Thói quen chế biến và câu hỏi về hoạt chất trong bắp cải

Nhiều người nội trợ có thói quen thái nhỏ bắp cải rồi thả ngay vào nồi nước sôi hoặc chảo dầu nóng để rau giữ được độ giòn ngọt. Gần đây, trên các diễn đàn nấu ăn và chăm sóc sức khỏe lan truyền mẹo: bắp cải sau khi xắt nhỏ nên để nghỉ trên thớt một khoảng thời gian trước khi nấu nhằm gia tăng hoạt chất chống oxy hóa và ngừa ung thư. Liệu phương pháp này có cơ sở khoa học hay chỉ là lời đồn vô căn cứ?

Câu trả lời ngắn gọn là: Mẹo này có cơ sở khoa học rất vững chắc dựa trên đặc tính sinh học của các loại rau họ cải [1], [2]. Bắp cải chứa tiền chất glucosinolate và một loại enzyme đặc biệt tên là myrosinase [1], [2]. Khi bắp cải còn nguyên vẹn, hai chất này nằm tách biệt ở các khoang tế bào khác nhau [1], [2]. Việc cắt thái làm rách thành tế bào, giải phóng myrosinase để enzyme này tiếp xúc và thủy phân glucosinolate thành isothiocyanate (ITC) – nhóm hoạt chất chống ung thư và chống oxy hóa mạnh mẽ [1], [2].

Nếu cho bắp cải vào nhiệt độ cao ngay lập tức, enzyme myrosinase vốn nhạy cảm với nhiệt sẽ bị phá hủy trước khi kịp tạo ra hoạt chất [1], [3]. Ngược lại, việc để rau nghỉ một thời gian sau khi thái cho phép phản ứng chuyển hóa này diễn ra trọn vẹn ở nhiệt độ phòng [1], [4].

Cơ chế "kích hoạt vũ khí hóa học" khi tế bào rau bị cắt rách

Trong tự nhiên, các loại rau họ cải như bắp cải, súp lơ xanh không chứa sẵn isothiocyanate tự do ở nồng độ cao [1], [2]. Thay vào đó, chúng lưu trữ tiền chất glucosinolate [1], [2]. Đây là một nhóm hợp chất glucoside chứa lưu huỳnh tương đối trơ và ổn định [2]. Để bảo vệ cây trước sự tấn công của sâu bọ hoặc động vật ăn thực vật, cây giữ sẵn enzyme myrosinase ở một ngăn riêng [2].

Khi có tác động cơ học như sâu bọ cắn phá, con người cắt thái hay nhai, các tế bào thực vật bị xé rách [1], [2]. Rào cản ngăn cách bị phá vỡ, đưa enzyme myrosinase tiếp xúc trực tiếp với glucosinolate [2]. Myrosinase đóng vai trò như một chất xúc tác, giải phóng đường glucose và phân cắt chuỗi glucosinolate thành các dẫn xuất sinh học, nổi bật nhất là các hợp chất isothiocyanate [2].

Isothiocyanate là những hợp chất có hoạt tính sinh học rất cao, có khả năng kích thích các enzyme giải độc Pha II (Phase II enzymes) trong tế bào [5], [2]. Ngoài ra, isothiocyanate còn có khả năng ức chế quá trình nguyên phân và thúc đẩy chu trình chết tự nhiên (apoptosis) của tế bào khối u [2], [6]. Tuy nhiên, nếu rau bị thả ngay vào nước sôi, myrosinase sẽ bị vô hiệu hóa bởi nhiệt độ cao, khiến lượng glucosinolate chưa kịp chuyển đổi phải đi thẳng vào đường tiêu hóa [3], [2].

Các bằng chứng khoa học nói gì về cách chế biến và enzyme myrosinase?

Mối liên hệ giữa phương pháp chế biến, nhiệt độ và sự hình thành isothiocyanate đã được nhiều nhóm nghiên cứu phân tích chi tiết.

Nghiên cứu về tác động của các phương pháp nấu nướng đối với sản lượng isothiocyanate từ rau họ cải năm 2020 cho thấy sự khác biệt rất lớn giữa các cách chế biến [1]. Lấy sản lượng ITC từ rau sống làm mốc tham chiếu, nhóm tác giả phát hiện luộc, hầm và nướng bánh quy làm giảm lượng ITC; ngược lại, xào, hấp và quay lò vi sóng lại làm tăng lượng ITC thu được [1]. Nghiên cứu chỉ ra việc hầm nhừ bắp cải làm giảm tới 99% lượng ITC do nhiệt độ cao kéo dài tiêu diệt enzyme [1]. Trong khi đó, việc xào nhanh trên súp lơ xanh có thể làm tăng lượng ITC lên tới 11 lần [1].

