Khoai tây chiên giòn rụm, bánh mì nướng vàng ươm hay snack bột củ là những món ăn quen thuộc trên bàn ăn của nhiều gia đình Việt Nam. Cảm giác giòn tan cùng hương thơm đặc trưng của thực phẩm chiên nướng luôn hấp dẫn cả trẻ nhỏ lẫn người lớn. Tuy nhiên, ít người để ý rằng lớp vỏ nâu vàng giòn rụm ấy lại là nơi sinh ra acrylamide – một hóa chất độc hại hình thành ngoài ý muốn trong quá trình gia nhiệt.
Thực chất, acrylamide không phải chất phụ gia được thêm vào món ăn, cũng không tự nhiên tồn tại sẵn trong củ khoai hay hạt ngũ cốc tươi sống. Hợp chất này là sản phẩm phụ xuất hiện khi đun nấu tinh bột giàu axit amin tự do ở nhiệt độ cao thông qua phản ứng Maillard kinh điển [1], [2].
Cơ chế tạo độc chất từ lớp vỏ nâu vàng giòn
Phản ứng Maillard lần đầu tiên được nhà khoa học L. C. Maillard mô tả vào năm 1912 [1]. Đây là chuỗi phản ứng hóa học giữa axit amin và đường khử (như glucose) diễn ra trong hầu hết quá trình chế biến thực phẩm có tinh bột ở nhiệt độ trên 140 độ C nhằm tạo màu nâu đẹp mắt [1]. Phản ứng này đem lại hương thơm ngào ngạt và mùi vị quyến rũ cho đồ chiên nướng, nhưng acrylamide sinh ra kèm theo lại hoàn toàn không đóng góp gì cho mùi vị thơm ngon đó [1].
Trong nhóm thực phẩm nguồn gốc thực vật như khoai tây và ngũ cốc, axit amin tự do asparagine chiếm tỷ lệ khá lớn [2]. Khi gặp nhiệt độ cao, asparagine phản ứng trực tiếp với đường khử để sinh ra acrylamide [2]. Acrylamide có công thức hóa học là C3H5NO (prop-2-enamide), là chất tan trong nước, không màu, không mùi [3]. Bên cạnh con đường phản ứng giữa đường khử và axit amin, sự thủy phân acrylonitrile trong chảo chiên cũng được xem là một con đường chính dẫn tới acrylamide [4]. Ngoài ra, lớp vỏ ngoài của miếng khoai tây chiên chính là nơi tập trung nồng độ acrylamide cao nhất do tiếp xúc nhiệt độ lớn và mất nước nhanh [5].
Acrylamide nguy hại thế nào với sức khỏe?
Từ năm 1994, Cơ quan Nghiên cứu Ung thư Quốc tế (IARC) đã chính thức xếp acrylamide vào nhóm 2A – nhóm các chất có khả năng gây ung thư cho con người, đồng thời xác nhận đây là một chất độc thần kinh [1], [5]. Năm 2002, việc phát hiện acrylamide hiện diện rộng rãi trong các món ăn vặt và thức uống đóng chai phổ thông đã thúc đẩy Liên minh châu Âu (EU) cùng bang California (Mỹ) ban hành quy định cảnh báo người tiêu dùng [1]. Các tổ chức như Cơ quan An toàn Thực phẩm châu Âu (EFSA) và Cục Quản lý Thực phẩm và Dược phẩm Hoa Kỳ (FDA) sau đó cũng liên tục đưa ra hướng dẫn giảm thiểu chất này [5].
Độc tính của acrylamide được chứng minh trên nhiều phương diện khoa học. Nghiên cứu thực nghiệm trên loài gặm nhấm cho thấy khi nạp acrylamide ở liều lượng cực cao, chất này gây ung thư và gây hại nghiêm trọng cho hệ sinh sản của giống đực [1]. Chất này còn được báo cáo là có độc tính di truyền (genotoxicity), độc tính thần kinh và khả năng sinh ung thư [4]. Các nghiên cứu dịch tễ học cũng chỉ ra mối liên hệ chặt chẽ giữa sự tích tụ acrylamide trong cơ thể với việc gia tăng nguy cơ mắc bệnh ung thư [3]. Không chỉ có acrylamide, quá trình xử lý nhiệt độ cao còn tạo ra hydroxymethylfurfural (HMF) và furan – một chất thuộc nhóm 2B có nguy cơ gây ung thư [4], [3].
