thay đổi trạng thái liên kết vật lý giữa các phân tử dưới tác động của nhiệt độ lạnh.
Vai trò của chất béo bão hòa và độ ổn định nhiệt
Sự hiện diện của các axit béo bão hòa làm dầu dễ đông đặc ở nhiệt độ mát, nhưng bản thân chúng cũng mang lại những đặc tính công nghệ và độ ổn định nhất định.
Một nghiên cứu năm 2002 chỉ ra rằng dầu thực vật có hàm lượng axit béo bão hòa tăng cao có thể hữu ích trong việc sản xuất chất béo thể rắn mà không cần qua quá trình hydro hóa hay chuyển hóa este [3]. Điển hình như dòng hướng dương đột biến CAS-14 có thể đạt hàm lượng axit stearic lên tới 37,3% trong dầu hạt [3]. Dưới góc độ dinh dưỡng, axit stearic được ưu tiên hơn các axit béo bão hòa khác do có tác dụng trung tính đối với nồng độ lipoprotein cholesterol trong huyết thanh [3].
Bên cạnh đó, cấu trúc axit béo còn ảnh hưởng trực tiếp đến độ bền của dầu. Một nghiên cứu năm 2023 trên 10 loại dầu thực vật ăn được chỉ ra rằng chỉ số ổn định oxy hóa của dầu khi bị oxy hóa ở nhiệt độ cao (120 độ C) có mối tương quan thuận với hàm lượng axit béo bão hòa (r = 0,659) và tương quan nghịch với hàm lượng axit béo không bão hòa đa (r = -0,634) [4]. Khi đun nóng ở mức nhiệt từ 180 độ C đến 230 độ C trong thời gian kéo dài, các axit béo không bão hòa đa bị phân hủy đáng kể, đồng thời làm gia tăng lượng axit béo bão hòa và axit béo chuyển hóa (trans fat) có hại [5]. Điều này cho thấy các loại dầu có cấu trúc phân tử bền vững thường có độ ổn định nhiệt cao hơn khi nấu nướng.
Dù vậy, các nghiên cứu thực nghiệm trên cũng có những giới hạn nhất định. Các phép đo nhiệt quét vi sai hay phép đo độ nhớt được thực hiện trong môi trường phòng thí nghiệm với tốc độ hạ nhiệt kiểm soát khắt khe, trong khi thực tế tủ lạnh gia đình hoặc nhiệt độ phòng mùa đông biến thiên thất thường, dẫn đến việc dầu có thể đông từng phần, đóng váng hoặc kết tủa không đồng đều.
Những hiểu lầm phổ biến người tiêu dùng hay mắc phải
Hiểu lầm lớn nhất hiện nay là quan niệm cho rằng dầu ăn nguyên chất thì không bao giờ đông, và chỉ có dầu pha mỡ lợn hoặc tạp chất mới bị đông khi gặp lạnh. Quan niệm này hoàn toàn sai lầm. Dầu thực vật luôn chứa một tỷ lệ axit béo bão hòa nhất định. Ví dụ, dầu cọ hay dầu dừa vốn dĩ chứa hàm lượng chất béo no rất cao nên điểm đông đặc tự nhiên của chúng nằm ngay ở mức nhiệt mát thông thường.
Một hiểu lầm khác là cho rằng dầu khi bị đông đặc sẽ bị biến chất, sinh ra độc tố hoặc mất đi giá trị dinh dưỡng. Thực chất, quá trình đông đặc và nóng chảy của dầu ăn là hiện tượng biến đổi vật lý thuận nghịch, tương tự như việc nước chuyển thành đá ở 0 độ C và tan ra khi nhiệt độ tăng. Cấu trúc hóa học và các dưỡng chất nội sinh như vitamin hay chất chống oxy hóa không bị phá hủy qua quá trình đông đặc tự nhiên này.
Nhiều người cũng thắc mắc tại sao cùng để một góc bếp nhưng có chai dầu bị đông đục còn chai dầu khác lại vẫn trong veo. Hiện tượng này xuất phát từ bản chất nguyên liệu cấu thành. Như đã phân tích, dầu đậu nành có điểm nóng chảy là -16 độ C nên mùa đông miền Bắc dầu vẫn lỏng [1]. Trong khi đó, dầu hạt nho có điểm nóng chảy là 10 độ C hoặc dầu dừa có điểm nóng chảy là 25 độ C nên chúng sẽ nhanh chóng chuyển sang thể sệt hoặc đông đặc khi trời lạnh [1].