Lý do của hiện tượng này nằm ở sự tương tác giữa myrosinase và một protein đồng hành có tên là ESP (epithiospecifier protein) [1], [4]. Khi glucosinolate bị thủy phân, myrosinase hướng tới việc tạo ra ITC có lợi, nhưng ESP lại lái phản ứng sang hướng tạo thành nitril – chất không có hoạt tính chống ung thư tương đương [1], [4]. May mắn thay, protein ESP kém bền nhiệt hơn myrosinase [1]. Khi xử lý nhiệt nhẹ ở 60–70 độ C trong 5–10 phút, ESP bị phá hủy hoàn toàn trong khi myrosinase vẫn giữ được hoạt tính, giúp sản lượng ITC tăng từ 3 đến 7 lần (hoặc gấp 5 lần theo ghi nhận thực tế) [1], [4]. Tuy nhiên, nếu nhiệt độ vượt quá ngưỡng này hoặc nấu quá lâu, myrosinase cũng bị bất hoạt và sản lượng ITC tụt dốc không phanh [1].

Một nghiên cứu khác năm 2014 đánh giá sản lượng isothiocyanate từ các loại rau họ cải sống tiêu thụ tại Mỹ đã tiến hành bổ sung enzyme myrosinase ngoại sinh vào các mẫu rau tươi đã qua xử lý nghiền cắt [4]. Kết quả cho thấy sản lượng ITC trước và sau khi bổ sung thêm enzyme là hoàn toàn tương đương nhau ở bắp cải, súp lơ xanh, súp lơ trắng và cải Brussels [4]. Điều này khẳng định lượng myrosinase nội sinh có sẵn bên trong bắp cải đã đủ 100% để chuyển hóa toàn bộ tiền chất glucosinolate thành isothiocyanate khi tế bào bị phá vỡ [4].

Tầm quan trọng của myrosinase còn được chứng minh trên cơ thể sống. Trong một nghiên cứu năm 2010 trên chuột thí nghiệm C3H/HeJ trong 2 tuần, các nhà khoa học cho chuột ăn chế độ chứa 20% cải Brussels chưa chần (còn hoạt tính myrosinase) so với nhóm ăn 20% cải Brussels đã chần qua nước sôi (myrosinase đã bị bất hoạt) [5]. Kết quả cho thấy chuột ăn cải còn enzyme myrosinase có nồng độ sulforaphane trong huyết tương cao hơn đáng kể [5]. Nồng độ này tỷ lệ thuận với mức biểu hiện của các enzyme giải độc gan (CYP1A1, epoxide hydrolase) và phổi (thioredoxin reductase, heme oxygenase, CYP1A2, CYP1B1...) [5].

Ngoài ra, thí nghiệm năm 2022 trên dòng tế bào ung thư biểu mô tuyến phổi người A549 đã chứng minh hiệu lực của hoạt chất này [6]. Khi gắn enzyme myrosinase lên màng tế bào ung thư và cho tiếp xúc với sinigrin (loại glucosinolate chính trong rau họ cải), 20 micromol sinigrin đã ức chế khoảng 60% sự phát triển của tế bào ung thư sau 48 giờ thông qua việc kích hoạt caspase-3/7 để gây chết tế bào [6].

Hệ vi sinh vật đường ruột có thể "sửa sai" nếu nấu chín rau không?

Nếu lỡ nấu chín bắp cải ngay từ đầu và tiêu diệt mất enzyme thực vật thì sao? Một nghiên cứu năm 2002 trên mô hình ruột già in vitro sử dụng hệ vi sinh vật đường ruột từ người đã giải đáp thắc mắc này [3].

Khi glucosinolate nguyên vẹn trôi xuống đại tràng do myrosinase thực vật đã bị nhiệt phá hủy, hệ vi khuẩn bản địa tại đại tràng có thể sản sinh myrosinase vi khuẩn để tiếp tục chuyển hóa sinigrin thành allyl isothiocyanate (AITC) [3], [2]. Nồng độ đỉnh của AITC trong mô hình ruột được quan sát thấy sau 9 đến 12 giờ [3].

Tuy nhiên, hiệu suất chuyển đổi của vi khuẩn đường ruột rất dao động và thấp hơn nhiều so với enzyme từ rau tươi. Với dịch cấy vi sinh chung, tỷ lệ chuyển đổi chỉ đạt từ 1% đến 4% [3]. Khi thử nghiệm trên hệ vi sinh vật của từng cá thể người riêng biệt, tỷ lệ chuyển đổi dao động từ 10% đến 30% (trung bình chỉ đạt 19%) [3]. Hơn nữa, sau khi tiêu thụ rau họ cải, các chất chuyển hóa ITC chỉ mất khoảng 2 đến 3 giờ để xuất hiện trong nước tiểu nếu được hấp thu từ ruột non nhờ myrosinase thực vật [2]. Như vậy, trông cậy hoàn toàn vào vi khuẩn đường ruột sẽ làm mất đi phần lớn tiềm năng hoạt chất của bắp cải [3].

Điều thú vị là bản thân các phân tử glucosinolate nguyên vẹn (như glucoraphanin và glucoerucin) khi chưa bị phân giải cũng có tác động sinh học nhất định. Nghiên cứu năm 2010 trên các lát cắt gan chuột cho thấy các glucosinolate nguyên vẹn có khả năng tăng cường hoạt tính enzyme chuyển hóa chất sinh ung thư như CYP1A1, CYP1A2 và quinone reductase [7]. Tuy nhiên, khi có mặt myrosinase, hiệu ứng kích hoạt các enzyme bảo vệ này được nhân lên mạnh mẽ hơn rất nhiều [7].

