Bốc khói đen trên chảo dầu: Thói quen tiết kiệm tai hại

Trong gian bếp của nhiều gia đình Việt, hình ảnh chảo dầu sôi sùng sục, bốc khói nghi ngút rồi chuyển sang vệt khói đen không hề hiếm gặp. Nhiều người nội trợ vì tiếc lượng dầu chiên còn thừa, hoặc do lỡ để lửa quá to khiến dầu cháy khét, thường chọn giải pháp vớt sạch các mẩu cặn cháy đen rồi tiếp tục dùng để xào nấu. Thậm chí, không ít người tin rằng việc lọc qua rây hoặc lắng cặn là đã có thể loại bỏ hoàn toàn các chất độc hại để tái sử dụng một cách an toàn.

Tuy nhiên, câu trả lời dứt khoát từ các bằng chứng khoa học là: bạn nên đổ bỏ ngay lập tức phần dầu đã bốc khói đen, tuyệt đối không vớt cặn để dùng tiếp.

Khi dầu ăn bị đun đến mức bốc khói đen, toàn bộ cấu trúc hóa học của chất béo đã bị bẻ gãy và phân hủy nhiệt nghiêm trọng. Việc vớt cặn chỉ giải quyết được phần tạp chất thô nhìn thấy bằng mắt thường, nhưng hoàn toàn bất lực trước hàng loạt hợp chất độc hại vô hình đã hòa tan vào dầu và bốc hơi lên không khí. Nguy hiểm hàng đầu trong số đó chính là acrolein, một chất kích ứng cực mạnh đối với niêm mạc mắt, mũi, đường hô hấp và tiềm ẩn nhiều hệ lụy cho tim mạch [1].

Triacylglycerol biến chất thành acrolein độc hại như thế nào?

Thành phần cơ bản cấu tạo nên dầu thực vật và mỡ động vật là các phân tử triacylglycerol (chất béo trung tính). Dưới tác động của nhiệt độ cao vượt quá điểm bốc khói, các phân tử này nhanh chóng bị thủy phân và oxy hóa. Nghiên cứu tổng quan chỉ ra rằng acrolein (tên hóa học là 2-propenal) được giải phóng trong quá trình đun nóng thức ăn thông qua phản ứng nhiệt khử nước của glycerol, phản ứng cắt retro-aldol của carbohydrate bị mất nước, quá trình peroxy hóa lipid của các axit béo không bão hòa đa, cũng như sự phân hủy Strecker của methionine và threonine [2].

Acrolein là một aldehyde không bão hòa dạng alpha, beta vô cùng hoạt tính [1], [3]. Chất này không chỉ xuất hiện trong khói xe hay khói thuốc lá, mà hơi bốc ra từ dầu ăn bị quá nhiệt chính là một nguồn phơi nhiễm sinh hoạt thường nhật của con người [4], [3]. Do có cấu trúc hóa học kém bền và dễ phản ứng, acrolein sẵn sàng tấn công các thành phần sinh học ngay khi tiếp xúc [1], [2].

Cơ quan Bảo vệ Môi trường Mỹ đã xếp acrolein vào nhóm chất độc hại ưu tiên cao trong không khí và nước [1]. Tại Mỹ, tổng lượng phát thải acrolein từ mọi nguồn ước tính lên tới 62.660 tấn mỗi năm [1]. Khi dầu ăn bốc khói đen, nồng độ acrolein thoát ra không khí và ngấm ngược vào thực phẩm tăng vọt, biến món ăn thơm ngon thành nguồn chứa chất độc.

Hơi dầu bốc khói: Kích ứng đường hô hấp và nguy cơ hen suyễn

Bất kỳ ai từng đứng bếp khi dầu bị cháy đều trải qua cảm giác cay xè mắt, nghẹt mũi, ngứa rát cổ họng và ho sặc sụa. Tác nhân chính gây ra cảm giác khó chịu này chính là acrolein lan tỏa trong hơi dầu nấu nướng [4], [5]. Acrolein là một chất gây kích ứng đường thở rất mạnh, có thể gây viêm phổi và làm tăng tính phản ứng quá mức của đường thở ở động vật thí nghiệm [5].

