Cơn sốt chất tạo ngọt tự nhiên và những hiểu lầm thường gặp
Trong những năm gần đây, xu hướng cắt giảm đường cát để phòng ngừa béo phì và kiểm soát đường huyết đã thúc đẩy nhiều người tìm đến các giải pháp thay thế từ thảo mộc thiên nhiên. Cây cỏ ngọt (Stevia rebaudiana) nhanh chóng trở thành lựa chọn hàng đầu nhờ vị ngọt đậm đà nhưng hầu như không mang lại calo cho cơ thể [1], [2]. Nhiều người tiêu dùng thường có thói quen mua lá cỏ ngọt khô nguyên bản về hãm trà hoặc tự xay thành bột để tạo ngọt cho các món ăn hàng ngày.
Phần lớn mọi người đều mang định kiến rằng lá cây tươi hay lá phơi khô tự nhiên bao giờ cũng an toàn, lành tính hơn các hợp chất đã qua tinh chế trong phòng thí nghiệm hay nhà máy. Tuy nhiên, dưới góc độ khoa học thực phẩm và độc chất học, lá cỏ ngọt thô và các chế phẩm đường stevia tinh khiết là hai thực thể hoàn toàn khác nhau về thành phần hóa học lẫn mức độ an toàn được cấp phép. Cơ quan quản lý dược phẩm và thực phẩm tại nhiều quốc gia chỉ chính thức cho phép sử dụng các chiết xuất có độ tinh khiết cao, trong khi việc sử dụng lá cỏ ngọt nguyên bản chưa qua tinh chế vẫn còn nằm trong diện kiểm soát thận trọng [3].
Bản chất hóa học: Lá thô khác biệt thế nào với stevia tinh chế?
Cây cỏ ngọt Stevia rebaudiana vốn là một loài thảo mộc lâu năm có nguồn gốc từ Paraguay [1], [4]. Trong lá của loài cây này chứa các hợp chất tạo vị ngọt tự nhiên được gọi chung là steviol glycoside, với độ ngọt cao gấp từ 50 đến 450 lần so với đường mía (sucrose) tùy từng loại glycoside cụ thể [1], [2]. Hai thành phần tạo ngọt chiếm tỷ lệ cao nhất và phổ biến nhất trong lá là stevioside và rebaudioside A [1]. Bên cạnh các chất tạo ngọt, lá cây nguyên bản còn chứa một tổ hợp phức tạp gồm nhiều hợp chất sinh học khác như flavonoid, acid béo và các chất hữu cơ chưa phân tách [1].
Ngược lại, đường stevia tinh chế thương phẩm được sản xuất bằng quy trình chiết tách hiện đại nhằm thu nhận các phân tử glycoside tinh khiết, loại bỏ hoàn toàn các tạp chất không mong muốn [5], [6]. Trong khi các chiết xuất thương mại tập trung hàm lượng glycoside ở mức cực kỳ cao thì trong lá khô tự nhiên, hàm lượng các chất tạo ngọt chỉ chiếm một tỷ lệ nhất định. Cụ thể, một phân tích tại miền nam Italy ghi nhận trong lá cỏ ngọt khô chỉ có khoảng 5,8% stevioside, 1,8% rebaudioside A và 1,3% rebaudioside C [6].
Đặc biệt, các thành phần glycoside tạo ngọt có hậu vị thanh dịu như rebaudioside M hay rebaudioside D lại chỉ chiếm tỷ lệ rất thấp, dưới 0,1% trong lá cỏ ngọt tự nhiên [7]. Hiện nay, các nhà khoa học đã ứng dụng công nghệ chuyển hóa sinh học bằng enzyme để biến đổi stevioside hoặc rebaudioside A dồi dào trong lá thành các glycoside hiếm có vị ngọt vượt trội và thơm ngon hơn [5], [7].
Cơ chế chuyển hóa steviol glycoside bên trong cơ thể
Để đánh giá mức độ an toàn của bất kỳ chất tạo ngọt nào, việc thấu hiểu con đường chuyển hóa của chúng trong đường tiêu hóa là yếu tố cốt lõi. Các nghiên cứu mô phỏng trong phòng thí nghiệm cho thấy khi đi qua dịch vị dạ dày và dịch ruột non, các phân tử steviol glycoside cũng như dẫn xuất thế hệ mới của chúng gần như không bị phân cắt hay thay đổi cấu trúc [2]. Các hợp chất này không sinh năng lượng calo, không lên men và không gây sâu răng khi tiếp xúc với men răng [4].
Điểm đến thực sự của các phân tử glycoside này là tại đại tràng [7]. Tại đây, hệ vi sinh vật đường ruột sẽ tiến hành thủy phân các liên kết đường (glucose), chuyển hóa toàn bộ các glycoside phức tạp thành một phân tử nền chung duy nhất là steviol [2], [7]. Nghiên cứu ủ mẫu in vitro sử dụng dịch đồng hóa phân người chứng minh rằng quá trình phân giải này diễn ra hoàn toàn tương tự nhau ở cả người trưởng thành lẫn trẻ em [7]. Hơn nữa, cả các glycoside tự nhiên lẫn các glycoside được tạo ra nhờ công nghệ enzyme hóa đều đi theo con đường thoái giáng này [7].
