Nhiều người có thói quen nấu thịt thật kỹ, ninh nhừ hoặc nướng cháy cạnh vì lo ngại vi khuẩn và giun sán. Tuy nhiên, không ít người lại băn khoăn liệu việc nấu quá lâu ở nhiệt độ cao có làm "cháy" mất dưỡng chất, làm biến tính hay giảm lượng đạm quý giá trong bữa ăn hàng ngày hay không.

Câu trả lời từ các bằng chứng khoa học thực nghiệm là nhiệt độ cao không làm mất đi tổng lượng axit amin thiết yếu của thịt, nhưng làm biến đổi sâu sắc cấu trúc không gian của protein. Hiện tượng này quyết định trực tiếp đến tốc độ tiêu hóa ở dạ dày, mức độ hấp thu tại ruột non và sự hình thành các gốc oxy hóa hay sản phẩm glycat hóa bền vững (AGEs).

Bản chất của sự biến tính protein khi gặp nhiệt độ

Protein trong cơ bắp động vật vốn có cấu trúc bậc ba cuộn gập phức tạp. Khi tiếp xúc với nhiệt độ gia tăng, cấu trúc không gian bền vững dạng xoắn alpha của các sợi cơ như myosin bắt đầu bung ra, làm lộ các nhóm phân tử nằm sâu bên trong ra môi trường ngoài [1]. Sự mở cuộn chuỗi polypeptide ở mức nhiệt vừa phải là một phản ứng biến tính tự nhiên hoàn toàn có lợi cho hoạt động tiêu hóa.

Khi các chuỗi protein duỗi thẳng, các điểm liên kết peptide vốn bị giấu kín sẽ lộ diện. Nhờ đó, các enzyme phân giải protein trong đường tiêu hóa, điển hình là men pepsin của dịch vị dạ dày, có thể dễ dàng tiếp cận và cắt nhỏ chuỗi đạm thành các đoạn peptide ngắn hơn [2], [3]. Đây là lý do tại sao thịt chín mềm lại dễ tiêu hơn thịt sống ở giai đoạn đầu của ống tiêu hóa.

Tuy nhiên, nếu mức nhiệt tiếp tục tăng vọt hoặc thời gian đun nấu kéo dài quá mức, protein sau khi mở cuộn sẽ không dừng lại ở trạng thái tự do. Các chuỗi polypeptide bị oxy hóa sẽ tương tác với nhau, làm tăng tính kỵ nước trên bề mặt và nhanh chóng kết tụ lại thành các khối polymer ngẫu nhiên, bền chặt và khó hòa tan [3], [4], [1].

Nấu vừa và nấu quá kỹ tác động khác nhau thế nào đến tiêu hóa?

Các thí nghiệm mô phỏng tiêu hóa trong ống nghiệm (in vitro) làm sáng tỏ cơ chế khác biệt rõ rệt giữa hai mức nhiệt. Khi xử lý thịt ở nhiệt độ khoảng 70 độ C, protein bị biến tính ở mức tối ưu giúp gia tăng rõ rệt tốc độ cắt mạch của men pepsin [2], [3]. Nghiên cứu cấu trúc myosin công bố năm 2023 xác nhận cấu trúc bậc ba của protein mở cuộn hiệu quả ở mốc 70 độ C [1].

Trái lại, việc gia nhiệt lên trên 100 độ C hoặc kéo dài thời gian đun nấu kích hoạt quá trình oxy hóa hình thành nhóm carbonyl và mất đi các nhóm thiol tự do [3], [4]. Sự oxy hóa này thúc đẩy các chuỗi đạm kết tụ bất thường, trực tiếp làm chậm tốc độ phân giải của men pepsin và làm tăng hằng số Michaelis (Km) của enzyme, đồng thời tạo ra các chuỗi peptide dài khó phân cắt hơn [2], [3], [1].

Dù tốc độ cắt mạch ban đầu ở dạ dày bị cản trở bởi hiện tượng vón tụ, một số nghiên cứu ống nghiệm ghi nhận quá trình tiêu hóa tổng thể cuối cùng của protein thịt vẫn có thể được duy trì nhờ sự hỗ trợ của các enzyme dịch tụy ở ruột non [2], [4].

Nghiên cứu trên cơ thể sống: Minipig và người tình nguyện

Để kiểm chứng xem các hiện tượng quan sát trong ống nghiệm có thực sự diễn ra trong cơ thể hay không, các nhà khoa học đã tiến hành đo đạc trực tiếp trên động vật và người.

