Nhiều người chuyển sang chế độ ăn thuần chay với kỳ vọng cải thiện sức khỏe toàn diện nhờ nguồn chất xơ và đạm thực vật phong phú. Tuy nhiên, sau một thời gian, không ít người đối mặt với tình trạng mệt mỏi, xanh xao do thiếu máu thiếu sắt hoặc suy giảm miễn dịch liên quan đến thiếu kẽm. Vấn đề thường không nằm ở lượng thức ăn nạp vào, mà nằm ở khả năng hấp thu của cơ thể trước các rào cản tự nhiên trong thực vật.
Thủ phạm chính của hiện tượng này là axit phytic, hay dạng muối phytate, tồn tại phổ biến trong các loại hạt, đậu và ngũ cốc nguyên cám. Hoạt chất này liên kết chặt chẽ với các vi khoáng thiết yếu, biến chúng thành các phức hợp khó hòa tan mà đường ruột không thể hấp thụ. Để giải quyết rào cản này, việc ứng dụng các phương pháp sơ chế truyền thống như ngâm, ủ mầm và lên men được xem là chìa khóa then chốt giúp tối ưu hóa giá trị dinh dưỡng.
Bản chất của phytate và cơ chế cản trở hấp thu khoáng chất
Axit phytic là dạng dự trữ phốt pho chính của các loại hạt và hạt ngũ cốc, đóng vai trò quan trọng trong sự phát triển ban đầu của cây non [1]. Về mặt hóa học, tác động kháng dinh dưỡng của axit phytic chủ yếu liên quan đến khả năng tạo phức chelate mạnh mẽ thông qua sáu nhóm phốt phát phản ứng trong cấu trúc của nó [1]. Phân tử này có khả năng liên kết rất mạnh với protein và đặc biệt là các khoáng chất mang điện tích dương trong đường tiêu hóa [1].
Khi phytate gặp sắt, kẽm hoặc canxi, chúng tạo thành các muối không tan trong môi trường dạ dày và ruột non, khiến hệ tiêu hóa của con người không thể phân tách để hấp thu [2], [1]. Để làm suy giảm hoặc loại bỏ hoàn toàn khả năng tạo phức chelate này, quá trình khử phốt phát của các dạng hexa-phosphate và penta-phosphate là điều bắt buộc, bởi vì mức độ phốt phát hóa cao là điều kiện cần để phytate giữ chặt các khoáng chất [1]. Dưới tác động của enzyme phytase nội sinh hoặc phytase từ vi sinh vật, phytate sẽ bị thủy phân từng bước tạo thành inositol và các phân tử phốt phát tự do hoặc axit phosphoric [1].
Hàm lượng phytate thay đổi đáng kể tùy theo nhóm thực phẩm thực vật. Trong các loại thực phẩm bổ sung có nguồn gốc thực vật chưa tinh chế như ngũ cốc nguyên cám và đậu, nồng độ phytate đạt mức cao nhất, xấp xỉ 600 mg/100 g trọng lượng khô [2]. Ở ngũ cốc đã qua tinh chế, hàm lượng này giảm xuống còn khoảng 100 mg/100 g trọng lượng khô, và thấp nhất là ở các loại củ, rễ chứa tinh bột với nồng độ dưới 20 mg/100 g trọng lượng khô [2]. Mặc dù hàm lượng khoáng chất trong đậu và ngũ cốc thô rất cao, tỷ lệ phytate quá lớn khiến sinh khả dụng thực tế của chúng bị sụt giảm nghiêm trọng [2], [3].
Bên cạnh đó, phytate cũng thể hiện tính chất ức chế cực kỳ mạnh ngay cả ở nồng độ thấp [4]. Để các khoáng chất này được hấp thu thuận lợi qua niêm mạc ruột, tỷ lệ mol giữa phytate và khoáng chất phải giảm xuống dưới ngưỡng mong muốn: tỷ lệ phytate:sắt cần nhỏ hơn 1 (lý tưởng nhất là dưới 0,4:1), tỷ lệ phytate:kẽm phải nhỏ hơn 18, và phytate:canxi phải dưới 0,17 [2], [4]. Nếu vượt qua các tỷ lệ này, lượng khoáng chất đưa vào cơ thể hầu như không mang lại giá trị sinh học cao [2].
