Hành nén và tỏi: Loại nào chứa nhiều hợp chất lưu huỳnh hơn?

Hành nén và tỏi: Loại nào giàu hợp chất lưu huỳnh hơn?

Trong gian bếp của gia đình Việt, tỏi và củ nén (thuộc chi Hành) là hai loại gia vị tạo mùi thơm nồng quen thuộc. Nhiều người thường thắc mắc liệu củ nén nhỏ bé có mang lại hàm lượng dưỡng chất, đặc biệt là các hợp chất chứa lưu huỳnh, vượt trội hơn tỏi thông thường hay không. Câu hỏi này không chỉ xuất phát từ trải nghiệm nấu nướng mà còn từ thói quen dùng củ nén như một vị thuốc dân gian khi cảm cúm.

Về mặt khoa học, tỏi thông thường (Allium sativum) là đối tượng được chứng minh chứa nguồn hợp chất lưu huỳnh hữu cơ dồi dào và đa dạng hàng đầu, trong đó allicin là hoạt chất đặc trưng nhất [1, 2]. Trong khi đó, các loài thuộc nhóm hành kiệu hay hẹ (Allium ascalonicum, Allium hirtifolium) cũng chứa các hợp chất lưu huỳnh tự nhiên và seleno-hợp chất tương đồng, nhưng các dữ liệu phân tích hóa học cho thấy tỏi thông thường chứa tiền chất alliin dồi dào – yếu tố cốt lõi để tạo ra allicin [1, 2].

Do đó, chưa có bằng chứng khẳng định củ nén chứa nhiều hợp chất lưu huỳnh hơn tỏi thường. Ngược lại, tỏi thường vẫn là nguồn cung cấp allicin và các dẫn xuất lưu huỳnh được phân tích với hàm lượng phong phú, có hoạt tính sinh học rõ nét nhất qua nhiều thử nghiệm lâm sàng và phòng thí nghiệm [1, 3].

Cơ chế tạo ra hoạt chất lưu huỳnh và allicin

Các loại củ thuộc chi Allium không tự nhiên chứa sẵn một lượng lớn allicin tự do ở trạng thái nguyên vẹn. Trong củ tỏi bình thường, tiền chất chính chứa lưu huỳnh là alliin cùng với các chuỗi peptide khác như gamma-glutamyl [3, 4]. Cấu trúc này được lưu trữ riêng biệt với các enzyme bên trong tế bào thực vật ^[1].

Khi củ tỏi bị dập nát, băm nhuyễn hoặc chịu tác động cơ học làm rách màng tế bào, enzyme alliinase sẽ lập tức được giải phóng ^[1]. Enzyme này đóng vai trò xúc tác chuyển hóa alliin thành allicin, chất tạo ra mùi nồng hăng đặc trưng [3, 6].

Sau khi hình thành, allicin là một hợp chất kém bền và nhanh chóng biến đổi thành các dẫn xuất hữu cơ chứa lưu huỳnh khác. Quá trình tái sắp xếp sulfoxide tạo ra ajoene, diallyl disulfide (DADS) và diallyl trisulfide (DATS) [1, 3]. Đây chính là nhóm hoạt chất tham gia vào các cơ chế chống oxy hóa và kháng viêm của cơ thể [1, 5].

Ở các loài hành kiệu và củ nén họ hàng (Allium ascalonicum), nghiên cứu phân tích bằng kỹ thuật sắc ký lỏng khối phổ (HPLC-ICP-MS) phát hiện sự hiện diện của ít nhất 4 hợp chất chứa lưu huỳnh chưa định danh, cùng hợp chất selen chung là gamma-glutamylmethylselenocysteine ^[2]. Tuy nhiên, tiền chất alliin – nguồn sinh allicin chủ yếu của tỏi thường – không được phát hiện thấy trong một số mẫu tỏi khử mùi và có cấu hình thành phần khác biệt so với họ hàng hành kiệu ^[2].