Để làm rõ cơ chế gây dị ứng và viêm đường thở, một nghiên cứu thực nghiệm năm 2014 đã sử dụng dòng tế bào mast RBL-2H3 [5]. Kết quả cho thấy khi tiếp xúc với acrolein ở nồng độ chỉ 1 ppm, các tế bào mast đã bị kích hoạt quá trình thoái hóa bọng (degranulation) và thúc đẩy sản sinh các gốc oxy hóa phản ứng (ROS) [5]. Quá trình giải phóng các chất trung gian từ bọng tế bào mast chính là khởi nguồn của các phản ứng dị ứng và viêm giống như cơn hen phế quản [5].

Đáng chú ý, khi nồng độ acrolein tăng cao trên 100 ppm, các tế bào mast xuất hiện những dấu hiệu ngộ độc tế bào nghiêm trọng [5]. Nghiên cứu cũng ghi nhận việc can thiệp các chất chống oxy hóa giúp làm giảm đáng kể cả sự tích tụ gốc oxy hóa lẫn phản ứng thoái hóa bọng [5]. Điều này chứng minh khói dầu chứa acrolein trực tiếp kích thích đường thở, khiến người hít phải dễ bùng phát viêm xoang, viêm mũi dị ứng và các đợt co thắt phế quản cấp tính.

Độc tính tế bào phổi và tổn thương DNA khó phục hồi

Không chỉ dừng lại ở kích ứng bề mặt niêm mạc, acrolein khi xâm nhập vào các phế nang sâu trong phổi còn gây tổn hại tế bào trên diện rộng. Hơi dầu ăn quá nhiệt là nguồn đưa acrolein trực tiếp vào đường hô hấp của người nấu nướng [3], [6], [7].

Nghiên cứu công bố năm 2009 trên dòng tế bào biểu mô phổi người A549 đã phân tích chi tiết con đường chết tế bào do acrolein gây ra [3]. Ở liều thấp dưới 15 micromol/L trong 30 phút, tế bào biểu hiện phản ứng sống sót thích ứng thông qua hoạt hóa yếu tố AKT và protein chống chết rụng cIAP1/2 [3]. Tuy nhiên, khi nồng độ acrolein đạt từ 10 đến 50 micromol/L trong 30-60 phút, lượng gốc oxy hóa tự do tăng mạnh, gây tăng phân cực màng ty thể và kích hoạt hàng loạt enzyme phá hủy như caspase-9, caspase-3, caspase-7 và caspase-6 [3]. Sự gia tăng gốc oxy hóa này trực tiếp đẩy tế bào phổi vào con đường tự sát theo chương trình thông qua ty thể [3].

Một nghiên cứu khác năm 2010 trên cùng loại tế bào phổi A549 tiếp tục phát hiện acrolein kích hoạt con đường thụ thể tử vong thông qua phối tử FasL và protein thích ứng FADD [7]. Trong khoảng nồng độ 0-50 micromol/L, acrolein chủ yếu gây chết rụng tế bào (apoptosis) với tỷ lệ hoại tử thấp, chỉ khoảng 5% [7]. Quá trình này được khởi xướng bởi protein ức chế khối u p53 và sự gia tăng chất điều hòa PUMA [7].

Đặc biệt nghiêm trọng, nghiên cứu năm 2019 về phản ứng của các gen tổn thương DNA trong tế bào ung thư biểu mô tuyến phổi A549 đã chứng minh rằng acrolein liên kết tạo thành các phức hợp (adduct) với DNA và protein, khiến tế bào dễ bị biến đổi ác tính [6]. Khi xử lý tế bào ở nồng độ IC50, dù các gen sửa chữa DNA phản ứng rất mạnh mẽ nhưng cuối cùng vẫn không thể cứu được tế bào khỏi sự chết rụng [6]. Ngay cả khi các tế bào được chuyển sang môi trường nuôi cấy mới hoàn toàn không còn acrolein, chúng vẫn không thể tăng sinh bình thường [6]. Các nhà khoa học kết luận rằng phơi nhiễm acrolein để lại những tổn thương DNA lâu dài, vượt qua khả năng tự sửa chữa của bộ máy di truyền [6].

Mối nguy đối với hệ tim mạch và huyết áp

Nhiều người lầm tưởng khói dầu chỉ ảnh hưởng đến phổi, nhưng các nghiên cứu chuyên sâu đã khẳng định acrolein gây độc toàn thân sau khi hít phải hoặc hấp thu qua đường tiêu hóa [1]. Các mô tim mạch là đối tượng đặc biệt nhạy cảm với độc tính của hợp chất này [1].

