Hải sản đông lạnh và nỗi lo hao hụt dưỡng chất
Nhiều gia đình hiện nay có thói quen mua hải sản tươi sống về sơ chế rồi cấp đông trong tủ lạnh để ăn dần qua nhiều tuần. Không ít người băn khoăn liệu miếng cá, con tôm sau thời gian dài nằm trong ngăn đá có còn giữ được hàm lượng protein và các axit béo omega-3 quý giá như ban đầu, hay đã bị biến đổi chất và hao hụt dinh dưỡng.
Thực tế, hải sản đông lạnh không bị mất đi toàn bộ chất dinh dưỡng, nhưng quá trình cấp đông và lưu trữ kéo dài chắc chắn gây ra hiện tượng biến tính protein và oxy hóa chất béo [1]. Dù vậy, nếu được cấp đông nhanh ở nhiệt độ cực thấp và rã đông đúng quy cách, các biến đổi này có thể được hạn chế ở mức tối thiểu, khiến ngay cả các chuyên gia cũng khó phân biệt được sản phẩm rã đông với hải sản tươi sống [1].
Mối lo lớn nhất đối với giá trị dinh dưỡng của cá biển đông lạnh không nằm ở việc vi khuẩn phân hủy, mà nằm ở sự hình thành của các tinh thể đá bên trong mô cơ thịt qua thời gian bảo quản [2]. Hiểu rõ bản chất của sự biến đổi này sẽ giúp người tiêu dùng lựa chọn, bảo quản và chế biến thực phẩm một cách an toàn, giữ trọn vẹn giá trị dinh dưỡng cho bữa cơm gia đình.
Điều gì xảy ra bên trong thớ thịt khi hải sản bị đông đá?
Khi hải sản hạ nhiệt độ xuống dưới điểm đóng băng, nước tinh khiết bên trong và ngoài tế bào sẽ chuyển thành các tinh thể đá [2]. Sự kết tinh này làm thay đổi lượng nước và sự phân bố độ ẩm trong các mô cơ của cá [1]. Khi các phân tử nước tinh khiết tách ra tạo thành đá, lượng nước chưa đóng băng còn lại sẽ bị cô đặc muối khoáng cục bộ [3].
Nồng độ muối gia tăng trong phần nước chưa đóng băng chính là một trong những nguyên nhân trực tiếp kích hoạt quá trình biến tính của các sợi cơ myofibril [3]. Khi cấu trúc sợi cơ này bị biến tính, thịt cá sẽ mất dần các liên kết hydro, liên kết kỵ nước, cầu nối disulfide và các tương tác ion giữa các phân tử [3]. Kết quả là độ hòa tan của protein giảm dần, làm cho cấu trúc mô cơ bị xơ cứng và giảm khả năng giữ nước tự nhiên [3].
Ngoài tác động vật lý của tinh thể đá, các thành phần nội bào bị rò rỉ ra khoang ngoại bào sau tổn thương màng tế bào cũng thúc đẩy phản ứng phân giải tự thân [1]. Điều này giải thích vì sao cá đông lạnh để lâu ngày khi nấu thường bị teo tóp, chảy nhiều nước, thịt bã và không còn độ dai ngọt tự nhiên như khi còn tươi sống [1].
Tinh thể đá và quá trình oxy hóa bào mòn protein ra sao?
Nhiều người lầm tưởng chất béo và chất đạm tồn tại độc lập, nhưng trong thịt cá, quá trình biến chất của hai thành phần này lại gắn chặt với nhau [4]. Dầu cá chứa tỷ lệ rất cao các axit béo không bão hòa đa như omega-3, khiến chúng dễ bị oxy hóa hơn nhiều so với mỡ của động vật có vú [1]. Quá trình oxy hóa lipid diễn ra qua ba giai đoạn gồm khởi đầu, lan truyền và kết thúc [4].
Phản ứng oxy hóa xảy ra khi oxy tương tác trực tiếp với các liên kết đôi của chuỗi axit béo chưa bão hòa trong thịt cá [4]. Các protein liên kết sắt trong cơ thịt như hemoglobin, myoglobin, ferritin, transferrin cùng nhiều ion kim loại khác có thể được giải phóng trong quá trình bảo quản, đóng vai trò chất xúc tác kích hoạt mạnh mẽ chuỗi oxy hóa này [4]. Quá trình phân hủy lipid tạo ra một loạt sản phẩm oxy hóa trung gian như malondialdehyde và các hợp chất aldehyde [1], [5].