Sau khi được hình thành tại ruột già, một phần steviol sẽ được hấp thu vào vòng tuần hoàn, chuyển hóa tại gan thành dạng steviol glucuronide và cuối cùng được bài tiết an toàn ra khỏi cơ thể thông qua đường nước tiểu [7]. Cơ chế chuyển hóa rõ ràng này giúp cơ thể không bị tích tụ chất tạo ngọt trong các mô hoặc tế bào.
Bằng chứng khoa học về tính an toàn và khả năng sinh ung thư
Một trong những lý do khiến các cơ quan quản lý nghiêm ngặt đối với cỏ ngọt xuất phát từ các tranh cãi ban đầu về khả năng gây đột biến gen của steviol aglycone từ nhiều thập niên trước [1], [3]. Một số nghiên cứu ban đầu trong quá khứ từng cho thấy steviol có thể gây đột biến trong các thử nghiệm vi sinh chuyên biệt [1], [3]. Tuy nhiên, hàng loạt thử nghiệm chuyên sâu sau đó đã phản bác kết quả này và khẳng định stevioside cũng như các glycoside tự nhiên không tương tác với vật liệu di truyền DNA và không thể hiện độc tính trên gen [3].
Một công trình đánh giá có hệ thống công bố năm 2021 đã kiểm tra toàn diện hơn 900 điểm kết thúc liên quan đến các đặc tính sinh ung thư (KCCs) từ kho dữ liệu độc chất học ToxCast/Tox21 và y văn quốc tế [8]. Dữ liệu bao trùm từ các thử nghiệm in vivo, in vitro trên tế bào người đối với từng loại glycoside riêng lẻ lẫn chiết xuất toàn phần của lá [8]. Kết quả cho thấy phần lớn các chỉ dấu đều hoàn toàn bất hoạt đối với khả năng gây hại, thậm chí các dữ liệu sinh học còn ghi nhận hoạt tính chống viêm, chống oxy hóa và ngăn chặn tăng sinh tế bào ác tính [8]. Thử nghiệm sinh học kéo dài hai năm trên loài gặm nhấm cũng không ghi nhận bất kỳ sự hình thành khối u nào, khẳng định steviol glycoside khó có khả năng gây ung thư ở người [8].
Ngoài ra, các nghiên cứu độc tính cấp tính kéo dài 14 ngày trên động vật gặm nhấm không tìm thấy bất kỳ biến đổi mô bệnh học hay gây tử vong nào [3]. Thậm chí ở liều lượng cực cao lên đến 2500 mg/kg thể trọng mỗi ngày, chuột thí nghiệm vẫn duy trì sự phát triển và sinh sản hoàn toàn bình thường [3]. Một nghiên cứu khác cho thấy việc sử dụng dịch chiết nước từ lá cỏ ngọt ở nồng độ lên tới 10% qua đường tiêu hóa không gây bất kỳ tác động tiêu cực nào tới khả năng sinh sản của chuột cái và không gây quái thai [3]. Nhìn từ khía cạnh lịch sử, người dân bản địa Paraguay đã sử dụng thảo mộc này suốt hơn 1500 năm và người dân Nhật Bản đã tiêu thụ một lượng lớn từ nhiều thập kỷ qua mà không ghi nhận báo cáo nào về tác dụng phụ nguy hiểm [1], [4].
Vì sao lá cỏ ngọt thô vẫn chưa được cấp phép như đường tinh chế?
Dù có lịch sử sử dụng lâu đời, sự hiện diện của aglycone steviol tự do chưa liên kết chính là điểm mấu chốt tạo nên sự khác biệt về an toàn giữa lá thô và đường tinh chế. Một phân tích định lượng bằng phương pháp sắc ký lỏng siêu cao áp kết hợp khối phổ (UHPLC-MS) năm 2010 đã đưa ra phát hiện rất quan trọng: trong toàn bộ các mẫu lá cỏ ngọt được khảo sát đều phát hiện thấy sự tồn tại của aglycone steviol tự do với hàm lượng dao động từ 2,7 đến 13,2 mg/kg [6].
Trong khi đó, ở mẫu đường stevia thương mại tinh chế (chẳng hạn như Truvia), hàm lượng steviol tự do hoàn toàn không thể phát hiện được do nằm dưới ngưỡng giới hạn phân tích cực nhỏ là 1 microgram/kg [6]. Các nghiên cứu độc chất học trên động vật từng nhấn mạnh rằng các tác dụng bất lợi tiềm tàng thường gắn liền trực tiếp với dạng aglycone steviol tự do này khi nó xâm nhập vào cơ thể mà không trải qua quá trình kiểm soát thủy phân từ từ của hệ vi sinh vật đường ruột [6]. Khi người tiêu dùng đun sôi hoặc hãm lá cỏ ngọt thô, lượng steviol tự do cùng với nhiều tạp chất hữu cơ khác sẽ hòa tan thẳng vào nước uống mà không có bất kỳ rào cản kiểm định nào.