Hiểu lầm thường gặp khi áp dụng mẹo để bắp cải nghỉ

Nhiều người lầm tưởng rằng thời gian để rau nghỉ sau khi xắt càng lâu thì lượng chất chống oxy hóa sinh ra càng nhiều, thậm chí để qua đêm. Đây là hiểu lầm tai hại. Isothiocyanate sinh ra từ phản ứng myrosinase là các hợp chất dễ bay hơi và dễ bị phân hủy nếu tiếp xúc lâu với không khí ngoài môi trường [2], [8]. Để rau quá lâu sau khi thái còn làm hao hụt các vitamin nhạy cảm khác và tăng nguy cơ nhiễm khuẩn thực phẩm.

Một hiểu lầm khác là bắp cải bắt buộc phải ăn sống hoàn toàn mới có lợi. Dù rau sống bảo tồn tối đa hoạt tính myrosinase tự nhiên [1], [4], nhưng việc chế biến gia nhiệt nhẹ nhàng như xào nhanh, hấp chín tới lại phá hủy protein ESP gây hại, từ đó tạo ra lượng isothiocyanate cao hơn cả khi ăn sống [1], [4]. Ngược lại, luộc nhiều nước hoặc hầm nhừ bắp cải lại làm hao hụt tới 99% lượng hoạt chất do nhiệt độ cao và hiện tượng rửa trôi hoạt chất vào nước luộc [1], [2].

Những ai nên thận trọng khi tiêu thụ rau họ cải?

Mặc dù bắp cải và các hợp chất isothiocyanate mang lại nhiều lợi ích tiềm năng cho sức khỏe đường tiêu hóa và gan mật [3], [5], [2], một số nhóm đối tượng vẫn cần lưu ý khi sử dụng.

Các nghiên cứu sinh học hiện hành về cơ chế enzyme myrosinase và tế bào ung thư phần lớn được thực hiện trên động vật thí nghiệm (chuột), dòng tế bào nuôi cấy trong ống nghiệm hoặc các mô hình mô phỏng ruột [3], [5], [6], [7]. Các dữ liệu này cho thấy tiềm năng to lớn nhưng chưa thể thay thế cho các can thiệp y khoa lâm sàng [3], [5].

Đối với những người có vấn đề về tuyến giáp hoặc đang mắc các hội chứng rối loạn tiêu hóa nghiêm trọng, việc ăn quá nhiều rau họ cải sống hoặc dung nạp lượng lớn hợp chất lưu huỳnh có thể gây đầy hơi, khó tiêu hoặc ảnh hưởng đến chức năng tuyến giáp nếu thiếu hụt i-ốt. Những người có bệnh lý nền đường ruột mạn tính hoặc đang dùng các loại thuốc điều trị đặc hiệu nên tham khảo ý kiến của bác sĩ hoặc chuyên gia dinh dưỡng để xây dựng lượng ăn phù hợp nhất.

Hướng dẫn áp dụng trong gian bếp gia đình

Để tối ưu hóa lượng hoạt chất chống oxy hóa từ bắp cải dựa trên các bằng chứng khoa học sẵn có, bạn có thể thực hiện theo quy trình sau:

Thứ nhất, về cách sơ chế: Rửa sạch bắp cải trước khi thái. Cắt hoặc băm nhỏ bắp cải để tạo điều kiện tối đa cho các màng tế bào bị xé rách, giải phóng myrosinase tiếp xúc với glucosinolate [1], [2].

Thứ hai, thời gian nghỉ: Để phần bắp cải đã thái nghỉ ở nhiệt độ phòng trong khoảng 10 đến 15 phút. Khoảng thời gian này là vừa đủ để enzyme hoàn tất việc chuyển hóa mà không làm thất thoát các chất bay hơi hữu ích [1], [8].

Thứ ba, phương pháp nấu: Ưu tiên các phương pháp nấu nhanh, dùng ít nước như hấp chín tới, xào nhanh với lửa lớn hoặc quay lò vi sóng [1]. Tránh việc luộc nhiều nước rồi đổ bỏ nước luộc, hoặc hầm bắp cải quá nhừ, vì nhiệt độ cao kéo dài sẽ triệt tiêu enzyme và làm giảm tới 99% lượng hợp chất có hoạt tính sinh học [1], [2].

Tóm lại, mẹo xắt và để nghỉ bắp cải trước khi nấu là một ứng dụng khoa học thú vị và hoàn toàn chính xác để bảo vệ các hoạt chất quý. Kết hợp mẹo nhỏ này cùng thói quen ăn uống đa dạng, cân bằng các nhóm thực phẩm sẽ giúp bạn tận dụng tối đa giá trị dinh dưỡng tự nhiên từ rau củ để nâng cao sức khỏe mỗi ngày.