Các nghiên cứu khoa học về kỹ thuật giảm phytate
Trước thách thức từ chất kháng dinh dưỡng, hàng loạt nghiên cứu thực nghiệm đã đi sâu phân tích hiệu quả của các biện pháp xử lý sinh học bao gồm ngâm, ủ mầm và lên men nhằm kích hoạt enzyme phytase tự nhiên.
Một nghiên cứu thực nghiệm năm 1993 trên chế độ ăn của chuột cống chứa hàm lượng cao cả phytate thực vật lẫn enzyme phytase đã kiểm tra việc ngâm nguyên liệu [5]. Kết quả cho thấy quá trình ngâm thức ăn đã làm suy thoái dần hàm lượng phytate theo thời gian ngâm [5]. Quá trình khử phytate này đã thúc đẩy sự tiêu hóa các chất hữu cơ trong thức ăn, đồng thời cải thiện đáng kể khả năng hấp thu và giữ lại các khoáng chất cũng như nguyên tố vi lượng được quan sát qua các nghiên cứu cân bằng [5]. Tuy nhiên, nghiên cứu cũng ghi nhận việc bổ sung canxi vô cơ vào thức ăn đã làm giảm sinh khả dụng của phốt pho, magie và các nguyên tố vi lượng, cản trở sự tích lũy khoáng chất trong các mô [5]. Ngoài ra, việc khử phytate bên ngoài không làm thay đổi hoạt tính enzyme phytase hay phosphatase kiềm của niêm mạc ruột [5].
Năm 2002, một nghiên cứu tổng quan chuyên sâu về sinh khả dụng khoáng chất trong cây họ đậu đã chỉ ra rằng việc loại bỏ hiệu quả phytate có thể đạt được thông qua sự phân hủy enzyme trong quá trình chế biến [3]. Các kỹ thuật chế biến sinh học giúp gia tăng hoạt tính của các enzyme nội sinh có sẵn trong hạt bao gồm ngâm, nảy mầm, xử lý thủy nhiệt và lên men [3]. Đáng chú ý, nghiên cứu phát hiện rằng trái ngược với ngũ cốc vốn ưa môi trường axit nhẹ, một số loại đậu đạt hiệu quả phân hủy phytate cao nhất ở độ pH trung tính hoặc kiềm [3]. Việc bổ sung các chế phẩm enzyme vi sinh vật cũng được xem là giải pháp hiệu quả nhất để loại bỏ hoàn toàn phytate trong chế biến công nghiệp [3].
Hiệu quả vượt trội của việc kết hợp đồng thời nhiều phương pháp chế biến đã được khẳng định trong một nghiên cứu thực nghiệm trên ngô (Zea mays) [6]. Các tác giả đã đánh giá nhiều phương pháp lên men khác nhau, bao gồm lên men tự nhiên, lên men với chủng khởi động Lactiplantibacillus plantarum 299v (Lp299), lên men bằng sữa chua chứa Lacticaseibacillus casei sống, và kết hợp lên men bằng Lp299 trên hạt ngô đã qua ngâm và ủ mầm [6]. Kết quả cho thấy phương pháp lên men với Lp299 trên ngô đã ngâm và ủ mầm đem lại mức giảm phytate kỷ lục lên tới 85,6%, giảm từ 9,58 ± 0,05 g/kg ở ngô thô xuống 1,39 ± 0,09 g/kg sau chế biến [6].
Trong khi đó, việc chỉ lên men bột ngô thô bằng Lp299 hoặc sữa chua làm giảm phytate lần lượt là 65,3% và 68,7%, còn lên men tự nhiên chỉ đạt mức giảm 51,8% [6]. Sự sụt giảm mạnh này đã cải thiện vượt bậc sinh khả dụng ước tính của vi khoáng: tỷ lệ mol Phytate:Kẽm giảm từ 40,76 xuống 7,77 (giảm 81%), và tỷ lệ mol Phytate:Sắt giảm từ 41,42 xuống 6,24 (giảm 85%) [6]. Đồng thời, quá trình lên men cũng giúp tăng đáng kể hàm lượng protein trong bột ngô từ 7,3% lên 10,3% (p = 0,001) [6].