Nghiên cứu khoa học nói gì về hợp chất lưu huỳnh giữa hai loại?

Dù tỏi và hành nén cùng thuộc chi thực vật chứa lưu huỳnh, các công bố khoa học quốc tế có sự phân định rõ ràng về mức độ nghiên cứu và thành phần cụ thể trên từng loại.

Nghiên cứu tổng quan hệ thống công bố năm 2013 đã tiến hành rà soát lượng lớn tài liệu về thành phần hóa học của tỏi (Allium sativum) và hành kiệu/hẹ tây (Allium hirtifolium) ^[3]. Kết quả chỉ ra rằng cả tỏi và các loài hành họ hàng đều là nguồn phong phú các hợp chất hoạt tính sinh học an toàn, độc tính thấp ^[3]. Cả hai đều chứa các dẫn xuất quan trọng như allicin, diallyl disulphide, S-allylcysteine và diallyl trisulfide ^[3]. Dù vậy, phần lớn các dữ liệu sâu rộng về hoạt tính dược lý vẫn tập trung áp đảo vào chiết xuất từ tỏi thường ^[3].

Nghiên cứu thực nghiệm năm 2005 sử dụng kỹ thuật HPLC ghép nối khối phổ plasma cảm ứng (HPLC-ICP-MS) và ESI-MS/MS đã tiến hành phân tích loài hành kiệu (Allium ascalonicum) và tỏi ^[2]. Nghiên cứu xác nhận tỏi thông thường chứa alliin là hợp chất lưu huỳnh chủ đạo tạo ra allicin, đồng thời phát hiện ít nhất 4 hợp chất chứa lưu huỳnh chưa định danh trong các mẫu phân tích ^[2]. Đáng chú ý, cả tỏi và chiết xuất hành kiệu đều thể hiện tác dụng phòng ngừa hóa học, ngăn chặn tế bào ung thư bạch cầu ở người trong điều kiện thí nghiệm ^[2]. Giới hạn của nghiên cứu này là chưa phân tích định lượng tuyệt đối từng gam hoạt chất để so sánh trực tiếp độ đậm đặc giữa củ nén bản địa và tỏi thường ^[2].

Một nghiên cứu phân tích diện rộng công bố năm 2020 trên 242 mẫu tỏi thu thập từ 6 tỉnh của Trung Quốc bằng phương pháp UHPLC-MS/MS đã khảo sát 7 hợp chất lưu huỳnh hữu cơ và 21 axit amin ^[4]. Kết quả cho thấy hàm lượng của 29 hợp chất này biến thiên rất lớn tùy thuộc vào vùng địa lý và điều kiện gieo trồng ^[4]. Điều này chứng minh rằng lượng hợp chất lưu huỳnh trong các củ gia vị phụ thuộc mật thiết vào thổ nhưỡng và khí hậu, không cố định trên mọi mẫu thu hoạch ^[4].

Nghiên cứu lâm sàng ngẫu nhiên công bố năm 2020 trên bệnh nhân gan nhiễm mỡ không do rượu (NAFLD) đã đánh giá tác động điều trị của tỏi ^[1]. Nghiên cứu chỉ ra allicin và ajoene tác động qua nhiều con đường: thu dọn gốc tự do hydroxyl, ức chế superoxide anion và nitric oxide, điều hòa giảm NF-kappaB, đồng thời ức chế con đường JNK ^[1]. Hơn nữa, ajoene còn kích hoạt yếu tố phiên mã Nrf2, hỗ trợ tổng hợp enzyme giải độc và glutathione ^[1]. Điểm hạn chế của thử nghiệm là cỡ mẫu nhỏ ở nhóm bệnh nặng và đánh giá qua siêu âm chứ không dùng sinh thiết mô học ^[1].