Những sản phẩm phụ sinh ra từ lipid bị oxy hóa sẽ tương tác ngược lại với các phân tử protein, làm thay đổi cấu hình điện di và đẩy nhanh tốc độ biến tính protein [4], [5]. Mặt khác, sự biến đổi của protein cũng làm suy giảm hoạt tính chống oxy hóa nội sinh trong cơ thịt cá [3]. Vòng luẩn quẩn này khiến chất béo omega-3 bị suy hao dần, thịt cá phát sinh mùi ôi khét khó chịu, màu sắc biến đổi và giá trị dinh dưỡng sụt giảm nghiêm trọng [1], [4].
Bằng chứng khoa học: Nhiệt độ và thời gian bảo quản quyết định tất cả
Các nghiên cứu thực nghiệm đã làm sáng tỏ mức độ biến đổi chất đạm và chất béo phụ thuộc mật thiết vào tốc độ làm đông cũng như nhiệt độ của tủ trữ.
Một nghiên cứu công bố năm 2023 trên cá vược miệng lớn (Micropterus salmoides) đã so sánh các tốc độ đông lạnh gồm cấp đông ở -18 độ C, cấp đông ở -60 độ C và cấp đông ở -60 độ C kết hợp luồng khí cưỡng bức 2 m/s, sau đó bảo quản ở -18 độ C trong 30 và 90 ngày [6]. Hai nhóm khác được cấp đông ở -60 độ C rồi bảo quản tương ứng ở -40 độ C và -60 độ C [6]. Kết quả ghi nhận khả năng giữ nước của cơ thịt và chỉ số độ tươi TVBN bị chi phối chủ yếu bởi thời gian lưu trữ [6]. Nghiên cứu chỉ ra tốc độ làm đông nhanh hơn và nhiệt độ trữ đông thấp hơn giúp giảm đáng kể chỉ số tích lũy sản phẩm oxy hóa chất béo TBARS [6]. Phân tích khối phổ phát hiện 66 hợp chất bay hơi liên quan đến oxy hóa lipid, trong đó các mẫu cá được trữ ở -40 độ C và -60 độ C giữ được thành phần tương đối gần với cá tươi [6]. Nghiên cứu kết luận tốc độ đông lạnh và nhiệt độ bảo quản ảnh hưởng lớn đến quá trình oxy hóa lipid và biến tính protein, trong đó oxy hóa protein phụ thuộc nhiều vào tốc độ cấp đông ban đầu [6].
Trước đó, một nghiên cứu vào năm 2002 trên phi lê cá tuyết (Gadus morhua) bảo quản ở -10 độ C trong thời gian kéo dài tới 210 ngày nhằm tìm giải pháp hạn chế biến tính protein [7]. Các mẫu được bổ sung vitamin C (500 mg/kg), hỗn hợp vitamin C và E (250 mg/kg mỗi loại), chất bảo vệ lạnh cryoprotectant gồm 4% sucrose kết hợp 4% sorbitol, hoặc dạng phối hợp đối chứng với mẫu chuẩn lưu trữ ở -30 độ C [7]. Kết quả cho thấy các tinh thể đá hình thành và sản phẩm sinh ra từ oxy hóa chất béo là hai tác nhân chính gây biến tính protein ở cá nạc đông lạnh [7]. Tuy nhiên, việc sử dụng các chất chống oxy hóa và chất bảo vệ lạnh đã giảm thiểu rõ rệt tình trạng biến tính protein cũng như hiện tượng xơ cứng cấu trúc sợi cơ cá tuyết [7]. Ngay cả khi nồng độ formaldehyde nội sinh gia tăng trong quá trình đông lạnh, đặc tính chống oxy hóa của vitamin C vẫn giúp giảm độ dai cứng của thớ thịt so với nhóm đối chứng không xử lý [7].
Tổng quan nghiên cứu năm 2025 về surimi cũng chỉ ra rằng việc đông lạnh và trữ đông tuy cần thiết để ức chế vi sinh vật nhưng khó tránh khỏi suy giảm phẩm chất do tinh thể đá, biến tính đạm và oxy hóa dầu cá [2]. Các công nghệ hiện đại như cấp đông bằng nitơ lỏng, cấp đông ngâm tẩm có sóng siêu âm hỗ trợ, cấp đông từ trường hoặc cấp đông chuyển áp suất đang được áp dụng nhằm kiểm soát kích thước tinh thể đá và hạn chế phá hủy vi cấu trúc [2]. Bên cạnh đó, các nghiên cứu năm 2022 và 2023 nhấn mạnh vai trò của chất bảo vệ lạnh có nguồn gốc từ peptide kháng đông, chuỗi axit amin ưa nước và polysaccharide nhờ khả năng giữ nước, thu dọn gốc tự do và ức chế các aldehyde độc hại [5], [8].