Ai nên thận trọng khi lựa chọn các loại dầu dễ đông?
Mặc dù dầu đông lại là hiện tượng vật lý bình thường, nhưng việc hiểu rõ thành phần axit béo giúp người tiêu dùng lựa chọn sản phẩm phù hợp với tình trạng sức khỏe cá nhân.
Những người có tiền sử rối loạn mỡ máu, xơ vữa động mạch hoặc đang điều trị các bệnh lý tim mạch cần thận trọng với nhóm dầu thực vật có điểm đông đặc cao do chứa tỷ lệ axit béo bão hòa lớn, chẳng hạn như dầu dừa với hàm lượng chất béo no lên tới khoảng 92% [1]. Mặc dù một số axit béo bão hòa như axit stearic có tác dụng trung tính đối với cholesterol [3], việc nạp quá nhiều chất béo bão hòa tổng thể vẫn cần được kiểm soát chặt chẽ theo hướng dẫn của bác sĩ chuyên khoa hoặc chuyên gia dinh dưỡng.
Người cao tuổi hoặc người mắc các bệnh mạn tính liên quan đến chuyển hóa chất béo nên ưu tiên sử dụng các loại dầu có tỷ lệ axit béo chưa no cao hơn, vốn giữ được trạng thái lỏng ở nhiệt độ thấp hơn như dầu ngô hay dầu ô liu [1]. Đồng thời, luôn cần tham khảo ý kiến bác sĩ điều trị để xây dựng khẩu phần chất béo cân đối trong chế độ ăn hàng ngày.
Hướng dẫn bảo quản và xử lý dầu ăn đúng cách
Để bảo quản dầu ăn đạt chất lượng tốt nhất, người tiêu dùng nên đặt chai dầu ở nơi khô ráo, thoáng mát, nhiệt độ ổn định từ 15 đến 25 độ C, tránh ánh nắng mặt trời trực tiếp và tránh xa các nguồn nhiệt như bếp gas, lò nướng. Không cần thiết phải cất dầu ăn hàng ngày vào ngăn mát tủ lạnh, vì nhiệt độ thấp của tủ lạnh dễ khiến dầu kết tinh, gây bất tiện khi rót ra sử dụng.
Khi phát hiện chai dầu ăn bị đông đặc hoặc lợn cợn do trời lạnh, người tiêu dùng hoàn toàn có thể yên tâm sử dụng tiếp mà không cần vội vã vứt bỏ. Để làm tan dầu, cách đơn giản nhất là đưa chai dầu về môi trường phòng ấm hơn, hoặc ngâm chai dầu vào một chậu nước ấm khoảng 40 đến 50 độ C trong vài phút. Dầu sẽ nhanh chóng quay trở lại trạng thái lỏng trong suốt ban đầu mà không hề bị suy giảm chất lượng hay thay đổi hương vị.
Tuyệt đối không sử dụng nước sôi sùng sục để rã đông hoặc đặt trực tiếp chai nhựa lên bếp lửa, vì nhiệt độ quá cao có thể làm biến dạng vỏ bao bì nhựa và giải phóng các chất không mong muốn vào thực phẩm. Trong nấu nướng, nên lựa chọn loại dầu phù hợp với từng phương pháp chế biến: dầu chịu nhiệt tốt cho các món chiên xào và các loại dầu giàu axit béo chưa no cho các món trộn tươi sống.
Hiện tượng dầu ăn bị đông đặc khi thời tiết chuyển lạnh hoặc khi để trong tủ mát là biểu hiện vật lý bình thường do sự kết tinh của các chuỗi axit béo ở các ngưỡng nhiệt độ khác nhau. Người tiêu dùng cần trang bị kiến thức khoa học để an tâm sử dụng, tránh những hiểu lầm không đáng có, đồng thời biết cách bảo quản và chế biến thực phẩm an toàn cho cả gia đình.