Bằng chứng nghiên cứu: Yếu tố thúc đẩy và giảm thiểu
Quá trình hình thành acrylamide chịu sự chi phối của rất nhiều biến số công nghệ và nguyên liệu. Việc kiểm soát các yếu tố này đã được ghi nhận qua nhiều công trình nghiên cứu chuyên sâu:
Một nghiên cứu mô phỏng máy tính công bố năm 2020 đã khảo sát phương pháp chiên theo từng bước nhiệt độ (TSFA) trên thanh khoai tây [5]. Bằng mô hình truyền nhiệt và khối lượng kết hợp động học phản ứng, các tác giả nhận thấy phương pháp chiên hạ dần nhiệt độ giúp tăng hàm lượng nước, giảm nhiệt độ bề mặt và hạ đáng kể lượng độc chất [5]. Cụ thể, hàm lượng acrylamide trong thanh khoai tây chiên theo phương pháp TSFA đã giảm xuống chỉ còn 57% so với thanh khoai chiên theo cách thông thường [5].
Năm 2021, một tổng quan nghiên cứu về công nghệ chiên mới trên thực phẩm chứa tinh bột chỉ ra rằng nồng độ acrylamide trong khoai tây chiên lát chủ yếu do hàm lượng đường khử quyết định, thay vì nồng độ asparagine [4]. Các yếu tố ảnh hưởng gồm thành phần nguyên liệu (asparagine, glucose, nước), điều kiện chiên (nhiệt độ, thời gian, độ pH) [4]. Đáng chú ý, công nghệ chiên chân không giúp giảm rõ rệt acrylamide nhờ nhiệt độ chiên thấp hơn và lượng oxy tối thiểu hạn chế oxy hóa chất béo [4]. Nghiên cứu dẫn chứng việc chiên chân không giúp hàm lượng acrylamide giảm tới 94% so với chiên ngập dầu truyền thống [4].
Trước đó, một nghiên cứu năm 2006 về khía cạnh kỹ thuật trên sản phẩm khoai tây chiên ghi nhận việc kết hợp phủ màng bề mặt và làm khô sơ bộ thanh khoai giúp giảm tới 75% acrylamide mà vẫn giữ được màu vàng giòn [6]. Thêm vào đó, việc bổ sung nhũ tương nước/dầu chứa glutamine ở pha nước cũng tác động lên phản ứng Maillard, làm giảm acrylamide sinh ra ở cùng mức độ vàng nâu [6].
Năm 2015, nghiên cứu thử nghiệm dịch chiết bã nho muscadine cho thấy các hợp chất polyphenol làm giảm lượng acrylamide hơn 90% ở nồng độ 100 microgram/ml trong mô hình hóa học [7]. Khi áp dụng trên mô hình khoai tây chiên lát, dịch chiết polyphenol ở nồng độ 0,1% giúp giảm 60,3% acrylamide [7]. Tuy nhiên, chất này không thể hiện tác dụng giảm độc chất trong hệ thống sinh lý mô phỏng [7].
Năm 2018, giải pháp sử dụng enzyme L-asparaginase từ vi khuẩn Bacillus aryabhattai cố định trên hạt nano từ tính đã được thử nghiệm [8]. Enzyme này tăng độ bền nhiệt hơn 3 lần so với dạng tự do và giữ được 90% hoạt tính sau 5 chu kỳ [8]. Kết quả xử lý trước asparagine trong mô hình tinh bột - asparagine đã giảm hơn 90% lượng acrylamide hình thành chỉ trong vòng 30 phút [8].
Dù vậy, giới khoa học thừa nhận hiện nay thế giới vẫn còn thiếu công nghệ để sản xuất ra các món ăn chế biến nhiệt từ tinh bột - protein - chất béo hoàn toàn không chứa acrylamide [3]. Các phương pháp giảm thiểu bằng enzyme đắt đỏ hay chiên chân không hiện chỉ khả thi ở quy mô công nghiệp mà chưa phổ biến trong gian bếp gia đình [4], [8].
Những hiểu lầm tai hại khi chế biến đồ chiên nướng
Nhiều người nội trợ cho rằng miếng khoai tây hay lát bánh mì phải chiên hoặc nướng cho thật vàng sậm, thậm chí cháy cạnh thì mới thơm và an toàn vì đã chín kỹ. Đây là quan niệm hoàn toàn sai lầm. Màu nâu càng sậm và lớp vỏ càng dày chính là dấu hiệu của phản ứng Maillard diễn ra quá mức, khiến hàm lượng acrylamide ở lớp vỏ đạt mức cao nhất [1], [5].