Về mức độ hấp thu sắt trên cơ thể người, một nghiên cứu công bố năm 2004 đã làm sáng tỏ tiềm năng to lớn của việc loại bỏ phytate [4]. Kết quả từ một thử nghiệm bữa ăn đơn cho thấy việc khử phytate hoàn toàn trong thực phẩm bổ sung chế biến từ ngũ cốc và đậu giúp tăng tỷ lệ hấp thu sắt lên tới 12 lần (từ 0,99% lên 11,54%) khi thực phẩm được pha với nước [4]. Tuy nhiên, nghiên cứu cũng ghi nhận giới hạn rằng việc bổ sung sữa vào bữa ăn sẽ ức chế hấp thu sắt và làm mất đi tác dụng tăng cường của quá trình khử phytate [4].
Đánh giá hai mặt: Lợi ích và giới hạn của bằng chứng
Mặc dù axit phytic thường bị gán mác tiêu cực là "chất kháng dinh dưỡng", các đánh giá khoa học hiện đại cho thấy hợp chất này không hoàn toàn có hại. Đánh giá năm 2000 cho thấy inositol hexaphosphate (dạng đầy đủ của phytate) đang nhận được sự quan tâm ngày càng lớn nhờ vai trò trong việc ngăn ngừa hoặc hỗ trợ điều trị ung thư, cùng với tác dụng hạ cholesterol máu [1]. Do đó, mục tiêu của chế biến thực phẩm không nhất thiết là triệt tiêu hoàn toàn phytate trong mọi bữa ăn, mà là giảm thiểu mức độ chelate khoáng chất ở những bữa ăn chính cần ưu tiên hấp thu sắt và kẽm.
Mặt khác, các nghiên cứu cũng khẳng định việc chỉ áp dụng đơn độc các biện pháp hộ gia đình đôi khi không đủ để giải quyết triệt để sự thiếu hụt. Đánh giá năm 2010 trên 26 loại thực phẩm bản địa và 27 sản phẩm chế biến thương mại tại các quốc gia thu nhập thấp cho thấy: 62% thực phẩm bản địa và 37% thực phẩm chế biến có ít nhất hai tỷ lệ mol phytate:khoáng chất vượt ngưỡng khuyến nghị [2]. Tỷ lệ mol mong muốn đối với sắt, kẽm và canxi chỉ đạt được lần lượt ở 25%, 70% và 57% các mẫu thử, và thường phải nhờ đến việc làm giàu bằng thức ăn nguồn gốc động vật hoặc vi chất tăng cường [2].
Nghiên cứu kết luận rằng các kỹ thuật khử phytate tại hộ gia đình có thể tăng cường hấp thu khoáng chất nhưng khó bù đắp hoàn toàn sự thiếu hụt sắt, kẽm và canxi từ thực phẩm thuần thực vật nếu không kết hợp với các giải pháp bổ sung vi chất hợp lý [2]. Ngoài ra, ở chế độ ăn hỗn hợp cân bằng có chứa protein động vật, việc tiêu thụ lượng lớn đậu hạt không bị coi là yếu tố nguy cơ gây thiếu hụt khoáng chất [3].
Hiểu lầm phổ biến: Ngâm các loại hạt dinh dưỡng (nuts) có tác dụng?
Một trong những trào lưu phổ biến nhất trong cộng đồng ăn chay và thực dưỡng là thói quen "kích hoạt hạt" – tức ngâm các loại hạt dinh dưỡng như hạnh nhân, óc chó, hạt phỉ vào nước muối loãng trước khi ăn với niềm tin sẽ loại bỏ phytate. Tuy nhiên, bằng chứng khoa học không ủng hộ quan niệm này.
Một tổng quan khung khái niệm năm 2018 đã chỉ ra sự khác biệt lớn giữa đậu, ngũ cốc và các loại hạt dinh dưỡng [7]. Trong khi ngâm là phương pháp hữu ích đối với cây họ đậu và ngũ cốc – đặc biệt khi chúng được nghiền nhỏ cơ học, thì việc áp dụng trên hạt dinh dưỡng lại mang lại kết quả trái ngược [7]. Hai nghiên cứu công bố phân tích hàm lượng phytate trong hạt dinh dưỡng ngâm nguyên hạt cho thấy nồng độ phytate thậm chí còn tăng lên so với hạt không xử lý [7]. Điều này được giải thích là do lượng phytate thất thoát qua quá trình ngâm là rất ít hoặc không có, kết hợp với sự mất nước trong giai đoạn sấy khô sau ngâm khiến phytate bị cô đặc lại [7].
