Nhiều người chọn bột mì nguyên cám vì giàu chất xơ, vitamin và khoáng chất hơn bột mì trắng tinh luyện. Tuy nhiên, ăn nhiều ngũ cốc nguyên hạt đôi khi không mang lại lượng vi chất như mong đợi do cơ thể khó hấp thu. Nguyên nhân nằm ở chất kháng dinh dưỡng tự nhiên có sẵn trong vỏ cám hạt ngũ cốc [1].
Men bánh mì thông thường và men bột chua (sourdough) giúp giải quyết rào cản này bằng cách phá hủy phytate thông qua quá trình lên men tự nhiên [1, 2]. Nhờ đó, khoáng chất sắt bị "giam cầm" được giải phóng thành dạng tự do, giúp đường ruột hấp thu dễ dàng hơn [1, 7].
"Kẻ cản đường" hấp thu sắt trong ngũ cốc nguyên cám
Ngũ cốc nguyên hạt và các loại đậu là nguồn cung cấp dồi dào các khoáng chất quan trọng như sắt, kẽm, canxi [1]. Tuy vậy, giá trị sinh học của các khoáng chất này trong thực vật thường rất thấp [1]. Tình trạng thiếu hụt vi chất, nhất là thiếu sắt dẫn đến thiếu máu dinh dưỡng, còi xương hoặc suy giảm miễn dịch, là vấn đề sức khỏe phổ biến [1].
Thực vật chứa phytate, dạng muối của axit phytic (inositol-hexakisphosphate hay IP6) [1]. Hợp chất này liên kết chặt chẽ với các ion kim loại đa hóa trị như sắt, kẽm, canxi, magie cũng như protein trong hạt [2]. Khi liên kết này hình thành, ruột người không thể bẻ gãy để hấp thu khoáng chất hiệu quả [1, 2].
Thông thường, tỷ lệ mol giữa IP6 và sắt (IP6:Fe) trong bánh mì nguyên cám cao hơn 1, mức cản trở sự hấp thu sắt [3]. Các nhà khoa học ước tính cần hạ tỷ lệ mol IP6:Fe xuống khoảng từ 1 đến 0,4 để cải thiện sinh khả dụng của sắt từ ngũ cốc [3].
Cơ chế lên men giải phóng sắt tự do
Phytate có thể bị thủy phân bởi enzyme phytase [1]. Enzyme này tồn tại tự nhiên bên trong hạt thực vật (phytase nội sinh) và cũng được sản sinh bởi nhiều loài vi sinh vật [1]. Quá trình chế biến thực phẩm bằng lên men kích hoạt enzyme nội sinh sẵn có hoặc bổ sung enzyme do vi khuẩn tiết ra [1].
Khi lên men bột chua, vi khuẩn axit lactic (LAB) sản sinh các axit hữu cơ làm giảm độ pH của khối bột [4, 6]. Môi trường axit này tạo điều kiện tối ưu cho phytase hoạt động để bẻ gãy liên kết phytate [2]. Phytase từ vi sinh vật có độ ổn định cao hơn ở nhiệt độ và dải pH cao hơn so với enzyme thực vật, giúp quá trình phân hủy diễn ra triệt để [4].
Ngoài phân hủy trực tiếp axit phytic, quá trình lên men còn làm lỏng lẻo cấu trúc nền chứa khoáng chất [5]. Enzyme phytase và alpha-amylase lần lượt phân giải phytate và tinh bột, giải phóng vi chất bị giữ chặt trong mạng lưới hạt [5]. Một số vi sinh vật lên men còn có khả năng phân hủy chất xơ, làm nền thực phẩm thêm thông thoáng và giúp khoáng chất dễ tiếp cận hơn [5].