Tại nghiên cứu năm 2018 trên cá hồi, các tác giả quan sát thấy việc làm đông siêu lạnh nhanh giúp hạn chế chênh lệch nồng độ muối giữa bề mặt và tâm miếng cá, giảm thiểu hiện tượng biến tính protein sợi cơ [3]. Tuy nhiên, sự mất mát của các nhóm sulfhydryl (SH) và việc hình thành liên kết disulfide (S-S) trong quá trình trữ đông kéo dài là nguyên nhân chính thúc đẩy protein kết tụ lại [3].
Điểm mạnh và giới hạn từ các nghiên cứu hiện tại
Các tài liệu khoa học hiện nay đã chứng minh rất rõ ràng cơ chế phân tử của hiện tượng biến tính protein và oxy hóa lipid trong môi trường nhiệt độ âm [1], [4]. Điểm mạnh của các bằng chứng này là đã sử dụng nhiều công nghệ phân tích chuẩn xác như quang phổ raman, phân tích nhiệt lượng quét vi sai và sắc ký khối phổ khí hai chiều [6], [7]. Những dữ liệu này khẳng định chắc chắn rằng sự suy giảm chất lượng dinh dưỡng của hải sản đông lạnh có thể đo lường và định lượng cụ thể.
Mặc dù vậy, đa phần các nghiên cứu được thực hiện trong điều kiện phòng thí nghiệm hoặc quy trình chế biến công nghiệp có kiểm soát chặt chẽ về nhiệt độ âm sâu (-40 độ C đến -60 độ C) [6]. Giới hạn lớn nhất là tủ đông gia đình tại các hộ tiêu dùng phổ thông chỉ đạt mức nhiệt thông thường quanh ngưỡng -18 độ C, thậm chí nhiệt độ thường xuyên biến động khi đóng mở cửa tủ. Hơn nữa, việc sử dụng các hợp chất bảo vệ lạnh chuyên biệt như peptide kháng đông hay hỗn hợp đường sorbitol chỉ phổ biến trong quy mô nhà máy surimi chứ chưa thể áp dụng trực tiếp tại gian bếp gia đình [2], [8].
Những hiểu lầm phổ biến khi sử dụng đồ đông lạnh
Nhiều người tiêu dùng giữ định kiến rằng hải sản đông lạnh là thực phẩm "chết", đã mất sạch protein và không còn giá trị dinh dưỡng. Đây là quan điểm thiếu cơ sở khoa học, bởi cấp đông đúng cách thực chất là biện pháp hữu hiệu giúp ức chế vi sinh vật gây thối rữa và làm chậm quá trình hư hỏng [2]. Sự biến tính protein ở đây chỉ là biến đổi về cấu trúc không gian ba chiều và độ hòa tan, chứ không đồng nghĩa với việc toàn bộ các axit amin thiết yếu bị tiêu biến hoàn toàn [3].
Một sai lầm rất tai hại khác là rã đông hải sản ra dùng không hết rồi lại tống ngược vào ngăn đá để tái đông. Nghiên cứu khoa học đã chỉ ra rằng các chu kỳ đông lạnh rồi rã đông lặp đi lặp lại sẽ làm gia tăng nhanh chóng chỉ số TBARS, đồng nghĩa với việc thúc đẩy tốc độ tích lũy các chất oxy hóa độc hại [1]. Khi rã đông, tốc độ oxy hóa lipid diễn ra nhanh hơn rất nhiều so với lúc đang nằm trong ngăn đông [1]. Quá trình tan đá rồi đóng băng lại cũng làm các tinh thể đá tái kết tinh với kích thước to hơn, phá hủy triệt để cấu trúc tế bào, khiến cá mất sạch dịch ngọt tự nhiên và thịt bị bở nát [1], [2].
Ngoài ra, quan niệm hải sản đông lạnh có thể để vô thời hạn trong ngăn đá gia đình cũng rất nguy hiểm. Thời gian trữ đông càng dài thì khả năng giữ nước càng tụt giảm và chỉ số phân hủy protein TVBN càng tăng cao [6]. Nếu để quá lâu, protein sợi cơ bị co rút nghiêm trọng và lipid bị ôi khét nặng, hải sản sẽ mất đi cả hương vị lẫn độ an toàn cho sức khỏe [1], [4].