Theo tổng quan năm 2017, acrolein gây stress oxy hóa tại tim, làm suy giảm quá trình phosphoryl hóa enzyme sinh nitric oxide nội mô (eNOS), dẫn đến sụt giảm tổng hợp nitric oxide và gây co thắt mạch máu [1]. Ngoài ra, acrolein liên kết với các protein trong tế bào chất và nhân của tế bào cơ tim và tế bào nội mô mạch máu [1]. Tình trạng phơi nhiễm mạn tính với acrolein có thể dẫn đến rối loạn chức năng tế bào cơ tim, hoại tử, chết tế bào và tiến triển thành bệnh cơ tim hoặc suy tim [1].

Tác động làm tăng huyết áp của acrolein cũng đã được chứng minh cụ thể trên động vật thực nghiệm trong nghiên cứu năm 2016 [4]. Các nhà khoa học đã chia chuột đực thành 3 nhóm: nhóm đối chứng tiêm nước muối sinh lý, nhóm A-1 tiêm acrolein liều 2 mg/kg trong 1 ngày, và nhóm A-3 tiêm cùng liều trong 3 ngày [4]. Kết quả cho thấy nồng độ hormone aldosterone huyết thanh ở nhóm A-3 tăng gấp 1,2 lần (p < 0,05) so với nhóm đối chứng [4].

Lượng aldosterone tiết ra từ các tế bào vùng cầu (zona glomerulosa) vỏ thượng thận chuột ở nhóm A-3 cũng gia tăng rõ rệt [4]. Acrolein làm tăng hoạt tính enzyme P450scc (bước giới hạn tốc độ tổng hợp aldosterone) và làm tăng nồng độ angiotensin II trong huyết tương ở cả hai nhóm A-1 và A-3 [4]. Do aldosterone và angiotensin II là hai hormone điều hòa thể tích dịch và co mạch, sự gia tăng của chúng giải thích cơ chế mà khói chứa acrolein góp phần thúc đẩy bệnh tăng huyết áp [4].

Giới hạn phòng vệ của cơ thể và những hiểu lầm phổ biến

Cơ thể con người có các cơ chế nội sinh để giải độc acrolein. Trong điều kiện sinh lý bình thường, acrolein được chuyển hóa bằng cách liên hợp với glutathione (GSH) và sau đó đào thải qua nước tiểu dưới dạng các chất chuyển hóa axit mercapturic [2]. Nghiên cứu năm 2014 trên tế bào biểu mô phế quản người đã ghi nhận hiện tượng đáp ứng thích ứng (hormesis): ở liều thấp (3 micromol/L), acrolein kích hoạt con đường Nrf2 giúp tăng nồng độ GSH để tự bảo vệ, không gây độc tế bào [8].

Tuy nhiên, khả năng này chỉ có hạn. Khi nồng độ acrolein đạt từ 10 micromol/L trở lên, lượng GSH bảo vệ của tế bào bị quá tải hoàn toàn, không còn khả năng trung hòa acrolein, dẫn đến độc tính tế bào không thể đảo ngược [8]. Do đó, quan niệm cho rằng cơ thể tự đào thải hết độc tố từ dầu cháy khét là hoàn toàn sai lầm.

Một hiểu lầm phổ biến khác là việc dùng giấy thấm dầu, vải lọc hoặc màng lọc mịn có thể loại bỏ chất độc trong dầu bốc khói đen. Thực tế, màng lọc chỉ giữ lại các hạt carbon thô của thực phẩm cháy vụn. Acrolein và các gốc tự do peroxy hóa là những phân tử hòa tan trong pha lỏng của dầu [2]. Bên cạnh đó, acrolein rất dễ phản ứng với các nucleophile sinh học như guanine trong DNA hoặc các axit amin cysteine, lysine, histidine và arginine trong các protein trọng yếu [2]. Khi các đại phân tử này bị gắn gốc acrolein, chức năng sinh học sẽ bị phá vỡ, dẫn tới đột biến gen và biến đổi quá trình phiên mã [2].

Các nghiên cứu hiện tại về độc tính của acrolein chủ yếu được thực hiện trên mô hình tế bào nuôi cấy trong ống nghiệm và động vật thí nghiệm [4], [1], [3], [5]. Mặc dù các dữ liệu này cung cấp bằng chứng rõ ràng về cơ chế sinh học, các nghiên cứu dịch tễ học trên quy mô cộng đồng về phơi nhiễm acrolein từ khói bếp vẫn đang được kêu gọi mở rộng thêm để định lượng chính xác rủi ro lâu dài ở người [1]. Dẫu vậy, việc dừng ngay thói quen hít phải và ăn dầu cháy là khuyến cáo phòng ngừa hoàn toàn có cơ sở khoa học vững chắc.