Bằng chứng khoa học về men bánh mì và bột chua
Một nghiên cứu năm 2017 so sánh ba quy trình làm bánh mì nguyên cám thương mại tại Anh: quy trình làm nhanh CBP, quy trình lên men thông thường và quy trình lên men bột chua kéo dài [3]. Kết quả ghi nhận hàm lượng IP6 trong bánh mì bột chua giảm nhiều hơn 25% so với hai phương pháp còn lại [3]. Trước đó, các thử nghiệm cho thấy ủ bột chua trong 4 giờ làm giảm khoảng 60% IP6, so với mức giảm 40% của bột lên men men bánh thông thường và mẫu đối chứng không có chất gây nở [3]. Đáng chú ý, quy trình bột chua đưa IP6 xuống dưới ngưỡng phát hiện, kéo tỷ lệ mol IP6:Fe xuống dưới 1 và giúp lượng sắt sinh khả dụng tăng gấp 8 lần trong mô hình tế bào ruột in vitro [3].
Năm 2003, một nghiên cứu trên chuột Wistar kéo dài 21 ngày đã so sánh hiệu quả hấp thu khoáng chất giữa các chế độ ăn: đối chứng, bột mì nguyên cám hoàn nguyên, bánh mì men công nghiệp và bánh mì bột chua [6]. Hàm lượng phytate trong bánh mì men thường giảm 52%, trong khi bánh mì bột chua giảm tới 71% so với bột mì ban đầu [6]. Bột mì nguyên cám chưa qua chế biến làm giảm cân bằng sắt, gan và huyết tương có nồng độ sắt thấp hơn [6]. Lên men men thông thường giúp trung hòa tác động xấu của bột cám lên hấp thu sắt, còn lên men bột chua làm tăng hấp thu sắt rõ rệt [6]. Bánh mì bột chua cũng tối đa hóa hấp thu kẽm, tăng hấp thu đồng và magie ở chuột [6].
Nghiên cứu năm 2019 về lên men giả ngũ cốc (quinoa, canihua, dền) chỉ ra rằng lên men dạng bột làm giảm phytate từ 64% đến 93%, cao hơn nhiều so với để nguyên hạt (12% đến 51%) [7]. Khi bổ sung chủng vi khuẩn Lactobacillus plantarum 299v, nồng độ axit lactic đạt 76,8 đến 82,4 g/kg vật chất khô, kéo nhanh pH xuống mức 4 [7]. Độ hòa tan khoáng chất tăng từ 1,7 đến 4,6 lần và tỷ lệ mol phytate:khoáng chất giảm từ 1,5 đến 4,2 lần [7].
Lợi ích cộng hưởng và giới hạn của bằng chứng
Ngoài việc giải phóng khoáng chất như sắt, kẽm, canxi, magie, quá trình axit hóa do vi khuẩn lactic còn làm tăng nồng độ các hợp chất có hoạt tính sinh học như polyphenol [8]. Bột chua còn cải thiện độ mềm ruột bánh, giảm tốc độ ôi thiu và ức chế các loại vi khuẩn gây hỏng bánh như Bacillus nhờ axit hữu cơ và chất kháng khuẩn tự nhiên [8]. Axit lactic tương tác với tinh bột và gluten, giảm khả dụng của tinh bột và hạ chỉ số đường huyết của bánh [8].
Dù vậy, hiệu quả giải phóng sắt phụ thuộc nhiều vào nguyên liệu ban đầu. Ở các loại ngũ cốc giàu tannin như lúa miến (sorghum), quá trình lên men có thể thủy phân tannin cô đặc thành các hợp chất phenol tự do [5]. Phenol này lại tiếp tục liên kết với khoáng chất, khiến lượng sắt sinh khả dụng không tăng dù phytate đã bị phân hủy [5]. Ngoài ra, phần lớn dữ liệu đến từ các mô hình phòng thí nghiệm (in vitro) hoặc trên động vật, cần thêm các can thiệp lâm sàng dài hạn trên người để lượng hóa chính xác mức cải thiện chỉ số sắt huyết thanh [1, 2, 5].