Nhóm đối tượng cần thận trọng khi chọn hải sản đông lạnh
Sự biến tính protein và oxy hóa lipid trong hải sản đông lạnh không chỉ làm giảm vị ngon mà còn có thể tác động tiêu cực đến sức khỏe của một số nhóm đối tượng nhạy cảm:
Người có hệ tiêu hóa yếu hoặc rối loạn hấp thu: Khi protein bị biến tính kết tụ và liên kết chéo, cấu trúc sợi cơ trở nên dai xơ và giảm độ hòa tan, khiến các enzyme tiêu hóa khó tiếp cận để phân cắt chuỗi polypeptide [7], [3]. Nhóm người này có thể cảm thấy đầy bụng, khó tiêu sau khi ăn cá đông lạnh để lâu ngày.
Người mắc bệnh mạn tính tim mạch hoặc chuyển hóa: Các sản phẩm phụ từ quá trình oxy hóa axit béo omega-3 như aldehyde và malondialdehyde có thể gây stress oxy hóa nếu tích tụ nhiều trong cơ thể [1], [5]. Người có bệnh nền nên tham khảo ý kiến bác sĩ điều trị hoặc chuyên gia dinh dưỡng để lựa chọn nguồn cá tươi sạch giàu dưỡng chất chưa bị oxy hóa.
Người có cơ địa dị ứng thực phẩm: Thịt cá có hàm lượng axit amin tự do cao, độ pH sau khi chết cao và độ ẩm lớn, tạo điều kiện thuận lợi cho vi sinh vật hoạt động nếu bảo quản không đủ độ lạnh [4]. Sự hư hỏng do vi sinh vật chiếm tới 25-30% lượng hải sản hao hụt và có thể giải phóng các amin sinh học gây kích ứng, ngộ độc ở người mẫn cảm [4].
Hướng dẫn bảo quản, rã đông và chế biến chuẩn khoa học
Để giữ được tối đa lượng protein không bị biến tính và bảo vệ chuỗi chất béo omega-3 khỏi oxy hóa, người nội trợ nên tuân thủ các bước thực hành sau:
Cấp đông nhanh và triệt tiêu tiếp xúc không khí: Nghiên cứu khẳng định tốc độ cấp đông nhanh giúp giảm rõ rệt hiện tượng oxy hóa chất đạm và chất béo [6]. Khi mua cá tươi về, hãy dùng giấy thấm thật khô bề mặt, chia nhỏ thành từng khẩu phần vừa ăn trong một bữa, bọc kín nhiều lớp màng bọc hoặc hút chân không để loại bỏ hoàn toàn oxy trước khi cho vào ngăn đá [4].
Rã đông chậm trong ngăn mát: Tuyệt đối không ngâm cá trực tiếp vào nước nóng hay để ở nhiệt độ phòng vì quá trình oxy hóa lipid bị thúc đẩy nhanh hơn rất nhiều trong giai đoạn rã đông [1]. Hãy chuyển hải sản từ ngăn đá xuống ngăn mát tủ lạnh (khoảng 4 độ C) trước khi chế biến nửa ngày để các tinh thể đá tan chậm, giúp sợi cơ có thời gian tái hấp thu một phần độ ẩm [1].
Tuyệt đối không tái cấp đông: Hải sản sau khi đã rã đông cần được chế biến ngay trong ngày, không cấp đông trở lại lần thứ hai vì các chu kỳ đông - rã lặp lại sẽ làm suy kiệt chất lượng thịt và tăng nhanh các hợp chất oxy hóa [1].
Chế biến nhẹ nhàng, kết hợp thực phẩm giàu chất chống oxy hóa: Tránh chiên rán cá đông lạnh ở nhiệt độ quá cao vì nhiệt độ lớn sẽ tiếp tục phá hủy các liên kết protein vốn đã kém bền vững sau đông lạnh [3]. Nên ưu tiên các món hấp, nấu canh chua có bổ sung rau củ giàu vitamin C và chất chống oxy hóa tự nhiên, bởi khoa học đã chứng minh các chất này giúp hạn chế sự tổn hại protein do oxy hóa gây ra [7].
Lời khuyên cân bằng cho bữa ăn gia đình
Hải sản đông lạnh là giải pháp kinh tế và tiện lợi trong cuộc sống hiện đại nhằm đảm bảo nguồn cung thực phẩm ổn định và ức chế sự sinh sôi của vi khuẩn [2]. Dù hiện tượng biến tính protein và oxy hóa omega-3 là khó tránh khỏi theo thời gian bảo quản, mức độ suy giảm dinh dưỡng hoàn toàn có thể kiểm soát được bằng thói quen trữ đông nhanh, bọc kín khí và rã đông chậm [1], [6]. Hãy luôn lắng nghe phản ứng của cơ thể, ưu tiên ăn cá trong vòng một vài tuần bảo quản và trao đổi với bác sĩ nếu gia đình có người thân đang mắc các bệnh lý chuyển hóa cần chế độ ăn nghiêm ngặt.