Điều này được khẳng định rõ nét hơn qua một nghiên cứu thực nghiệm năm 2020 đánh giá các chế độ ngâm khác nhau trên hạnh nhân, hạt phỉ, quả óc chó và đậu phộng (cả dạng nguyên hạt và băm nhỏ) [8]. Các tác giả đã áp dụng 4 quy trình xử lý: để thô, ngâm 12 giờ trong dung dịch muối, ngâm 4 giờ trong dung dịch muối, và ngâm 12 giờ trong nước sạch [8]. Phân tích bằng phương pháp sắc ký lỏng hiệu năng cao (HPLC) và khối phổ plasma cảm ứng (ICP-MS) cho thấy sự khác biệt về nồng độ phytate giữa hạt được xử lý và hạt thô là rất nhỏ, chỉ dao động từ -12% đến +10% [8].
Hơn thế nữa, quá trình ngâm còn làm giảm nồng độ khoáng chất tổng thể, đặc biệt đối với các loại hạt băm nhỏ, và hoàn toàn không cải thiện được tỷ lệ mol giữa phytate và khoáng chất [8]. Kết quả nghiên cứu bác bỏ các tuyên bố cho rằng việc "kích hoạt hạt" giúp tăng sinh khả dụng của chất dinh dưỡng [8]. Do đó, người ăn thuần chay không cần lãng phí thời gian ngâm các loại hạt này với mục đích giảm phytate.
Nhóm đối tượng cần đặc biệt thận trọng với phytate
Sự hiện diện của phytate không ảnh hưởng giống nhau lên tất cả mọi người. Tác động ức chế vi khoáng của hợp chất này gây rủi ro cao nhất ở các nhóm dân số có nhu cầu dinh dưỡng lớn hoặc có khả năng tiếp cận thực phẩm hạn chế.
Đầu tiên là nhóm người ăn chay trường và thuần chay hoàn toàn. Vì chế độ ăn thuần chay phụ thuộc gần như 100% vào nguồn đạm và năng lượng từ ngũ cốc, các loại hạt và đậu nếp, nồng độ phytate trong khẩu phần ăn hàng ngày của họ rất cao [7]. Sự thiếu vắng protein động vật – vốn là yếu tố hỗ trợ hấp thu vi khoáng – khiến tỷ lệ thiếu sắt dinh dưỡng đạt mức cao nhất ở các quần thể sống dựa hoàn toàn vào ngũ cốc và đậu hạt [3]. Bên cạnh đó, protein đậu nành tự thân cũng mang tác động ức chế hấp thu sắt nhất định [3].
Đối tượng thứ hai là trẻ nhỏ trong giai đoạn ăn dặm tại các khu vực phụ thuộc vào thực phẩm thực vật. Phytate là chất ức chế mạnh sự hấp thu sắt bản địa và sắt bổ sung, dẫn đến việc hấp thu sắt kém từ bột ăn dặm nguồn gốc ngũ cốc hoặc đậu là yếu tố chính gây bệnh thiếu máu thiếu sắt ở trẻ em [4]. Trẻ bú mẹ chuyển sang ăn dặm bằng thực vật có nguy cơ không đạt đủ lượng sắt, kẽm và canxi theo khuyến cáo của Tổ chức Y tế Thế giới nếu không có giải pháp xử lý chuyên biệt [2].
Nhóm đối tượng thứ ba là người cao tuổi. Khi quá trình lão hóa diễn ra, khả năng ăn uống và lượng thức ăn tiêu thụ có thể bị suy giảm, mật độ dinh dưỡng của bữa ăn trở nên nghèo nàn [7]. Mức phytate cao trong khẩu phần ăn sẽ làm trầm trọng thêm tình trạng suy dinh dưỡng vi khoáng ở người cao tuổi, đặc biệt là những người theo đuổi chế độ ăn nhiều rau củ hoặc ăn chay [7].