Những hiểu lầm thường gặp
Nhiều người tin rằng cứ ăn ngũ cốc nguyên cám là nhận đủ sắt mà không cần quan tâm đến cách chế biến. Thực tế, nếu không qua quá trình lên men hoặc xử lý nhiệt, lượng phytate cao sẽ giữ lại phần lớn sắt, đào thải ra ngoài mà ruột không kịp hấp thu [1, 5].
Một lầm tưởng khác là men bánh mì thông thường (bột nở, men khô) mang lại hiệu quả tương đương bột chua. Men bánh mì công nghiệp có hỗ trợ giảm phytate, nhưng quy trình lên men nhanh khó hạ pH đủ sâu để kích hoạt tối đa enzyme phytase [2, 4]. Lên men bột chua kéo dài với sự tham gia của vi khuẩn lactic tạo môi trường axit tối ưu hơn, giúp triệt tiêu phytate sâu hơn [2, 4, 5].
Nhiệt độ ủ bột cũng thường bị ngộ nhận là yếu tố quyết định tốc độ loại bỏ phytate. Nghiên cứu thực nghiệm chứng minh thời gian lên men mới là yếu tố cốt lõi, trong khi nhiệt độ hầu như không ảnh hưởng lớn đến tốc độ suy giảm của axit phytic [2].
Ai nên thận trọng khi áp dụng?
Bánh mì bột chua nguyên cám là lựa chọn tốt cho sức khỏe, nhưng người có bệnh lý nền dạ dày hoặc hội chứng ruột kích thích cần chú ý lượng ăn. Vị chua tự nhiên từ axit lactic và axit axetic trong bánh mì sourdough có thể gây cảm giác cồn cào nếu ăn lúc bụng quá đói.
Người bệnh đang điều trị thiếu máu do thiếu sắt nặng hoặc phụ nữ mang thai cần tham khảo ý kiến bác sĩ chuyên khoa để dùng thuốc bổ sung phù hợp. Bánh mì lên men chỉ hỗ trợ tăng hấp thu dinh dưỡng từ bữa ăn, không thể thay thế phác đồ điều trị y khoa. Bệnh nhân tiểu đường cũng cần tính toán lượng carbohydrate trong khẩu phần bánh mì để kiểm soát đường huyết ổn định.
Ứng dụng thực tế để tối ưu hấp thu sắt
Để tận dụng cơ chế phân hủy phytate, người tiêu dùng nên ưu tiên các loại bánh mì ghi rõ "men tự nhiên" hoặc "sourdough" với thời gian ủ bột kéo dài [2, 4]. Bột mì nên được xay mịn trước khi ủ vì dạng bột giúp phytase phân giải phytate tốt hơn nhiều so với hạt nguyên vẹn [7].
Khi tự làm bánh tại nhà, kéo dài thời gian ủ bột từ 2 đến 4 giờ hoặc ủ chậm qua đêm để vi khuẩn lactic sản sinh đủ axit hữu cơ [2, 4]. Việc kết hợp thêm các chủng vi khuẩn lactic thân thiện như Lactobacillus plantarum đã được chứng minh giúp tăng hấp thu sắt không chứa nhóm hem và cải thiện tình trạng sắt ở phụ nữ [3, 8].
Ngoài ra, kết hợp bánh mì nguyên cám lên men với thực phẩm giàu vitamin C (cam, ớt chuông, dâu tây) trong bữa ăn giúp khoáng chất sắt chuyển sang dạng hòa tan dễ hấp thu hơn. Tránh uống trà đậm đặc hoặc cà phê ngay trong bữa ăn vì tannin trong các thức uống này có thể tái liên kết với sắt vừa được giải phóng [5].
Hiểu rõ vai trò của men bánh mì và bột chua giúp chúng ta lựa chọn thực phẩm thông minh hơn. Lên men tự nhiên biến ngũ cốc nguyên cám từ nguồn thực phẩm khó tiêu hóa thành món ăn giàu dưỡng chất, hỗ trợ cung cấp vi chất an toàn cho cả gia đình.
