Đồ nướng than hoa sinh ra hợp chất gây ung thư gì và cách giảm thiểu?

Mùi thịt nướng xèo xèo trên bếp than hoa luôn mang lại sức hấp dẫn khó cưỡng trong các buổi liên hoan gia đình hay tụ tập bạn bè cuối tuần. Tuy nhiên, đằng sau lớp vỏ cháy cạnh thơm nức mũi ấy là sự xuất hiện của các chất độc sinh ra từ phản ứng nhiệt độ cao. Nhiều người tiêu dùng thường thắc mắc liệu việc ăn thịt nướng than hoa thường xuyên có thực sự làm tăng nguy cơ mắc bệnh nan y hay không.

Câu trả lời ngắn gọn là việc nướng thịt bằng than hoa ở nhiệt độ cao sinh ra hai nhóm hợp chất gây đột biến gen và có khả năng gây ung thư hàng đầu: amin dị vòng (HCA/HA) và hydrocacbon thơm đa vòng (PAH) ^[1], ^[2]. Mức độ phơi nhiễm hai chất độc này hoàn toàn có thể giảm bớt nếu người nấu hiểu rõ cơ chế hình thành để thay đổi cách chọn nguyên liệu và kỹ thuật chế biến ^[1], ^[2].

Amin dị vòng hình thành trên bề mặt thịt như thế nào?

Amin dị vòng (HCA) là nhóm hợp chất đột biến sinh ra ngay trên bề mặt các loại thực phẩm giàu protein như thịt đỏ, thịt gia cầm và cá khi tiếp xúc với nhiệt độ cao trực tiếp ^[1], ^[3], ^[2]. Chúng không tồn tại sẵn trong thớ thịt tươi sống mà là hệ quả của các biến đổi hóa học trong quá trình gia nhiệt ^[3], ^[2].

Cơ chế tạo thành phần lớn HCA diễn ra thông qua phản ứng Maillard kinh điển giữa creatine (hợp chất tự nhiên có trong cơ bắp động vật), các axit amin tự do và đường đơn (monosaccharide) ^[3]. Lượng HCA sinh ra nhiều hay ít phụ thuộc chặt chẽ vào các thông số vật lý như nhiệt độ nướng, thời gian nướng thực tế, kỹ thuật và thiết bị nấu nướng, sự truyền nhiệt cùng lượng tiền chất ban đầu có trong miếng thịt ^[3]. Khi thịt được nướng kỹ hoặc rán, hàm lượng HCA có thể phát hiện ở mức nồng độ ppb (phần tỷ) ^[3].

Một nghiên cứu phân tích thịt bò nướng chín kỹ ghi nhận sự hiện diện của hàng loạt phân tử HCA khác nhau với nồng độ cụ thể trên 100 gram thịt: IQ đạt 200,6 ng; MeIQx đạt 719,8 ng; MeIQ đạt 532,9 ng; 4,8-diMeIQx đạt 755,4 ng; norharmane đạt 507,0 ng; harmane đạt 1952,6 ng; Phe-P 1 đạt 263,7 ng; Trp-P 2 đạt 559,2 ng; PhIP đạt 1179,8 ng và AalphaC đạt 51,7 ng ^[4]. Các phân tử HCA này tồn tại ở cả dạng tự do lẫn dạng liên kết hóa học hoặc hóa lý với cấu trúc protein thịt ^[4]. Trong mô hình tiêu hóa in vitro mô phỏng đường ruột người, các enzyme tiêu hóa (đặc biệt là men phân giải protein) đã cắt các liên kết này, làm tăng đáng kể lượng HCA tự do được giải phóng ra ngoài ^[4]. Ngoài ra, trong các mẫu thịt ức gà nướng thí nghiệm, mức HCA đo được thậm chí vượt mốc 300 ng/g ^[2].

Hydrocacbon thơm đa vòng bốc lên từ khói than

Khác với HCA hình thành chủ yếu từ cơ bắp thịt, hydrocacbon thơm đa vòng (PAH) phát sinh phần lớn do khói từ sự nhiệt phân (pyrolysis) và nhiệt tổng hợp (pyrosynthesis) không hoàn toàn ^[1], ^[5]. Khi nướng than hoa trực tiếp, mỡ và nước từ miếng thịt chảy xuống bề mặt than hồng đang cháy ^[1]. Quá trình đốt cháy chất béo rơi rớt này tạo ra khói mang theo lượng lớn PAH bốc ngược lên, bám chặt vào bề mặt thực phẩm ^[1].