Chính vì lý do này, Ủy ban Chuyên gia của FAO/WHO về Phụ gia Thực phẩm (JECFA) và Cơ quan An toàn Thực phẩm Châu Âu (EFSA) chỉ mới cấp phép và thiết lập mức Tiêu thụ Hằng ngày Chấp nhận được (ADI) là 4 mg/kg thể trọng mỗi ngày (tính theo đương lượng steviol) cho các chiết xuất steviol glycoside có độ tinh khiết cao [5], [3]. Hiện nay, đã có hơn 150 quốc gia và vùng lãnh thổ phê duyệt sử dụng các chế phẩm glycoside tinh khiết này trong ngành công nghiệp thực phẩm và đồ uống, bao gồm cả các loại được sản xuất thông qua công nghệ chuyển hóa enzyme hiện đại [5], [3]. Lá thô chưa qua tinh chế chưa nằm trong danh mục phụ gia thực phẩm an toàn rộng rãi này.
Nguy cơ tiềm ẩn từ các sản phẩm cỏ ngọt trôi nổi kém chất lượng
Bên cạnh nguy cơ từ dư lượng các chất chưa tinh chế trong lá khô, người tiêu dùng còn phải đối mặt với thực trạng thị trường thảo mộc và chất tạo ngọt thương mại còn nhiều bất cập. Một nghiên cứu kiểm định chất lượng sử dụng phương pháp đo quang phổ Raman đối với sáu sản phẩm cỏ ngọt thương mại đã phát hiện ra một sự thật đáng lo ngại: có tới một nửa trong số đó (3 trên 6 mẫu) là hàng giả mạo [1].
Các sản phẩm giả mạo này không chứa chiết xuất cỏ ngọt chuẩn mà bị phát hiện có phối trộn các chất làm ngọt nhân tạo tổng hợp như sodium cyclamate và một lượng nhỏ sodium saccharin nhằm tạo độ ngọt rẻ tiền [1]. Nếu người tiêu dùng vì chuộng mác "tự nhiên" mà mua phải các loại lá cỏ ngọt ẩm mốc, lẫn tạp chất, hoặc bột tạo ngọt stevia không rõ nguồn gốc, họ không những không bảo vệ được sức khỏe mà còn vô tình nạp thêm các hóa chất công nghiệp tổng hợp vào cơ thể.
Ai nên thận trọng và cách sử dụng cỏ ngọt an toàn trong đời sống
Mặc dù các hoạt chất phân lập từ cỏ ngọt như stevioside và rebaudioside A đã thể hiện nhiều đặc tính y học tiềm năng như hỗ trợ hạ đường huyết, chống tăng huyết áp, kháng viêm và chống tiêu chảy [4], việc điều trị bệnh vẫn cần tuân theo chỉ định chuyên môn khắt khe [4]. Các hoạt tính dược lý này phụ thuộc nhiều vào liều lượng cụ thể và tình trạng bệnh lý của từng cá nhân [4].
Người tiêu dùng bình thường nếu muốn giảm năng lượng và kiểm soát đường huyết có thể an tâm sử dụng các sản phẩm đường stevia tinh chế đã được cơ quan chức năng kiểm định và dán nhãn thành phần minh bạch [4], [3]. Nhóm chất tạo ngọt này được chứng minh là an toàn và phù hợp cho những người mắc bệnh đái tháo đường, người mắc hội chứng rối loạn chuyển hóa phenylketon niệu, cũng như những người béo phì đang có nhu cầu giảm cân [3]. Đối với phụ nữ mang thai, trẻ nhỏ hoặc người có bệnh lý nền mạn tính đang điều trị thuốc, các dữ liệu chuyển hóa cơ bản cho thấy sự phân giải glycoside tương đồng [7], nhưng việc sử dụng lá cỏ ngọt thô tự hái hoặc thảo mộc khô không rõ nguồn gốc vẫn cần phải tránh tuyệt đối để ngừa rủi ro phơi nhiễm hóa chất lạ hay biến động huyết áp ngoài ý muốn.
Tóm lại, lá cỏ ngọt phơi khô tự nhiên không đồng nghĩa với việc an toàn tuyệt đối cho mọi người sử dụng vô tội vạ. Sự khác biệt cốt lõi nằm ở mức độ tinh chế và khả năng kiểm soát liều lượng steviol tự do cũng như độ tinh khiết của các glycoside đã qua kiểm nghiệm độc tính quốc tế [3], [6]. Hãy là người tiêu dùng thông thái bằng cách ưu tiên các sản phẩm đường stevia có nguồn gốc rõ ràng, dùng trong giới hạn khuyến cáo và tham khảo ý kiến bác sĩ chuyên khoa nếu bạn có bệnh lý nền cần điều trị thường xuyên.