Hướng dẫn áp dụng thực tế trong gian bếp gia đình
Để kiểm soát phytate mà không làm mất đi các dưỡng chất quý giá trong thực phẩm, người tiêu dùng có thể linh hoạt phối hợp các kỹ thuật sinh học đơn giản ngay tại gia đình:
- Thời gian và kỹ thuật ngâm hạt ngũ cốc, họ đậu: Đối với đậu và ngũ cốc nguyên hạt, ngâm nước là bước khởi đầu bắt buộc. Quá trình ngâm tạo độ ẩm kích hoạt enzyme phytase tự nhiên phân giải phytate [3], [1]. Thời gian ngâm hiệu quả thường kéo dài từ vài giờ đến qua đêm. Lưu ý nên loại bỏ nước ngâm cũ và thay nước sạch trước khi nấu để loại bỏ các chất hòa tan trôi ra ngoài. Cần ghi nhớ rằng đậu có môi trường tối ưu cho phytase ở pH trung tính hoặc kiềm nhẹ, do đó không nên cho các gia vị có tính axit (như chanh, giấm) vào nước ngâm đậu ban đầu [3]. Ngược lại, kỹ thuật này không cần thiết áp dụng cho các loại hạt vỏ cứng như hạnh nhân, óc chó vì không đem lại tác dụng giảm phytate [7], [8].
- Kỹ thuật ủ mầm (nảy mầm): Sau khi ngâm hạt họ đậu hoặc hạt ngũ cốc, để ráo nước và giữ ẩm trong khăn vải hoặc hũ ủ thoáng khí trong 24–48 giờ cho đến khi hạt nhú mầm non. Quá trình nảy mầm kích hoạt mạnh mẽ hệ thống enzyme nội sinh, giúp thủy phân sâu các chuỗi hexaphosphate của axit phytic thành các dạng inositol có số lượng nhóm phốt phát thấp hơn, qua đó triệt tiêu khả năng liên kết với khoáng chất [3], [1].
- Kết hợp lên men truyền thống: Lên men là phương pháp đem lại hiệu quả phân giải phytate vượt trội nhất. Khi kết hợp ngâm, ủ mầm rồi tiến hành lên men (ví dụ lên men bột ngô, bột ngũ cốc với các vi khuẩn axit lactic), tỷ lệ loại bỏ phytate có thể lên tới hơn 85%, đồng thời cải thiện mạnh mẽ tỷ lệ hấp thu sắt và kẽm, đồng thời gia tăng hàm lượng protein [6]. Việc sử dụng các món đậu lên men như tempeh, natto, miso cũng là giải pháp thay thế tuyệt vời cho bữa ăn thuần chay.
- Tối ưu hóa phối hợp thực phẩm: Trong các bữa ăn sử dụng ngũ cốc và đậu pha với nước, việc loại bỏ hoàn toàn phytate có thể thúc đẩy hấp thu sắt tăng gấp 12 lần [4]. Tuy nhiên, nếu dùng chung các loại ngũ cốc này với sữa, canxi và các thành phần trong sữa sẽ ức chế hấp thu sắt và triệt tiêu lợi ích từ việc khử phytate [4]. Để tăng cường hấp thu sắt từ các bữa ăn giàu thực vật hoặc sữa công thức từ đậu nành, người dùng nên bổ sung axit ascorbic (vitamin C) thông qua các loại rau quả tươi giàu vitamin C ăn kèm [4].
Sự hiện diện của phytate trong chế độ ăn thuần chay là một thực tế tự nhiên không thể tránh khỏi. Thay vì lo lắng hoặc loại bỏ hoàn toàn các loại đậu và ngũ cốc nguyên cám giàu dinh dưỡng, người ăn chay nên chủ động áp dụng các phương pháp sơ chế sinh học như ngâm, nảy mầm và lên men. Sự kết hợp khéo léo giữa khoa học dinh dưỡng và kỹ thuật chế biến truyền thống sẽ giúp bảo vệ lượng khoáng chất quý giá cho cơ thể, hướng tới một lối sống thuần chay thực sự khỏe mạnh.