Dưới nhiệt độ cao, các thành phần hữu cơ bị phân mảnh tạo thành các gốc tự do rồi tổng hợp nên phân tử PAH ^[5]. Không chỉ mỡ, PAH còn có thể tạo thành từ sự nhiệt phân của cholesterol, phytosterol thực vật và các axit béo ^[5]. Các thử nghiệm mô hình đã chứng minh việc bổ sung các metyl este của axit béo làm tăng đáng kể nồng độ PAH ^[5]. Sự kết hợp giữa các axit amin và đường cũng ảnh hưởng đến lượng PAH: xúc xích chứa nhiều axit amin kiềm (L-lysine, L-arginine) sinh nhiều PAH hơn nhóm chứa axit amin axit (L-glutamic, L-aspartate), đường D-glucose kích thích tạo PAH nhiều hơn D-fructose, trong khi axit amin thơm lại tạo ra ít PAH hơn ^[5].

Tại châu Âu, cơ quan quản lý đã đặt ra các giới hạn nồng độ cho phép đối với PAH trong thực phẩm qua nhiều năm, trong đó benzo(a)pyrene (BaP) được Ủy ban Khoa học về Thực phẩm châu Âu (SFC) chọn làm chất chỉ thị chính cho sự hiện diện và hoạt tính gây ung thư của nhóm PAH từ năm 2006 ^[5]. Phân tích thực nghiệm cho thấy việc nướng lửa trực tiếp tạo ra cả PAH lẫn HCA ^[2]. Trong khi thực phẩm thương mại hoặc nhà hàng có mức HCA dao động từ 0,1 đến 14 ng/g và PAH đạt khoảng 1 ng/g trong hương liệu khói lỏng, thì các mẫu thịt nướng phòng thí nghiệm ghi nhận mức PAH lên tới 38 ng/g trong bánh burger nướng rán ^[2].

Bằng chứng khoa học về nguy cơ ung thư

Các nghiên cứu dịch tễ học đã theo dõi sát sao thói quen ăn đồ nướng kỹ và mối liên hệ với các loại ung thư biểu mô trên người. Năm 2007, một nghiên cứu bệnh - chứng trên 1.508 bệnh nhân ung thư vú và 1.556 người đối chứng tại Long Island (New York, Mỹ) đã đánh giá mức tiêu thụ thịt nướng suốt đời ^[6]. Kết quả chỉ ra nguy cơ ung thư vú tăng vừa phải ở nhóm phụ nữ sau mãn kinh ăn nhiều thịt nướng hoặc hun khói nhất trong suốt cuộc đời, với tỷ số chênh đã hiệu chỉnh OR = 1,47 (khoảng tin cậy 95% CI: 1,12 - 1,92) khi so sánh giữa nhóm ăn nhiều nhất với nhóm ăn ít nhất ^[6]. Đáng chú ý, ở những phụ nữ sau mãn kinh ăn ít rau củ và trái cây nhưng lại ăn nhiều thịt nướng than/hun khói suốt đời, chỉ số OR vọt lên mức 1,74 (CI: 1,20 - 2,50) ^[6]. Nguy cơ liên quan đến chất benzo(a)pyrene cũng được ghi nhận ở nhóm phụ nữ sau mãn kinh có thụ thể khối u dương tính với cả estrogen và progesterone (OR = 1,47; CI: 0,99 - 2,19) ^[6].

Năm 2002, một nghiên cứu bệnh - chứng khác khảo sát 193 bệnh nhân ung thư tụy ngoại tiết và 674 người đối chứng bằng cách đo lường lượng thịt và độ chín bề mặt qua ảnh chụp chuẩn hóa ^[7]. Các nhà khoa học kết luận ăn thịt đỏ nướng BBQ là một yếu tố nguy cơ độc lập đối với ung thư tụy ^[7]. Sau khi hiệu chỉnh các yếu tố như tuổi, giới tính, hút thuốc, đái tháo đường, nhóm tiêu thụ thịt nướng BBQ ở mức cao nhất (nhóm 5) có nguy cơ mắc ung thư tụy cao gấp 2,19 lần so với nhóm tham chiếu (OR = 2,19; 95% CI: 1,4 - 3,4) ^[7]. Nguy cơ này không đổi ngay cả khi điều chỉnh thêm tổng năng lượng, lượng mỡ nạp vào hay lượng rau quả ăn kèm ^[7].