Một hiểu lầm khác là nghĩ rằng chỉ có thực phẩm công nghiệp đóng gói mới sinh độc chất. Thực tế, bất kỳ món ăn giàu tinh bột nào như khoai lang, khoai tây, bánh bột mì tự làm tại nhà khi chiên, nướng hay rang ở nhiệt độ cao đều có nguy cơ sinh ra acrylamide [1], [3]. Nếu rán đi rán lại nhiều lần ở nhiệt độ cao vượt mức kiểm soát, lượng độc chất sinh ra trong món ăn nhà làm cũng không hề thua kém đồ ăn nhanh [3].
Nhóm đối tượng cần đặc biệt thận trọng
Mọi người tiêu dùng đều nên hạn chế nạp độc chất tích lũy, nhưng có những nhóm đối tượng cần cảnh giác cao độ hơn với acrylamide:
Trẻ nhỏ và thanh thiếu niên là nhóm tiêu thụ lượng lớn đồ ăn nhanh như gà rán tẩm bột, khoai tây chiên, snack que [3]. Do trọng lượng cơ thể nhẹ, nồng độ tích tụ acrylamide trên mỗi kg thể trọng ở trẻ em thường cao hơn người lớn, dễ gây ảnh hưởng tiêu cực lâu dài đến thần kinh và tế bào [1], [4].
Những người có thói quen ăn đồ chiên rán liên tục hoặc làm việc trong môi trường tiếp xúc hóa chất cần cắt giảm tối đa. Do acrylamide có khả năng gây độc tính sinh sản ở giống đực và độc tính di truyền theo các thử nghiệm tiền lâm sàng, nam giới trong độ tuổi sinh sản và các cặp đôi đang chuẩn bị có con cũng nên chủ động hạn chế tiêu thụ nhóm thực phẩm nướng cháy vàng sậm [1], [4].
Bí quyết giảm thiểu acrylamide khi nấu ăn tại nhà
Dù khó loại bỏ 100% độc chất, người nấu hoàn toàn có thể chủ động cắt giảm acrylamide bằng cách điều chỉnh thói quen vào bếp mỗi ngày dựa trên các phát hiện khoa học:
Thứ nhất, kiểm soát nhiệt độ và thời gian đun nấu. Giảm nhiệt độ nướng hoặc chiên trong giai đoạn cuối của quá trình chế biến sẽ giúp giảm đáng kể lượng acrylamide hình thành [5]. Ưu tiên phương pháp nướng ở nhiệt độ thấp trong thời gian dài hơn thay vì nung nhiệt quá cao [5]. Hạn chế đun nấu để dầu sôi bốc khói hay để thực phẩm chuyển sang màu nâu sẫm [1], [5].
Thứ hai, sơ chế nguyên liệu để loại bớt tiền chất. Vì đường khử là yếu tố chính quyết định lượng acrylamide tạo thành [4], bạn nên ngâm khoai tây thái lát vào nước trước khi chiên nhằm rửa trôi bớt lượng đường tự do và tinh bột bám trên bề mặt. Làm khô sơ bộ lát khoai trước khi chiên cũng là giải pháp kỹ thuật đã được chứng minh hiệu quả giảm độc chất [6].
Thứ ba, điều chỉnh mục tiêu cảm quan món ăn. Khi nướng bánh mì hoặc chiên khoai tây, chỉ nên dừng lại ở mức vàng nhạt (vàng rơm), tuyệt đối không ăn các phần bị cháy đen hay nâu sậm [5]. Song song đó, nên đa dạng hóa cách nấu nướng bằng phương pháp hấp, luộc thay vì phụ thuộc hoàn toàn vào chiên ngập dầu.
Món chiên nướng giàu tinh bột mang lại hương vị thơm ngon khó cưỡng nhưng tiềm ẩn nguy cơ từ phản ứng hóa học tự nhiên ở nhiệt độ cao. Hiểu rõ cơ chế hình thành acrylamide giúp bạn có cách chế biến thông minh: giữ lửa vừa phải, không chiên quá giòn sậm và duy trì chế độ dinh dưỡng tươi sống cân bằng để bảo vệ sức khỏe cho cả gia đình.