Nghiên cứu trong ống nghiệm công bố năm 2024 làm rõ cơ chế chống chết tế bào theo chương trình kiểu ferroptosis của allicin, diallyl disulfide và diallyl trisulfide trên dòng tế bào thần kinh hồi hải mã HT22 ở chuột ^[5]. Các hợp chất chứa nhiều hơn một liên kết disulfide này giúp bảo vệ tế bào khỏi sự peroxy hóa lipid và giảm tích tụ gốc oxy hóa phản ứng (ROS) ^[5]. Tuy nhiên, đây là dữ liệu trên mô hình tế bào thần kinh loài gặm nhấm, chưa thể ngoại suy hoàn toàn thành liều dùng trên người sống ^[5].

Nghiên cứu năm 2022 tổng kết về vai trò của allicin đối với dòng tế bào ung thư ruột kết HCT-116 và tế bào nội mô mạch máu cuống rốn người (HUVEC) ^[6]. Hoạt chất lưu huỳnh này kích thích tích tụ và chuyển vị Nrf2 vào nhân tế bào, giảm stress oxy hóa do nội độc tố vi khuẩn LPS gây ra, qua đó bảo vệ chức năng ty thể và giảm phản ứng viêm ^[6].

Nghiên cứu tổng quan năm 2021 về hoạt tính kháng khuẩn của các hợp chất lưu huỳnh trong tỏi xác nhận allicin và các dẫn xuất thể hiện khả năng ức chế nhiều chủng vi khuẩn, bao gồm vi khuẩn đa kháng thuốc ^[7]. Tuy nhiên, các nhà khoa học nhấn mạnh tính kém bền, độ hòa tan thấp và sinh khả dụng hạn chế là rào cản lớn để ứng dụng lâm sàng ^[7].

Lợi ích sức khỏe và giới hạn của các bằng chứng

Các hợp chất hữu cơ chứa lưu huỳnh từ tỏi và họ hành kiệu mang lại tiềm năng sinh học đa dạng:

• Kháng khuẩn và kháng nấm: Cơ chế tác động đa đích của các hợp chất lưu huỳnh khiến vi khuẩn khó phát triển đề kháng so với một số chất đơn lẻ ^[7].
• Chống oxy hóa và kháng viêm: Nhờ khả năng kích hoạt yếu tố Nrf2, các hợp chất này điều hòa hệ thống chống oxy hóa nội sinh và bảo vệ màng tế bào khỏi sự phá hủy của các gốc tự do [3, 6].
• Hỗ trợ chuyển hóa lipid: Dữ liệu mô hình động vật cho thấy các dẫn xuất của tỏi có thể giảm biểu hiện của các gene sinh mỡ như fatty acid synthase và tăng biểu hiện các gene phân giải mỡ như PPAR-alpha ^[1].

Mặc dù vậy, đa phần các bằng chứng khoa học khẳng định cơ chế tác động của allicin tinh khiết được thực hiện trên dòng tế bào hoặc mô hình động vật [5, 6]. Thử nghiệm lâm sàng trên người còn khiêm tốn về số lượng và cỡ mẫu ^[1]. Do đó, các loại gia vị này không thể thay thế phác đồ điều trị hay thuốc chữa bệnh đặc hiệu do bác sĩ chỉ định.

Những hiểu lầm thường gặp khi dùng củ nén và tỏi

Nhiều người tin rằng củ nén càng cay nồng thì hàm lượng allicin tự nhiên càng cao gấp nhiều lần tỏi thường. Thực tế, cảm giác cay nồng của mỗi loài chi Allium đến từ sự phối hợp của nhiều hợp chất bay hơi khác nhau, không phản ánh đơn thuần nồng độ allicin [2, 8].

Một sai lầm phổ biến khác là việc nấu chín nguyên củ ngay khi chế biến. Nhiệt độ và thời gian đun nấu kéo dài có thể phá hủy enzyme alliinase trước khi enzyme này kịp chuyển hóa alliin thành allicin hữu ích [3, 4]. Việc thả nguyên củ tỏi hoặc hành nén vào nước sôi sẽ làm giảm đáng kể sản lượng hợp chất lưu huỳnh hoạt tính sinh học [3, 4].