Tuy vậy, bằng chứng dịch tễ cũng có những ranh giới nhất định. Một nghiên cứu bệnh - chứng năm 1994 gồm 511 bệnh nhân ung thư đại trực tràng và 500 người đối chứng ghi nhận khoảng 16% người tham gia có thói quen ăn thịt bò nướng chín kỹ và 50% ăn thịt chín vừa ^[8]. Tuy nhiên, kết quả phân tích không tìm thấy mối liên quan có ý nghĩa thống kê giữa thói quen ăn thịt bò chín vừa hoặc chín kỹ với nguy cơ ung thư đại trực tràng ở cả nam và nữ ^[8]. Điều này cho thấy dữ liệu từ bảng hỏi có thể gặp thách thức trong việc phản ánh chính xác lượng HCA và PAH thực tế được hấp thụ vào cơ thể ^[8].

Điểm khác biệt giữa các loại than và loại thịt

Không phải mọi mẻ đồ nướng đều tích tụ lượng chất độc ngang nhau. Loại than đốt và nguyên liệu thịt mang tính quyết định rất lớn tới nồng độ độc chất sinh ra ^[1]. Một nghiên cứu năm 2012 thực hiện nướng thịt bò và cá hồi chín kỹ ở nhiệt độ 200 độ C bằng hai loại than: than củi thông thường và than gáo dừa ^[1].

Kết quả cho thấy cấu trúc hóa học của HCA và PAH ở cá hồi và thịt bò có sự khác biệt rõ rệt khi dùng cùng một loại chất đốt ^[1]. Nhìn chung, nồng độ HCA và PAH đo được trong mẫu cá hồi cao hơn so với mẫu thịt bò ^[1]. Đối với thịt bò, việc sử dụng than củi thông thường hay than gáo dừa không tạo ra sự khác biệt có ý nghĩa thống kê về hàm lượng hai chất độc ^[1]. Thế nhưng với cá hồi, mẫu nướng bằng than gáo dừa lại có lượng HCA và PAH thấp hơn đáng kể so với mẫu nướng bằng than củi thông thường ^[1].

Nghiên cứu trên cũng chỉ rõ rằng việc nướng liên tục trên cùng một mẻ than khiến mỡ liên tục nhỏ giọt và bốc cháy theo thời gian, trực tiếp làm gia tăng nồng độ HCA và PAH trên các mẻ thịt nướng sau ^[1]. Các nhà nghiên cứu cảnh báo người tiêu dùng cần đặc biệt cẩn trọng bởi chỉ trong một bữa ăn đồ nướng đơn lẻ, lượng HCA và PAH nạp vào cơ thể đã có thể ở mức rất cao ^[1].

Những hiểu lầm thường gặp khi ăn đồ nướng

Nhiều người lầm tưởng rằng chỉ cần cạo sạch lớp muội đen bên ngoài miếng thịt cháy là đã loại bỏ hoàn toàn nguy cơ độc hại. Dù việc cắt bỏ mảng cháy sém giúp loại bớt một phần lớn chất độc tích tụ bề mặt, nhưng các phân tử HCA và PAH vẫn có thể thâm nhập sâu hơn vào bên trong thớ thịt qua các giọt khói ngưng tụ hoặc đã hình thành tự do trong thịt khi nướng lâu ở nhiệt độ 200 độ C ^[1], ^[4].

Một hiểu lầm phổ biến khác là cá hoặc thịt nạc hoàn toàn không sinh ra PAH vì ít mỡ. Thực tế, nghiên cứu năm 2012 đã chứng minh cá hồi nướng chín kỹ thậm chí chứa hàm lượng HCA và PAH cao hơn cả thịt bò ^[1]. Các axit béo chưa bão hòa trong mỡ cá hoặc các axit amin và đường tự nhiên đều có thể trở thành tiền chất cho quá trình nhiệt phân sinh PAH và phản ứng Maillard sinh HCA ^[3], ^[5].