Ai nên đặc biệt thận trọng với khói dầu và dầu chiên lại?

Bất kỳ ai cũng có thể bị ảnh hưởng tiêu cực bởi acrolein, nhưng một số nhóm đối tượng sau đây cần tuyệt đối tránh xa khói dầu và thực phẩm chế biến từ dầu cháy:

  • Người mắc bệnh hen suyễn, viêm phế quản co thắt hoặc viêm mũi dị ứng: Acrolein kích hoạt tế bào mast giải phóng histamin và các chất gây viêm ngay từ nồng độ rất thấp (1 ppm), có thể kích hoạt cơn khó thở kịch phát [5].
  • Người có tiền sử bệnh tim mạch và tăng huyết áp: Khả năng gây co mạch, làm suy giảm nitric oxide nội mô và kích thích trục hormone angiotensin II - aldosterone khiến acrolein trở thành mối nguy lớn làm tăng huyết áp và tổn thương cơ tim [4], [1].
  • Người thường xuyên làm việc trong bếp ăn thương mại, đầu bếp, người bán hàng ăn đường phố: Tần suất tiếp xúc hàng ngày với hơi dầu nóng tích tụ lượng lớn chất độc theo thời gian nếu không có biện pháp bảo hộ [4], [1].
  • Người lớn tuổi hoặc người có các bệnh mạn tính: Khả năng dự trữ chất chống oxy hóa glutathione nội sinh thường suy giảm, khiến hệ thống phòng vệ tế bào dễ bị quá tải trước độc tính của aldehyde [8].

Hướng dẫn sử dụng dầu ăn an toàn trong gian bếp

Để bảo vệ sức khỏe cho cả gia đình, người nội trợ nên áp dụng các nguyên tắc chế biến an toàn sau:

  • Đổ bỏ ngay khi dầu bốc khói: Nếu chảo dầu xuất hiện làn khói mỏng chuyển dần sang màu sẫm kèm mùi cay khét, hãy tắt bếp và đổ bỏ toàn bộ lượng dầu này sau khi nguội. Không cố gạn lọc, không vớt cặn cháy để xào nấu tiếp.
  • Kiểm soát nhiệt độ khi chiên rán: Không để chảo dầu trên bếp quá lâu trước khi cho thực phẩm vào. Sử dụng mức lửa vừa phải để tránh làm dầu vượt quá điểm bốc khói, ngăn chặn phản ứng phân hủy glycerol thành acrolein [2].
  • Không tái sử dụng dầu chiên nhiều lần: Mỗi lần đun nóng lặp lại, lượng axit béo không bão hòa đa tiếp tục bị oxy hóa và peroxy hóa, tạo điều kiện sản sinh thêm acrolein và các gốc tự do nguy hại [1], [2]. Dầu thừa sau các món chiên ngập dầu nên được thu gom xử lý đúng cách, không tích trữ để dùng lại.
  • Luôn mở máy hút mùi hoặc thông gió: Khi chiên xào, luôn bật quạt hút hoặc mở cửa sổ thông thoáng để giảm thiểu nồng độ acrolein và các hạt khói lơ lửng trong không khí gian bếp [4], [1].
  • Kết hợp chế độ ăn giàu chất chống oxy hóa: Bổ sung nhiều rau củ, trái cây tươi giàu vitamin và dưỡng chất giúp nâng cao khả năng chống oxy hóa tự nhiên của cơ thể, hỗ trợ các hệ enzyme giải độc nội sinh [5], [8].

Khi cơ thể có dấu hiệu ho dai dẳng, khó thở khi tiếp xúc khói bếp hoặc có các vấn đề về tim mạch, huyết áp, người bệnh nên chủ động thăm khám tại các cơ sở y tế để được bác sĩ chuyên khoa chẩn đoán và tư vấn điều trị phù hợp, không tự ý dùng các phương pháp giải độc truyền miệng.

Một chút dầu ăn tiết kiệm không đáng để đánh đổi bằng sức khỏe của phổi và trái tim. Hiểu rõ sự biến chất nguy hại của chất béo ở nhiệt độ cao sẽ giúp mỗi người nội trợ chủ động loại bỏ thói quen dùng dầu cháy khét, giữ cho gian bếp luôn là nơi cung cấp những bữa ăn thực sự an lành và bổ dưỡng.