Ngoài ra, quan niệm ăn càng nhiều củ sống càng tốt cho hệ miễn dịch cũng không chính xác. Các hợp chất lưu huỳnh hoạt tính cao khi tiếp xúc trực tiếp ở nồng độ đậm đặc có thể gây kích ứng niêm mạc ^[7].

Ai nên thận trọng khi sử dụng?

Dù tỏi và hành nén được xem là nguồn thực phẩm an toàn trong khẩu phần thông thường ^[3], một số nhóm đối tượng cần đặc biệt lưu ý:

• Người có vấn đề về dạ dày và đường tiêu hóa: Nghiên cứu cho thấy việc dùng nước ép tỏi giàu allicin hoặc allicin đậm đặc có thể gây tổn thương niêm mạc biểu mô dạ dày và ruột ^[7]. Người đang viêm loét dạ dày không nên ăn tỏi hoặc nén sống lúc đói.
• Người có cơ địa dị ứng da: Tiếp xúc trực tiếp với tỏi và các hợp chất lưu huỳnh tan trong dầu có thể gây viêm da tiếp xúc và kích ứng da cục bộ ở một số cá nhân nhạy cảm ^[7].
• Phụ nữ mang thai, cho con bú và trẻ nhỏ: Hiện tại chưa có đầy đủ nghiên cứu lâm sàng chuyên sâu xác định ngưỡng an toàn của việc bổ sung chiết xuất đậm đặc từ các củ này trên phụ nữ có thai hay trẻ sơ sinh. Nhóm này chỉ nên sử dụng ở lượng gia vị nấu nướng thông thường trong bữa ăn.
• Người đang dùng thuốc điều trị mạn tính: Các hoạt chất lưu huỳnh có thể tương tác với quá trình đông máu hoặc các men chuyển hóa thuốc; người bệnh cần tham khảo ý kiến bác sĩ điều trị trước khi dùng các chế phẩm cô đặc.

Cách dùng thực tế để tận dụng hợp chất lưu huỳnh

Để tối ưu hóa lượng hợp chất lưu huỳnh có lợi từ tỏi và củ nén trong đời sống hàng ngày, người nội trợ có thể áp dụng các bước khoa học:

Nghiền hoặc băm nhỏ trước khi dùng: Cần đập dập, băm nhuyễn củ nén hoặc tỏi để phá vỡ vách tế bào, cho phép enzyme alliinase tiếp xúc và kích hoạt quá trình chuyển hóa tiền chất alliin thành allicin ^[1].

Để yên trong không khí vài phút: Sau khi băm nhuyễn, nên để nguyên liệu nghỉ trong thời gian ngắn trước khi đưa vào nhiệt độ cao nhằm tạo điều kiện cho phản ứng enzyme diễn ra trọn vẹn, vì bức xạ nhiệt và đun nấu trực tiếp có thể làm biến tính enzym và phân hủy allicin ^[8].

Sử dụng lượng vừa phải: Chỉ nên dùng củ nén và tỏi như gia vị nêm nếm hàng ngày, không lạm dụng ăn sống quá mức để phòng ngừa nguy cơ tổn thương niêm mạc ruột ^[7]. Khi chế biến, việc kết hợp với các nguyên liệu giàu dinh dưỡng trong bữa ăn cân bằng sẽ giúp cơ thể hấp thu tốt nhất các dưỡng chất tự nhiên.

Nhìn chung, cả củ nén và tỏi thường đều là những gia vị quý giá chứa các dẫn xuất lưu huỳnh sinh học hữu ích cho sức khỏe. Tỏi thường giữ ưu thế về nguồn alliin và allicin dồi dào đã được chứng minh qua nhiều nghiên cứu, trong khi củ nén là lựa chọn gia vị phong phú mang bản sắc riêng. Tận dụng đúng cách bằng việc băm nhuyễn với liều lượng vừa phải sẽ giúp bữa ăn gia đình vừa thơm ngon vừa phát huy giá trị dinh dưỡng tự nhiên.