Bên cạnh đó, việc cho rằng chỉ nướng thịt bằng than hoa mới nguy hiểm còn rán áp chảo thì vô hại là chưa chính xác. Khảo sát phòng thí nghiệm cho thấy quá trình rán thịt vẫn chủ yếu sản sinh lượng lớn amin dị vòng HCA và vẫn có thể tạo ra PAH lên tới mức 38 ng/g đối với bánh burger rán ^[2]. Bất kỳ phương pháp gia nhiệt nào tạo nhiệt độ bề mặt cao trên cơ bắp động vật đều kích hoạt các chuỗi phản ứng này ^[1], ^[3], ^[2].

Nhóm đối tượng cần đặc biệt thận trọng

Mặc dù bất kỳ ai cũng nên hạn chế ăn đồ cháy khét, một số nhóm người cần cẩn trọng hơn đối với các món thịt nướng than hoa chín kỹ:

• Phụ nữ mãn kinh: Các bằng chứng dịch tễ ghi nhận nguy cơ gia tăng ung thư vú liên quan đến thói quen tích lũy thịt nướng và hun khói trong suốt cuộc đời, đặc biệt ở nhóm có chế độ ăn thiếu hụt rau xanh và hoa quả ^[6].
• Người có tiền sử gia đình mắc bệnh ung thư tiêu hóa: Những đối tượng có nguy cơ cao về ung thư tụy nên cân nhắc giảm tần suất ăn thịt đỏ nướng BBQ do mối liên hệ dịch tễ với bệnh lý ác tính này đã được ghi nhận ^[7].
• Người mắc bệnh mạn tính: Bệnh nhân đái tháo đường hoặc các bệnh chuyển hóa cần chú ý kiểm soát khẩu phần ăn uống tổng thể, tham khảo ý kiến bác sĩ chuyên khoa hoặc chuyên gia dinh dưỡng để xây dựng thực đơn an toàn, tránh để lượng mỡ cháy khét làm tăng gánh nặng oxy hóa nội sinh.

Cách thưởng thức đồ nướng than hoa an toàn hơn

Hiểu rõ các yếu tố vật lý và hóa học chi phối quá trình tạo chất độc giúp chúng ta kiểm soát tốt bữa ăn của mình ^[3], ^[2]:

• Kiểm soát nhiệt độ và hạn chế mỡ rơi: Tránh nướng trực tiếp trên ngọn lửa bùng phát lớn. Khi nướng cá hoặc thịt nhiều mỡ, việc dùng vỉ nướng có khay hứng mỡ hoặc chọn loại than gáo dừa có thể giúp giảm thiểu đáng kể lượng chất độc sinh ra so với than củi thông thường ^[1]. Không nên dùng một mẻ than cũ dính đầy dầu mỡ bị đốt cháy liên tục để nướng thức ăn kéo dài ^[1].
• Rút ngắn thời gian tiếp xúc nhiệt: Do HCA hình thành phụ thuộc vào thời gian và nhiệt độ nướng ^[3], bạn có thể làm chín sơ thực phẩm bằng lò vi sóng hoặc luộc sơ trước khi đặt lên than hoa để thịt nhanh chín và giảm bớt thời gian tiếp xúc với khói ^[3].
• Cắt bỏ phần thịt cháy sém: Luôn loại bỏ các rìa mép bị cháy đen trên miếng thịt trước khi ăn để hạn chế tối đa việc nuốt phải các mảng bám tích tụ đậm đặc chất gây đột biến ^[1], ^[4].
• Ăn kèm thật nhiều rau củ tươi: Dữ liệu nghiên cứu cho thấy nguy cơ ung thư tăng rõ rệt hơn ở nhóm ăn nhiều thịt nướng nhưng lại ăn ít rau quả ^[6]. Rau xanh cung cấp các chất chống oxy hóa tự nhiên và chất xơ, hỗ trợ cơ thể thanh lọc tốt hơn các gốc tự do sinh ra từ quá trình nướng thực phẩm ^[6], ^[5].

Đồ nướng than hoa là nét văn hóa ẩm thực hấp dẫn, nhưng việc lạm dụng thịt nướng chín kỹ thường xuyên tiềm ẩn các nguy cơ sức khỏe từ hợp chất HCA và PAH ^[1], ^[6], ^[7]. Người tiêu dùng không nhất thiết phải kiêng khem tuyệt đối, mà nên duy trì tần suất hợp lý, nướng đúng cách và luôn kết hợp đa dạng các nhóm rau củ quả trong mỗi bữa ăn.