Một nghiên cứu năm 2013 thực hiện trên 6 con lợn thu nhỏ (minipig) có đặt ống thông hồi tràng và ống thông động mạch đã đánh giá quá trình tiêu hóa thịt bê được đánh dấu đồng vị nitơ 15N [5]. Thịt được xử lý ở ba mức nhiệt độ lõi là 60 độ C, 75 độ C và 95 độ C trong 30 phút, với ba mức khẩu phần đạm khác nhau (1, 1,45 và 1,90 g/kg thể trọng) [5]. Kết quả cho thấy tốc độ tiêu hóa biểu hiện qua sự xuất hiện của axit amin trong máu suốt 3 giờ đầu đạt mức cao nhất ở nhóm ăn thịt nấu 75 độ C so với hai nhóm 60 độ C và 95 độ C [5]. Đáng chú ý, tỷ lệ tiêu hóa thực tế tại hồi tràng đạt mức trung bình 95% và thành phần axit amin không hề bị thay đổi bởi nhiệt độ nấu hay lượng ăn vào, chứng minh nhiệt độ chỉ điều hòa tốc độ hấp thu chứ không làm suy giảm hiệu suất tiêu hóa ở ruột non hay làm tăng lượng đạm thừa trôi xuống đại tràng [5].

Thử nghiệm lâm sàng năm 2015 trên 16 người tình nguyện trẻ tuổi (5 nữ, 11 nam, độ tuổi 28 ± 8) được đặt ống thông ruột kép tại hồi tràng tiếp tục khẳng định điều này [6]. Những người tham gia ăn bữa ăn thử nghiệm chứa 120 g thịt bò đánh dấu 15N, được nấu ở mức 55 độ C trong 5 phút (8 người) hoặc 90 độ C trong 30 phút (8 người) [6]. Kết quả theo dõi mẫu dịch ruột, máu và nước tiểu trong 8 giờ cho thấy:

  • Tỷ lệ tiêu hóa protein có xu hướng giảm nhẹ ở nhóm ăn thịt nấu chín kỹ (90,1% ± 2,1%) so với nhóm nấu nhiệt thấp (94,1% ± 0,7%) với mức ý nghĩa thống kê P = 0.08 [6].
  • Số lượng và kích thước các mảnh vụn thức ăn trong dịch hồi tràng không khác biệt giữa hai nhóm, dù quan sát dưới kính hiển vi vẫn thấy các sợi cơ còn nguyên vẹn xuất hiện rải rác [6].
  • Động học xuất hiện nitơ 15N trong protein huyết tương, axit amin tự do và urê tương đương nhau giữa hai chế độ nấu [6].
  • Lượng nitơ ngoại sinh bị mất qua quá trình khử amin giữ nguyên ở mức 21,2% ± 0,8% tổng lượng nitơ ăn vào [6].

Mối liên hệ với AGEs và quá trình oxy hóa khi nấu nhiệt cao

Nấu thịt ở cường độ nhiệt cao không chỉ ảnh hưởng đến cấu trúc sợi cơ mà còn thúc đẩy các phản ứng oxy hóa chất béo và đạm, dẫn tới sự tích tụ các hợp chất có hại. Trong quá trình tiêu hóa ở đường tiêu hóa, các gốc oxy hóa như hexanal, 4-hydroxynonenal (4-HNE), malondialdehyde (MDA) và sản phẩm glycat hóa bền vững AGEs (điển hình là N-carboxymethyl-lysine - CML) tiếp tục gia tăng [7].

Một nghiên cứu năm 2021 về quá trình tiêu hóa mô phỏng thịt lợn cho thấy việc nấu ở cường độ nhiệt cao làm gia tăng các chỉ số oxy hóa và thúc đẩy sinh ra CML trong suốt giai đoạn dịch vị và tá tràng [7]. Tuy nhiên, nghiên cứu này cũng chỉ ra carnosine – một dipeptide tự nhiên có sẵn trong cơ thịt động vật – đóng vai trò bảo vệ quan trọng [7]. Hàm lượng carnosine cao giúp giảm đáng kể sự hình thành protein carbonyl, hạn chế mất nhóm thiol và giảm nồng độ các chất độc hại như 4-HNE, MDA và CML, đặc biệt trong các phần thịt nạc được nấu ở nhiệt độ vừa phải [7]. Khi thịt bị đun nấu quá gắt, nồng độ carnosine tự do bị suy giảm do phải tiêu hao để trung hòa các gốc oxy hóa [7].

Bên cạnh đó, các nghiên cứu năm 2018 phân tích các loại thịt đỏ, gia cầm và thủy sản cũng lưu ý rằng sự hòa tan và biến tính đạm còn phụ thuộc chặt chẽ vào độ ẩm và nồng độ khoáng chất của từng loại thịt khi chịu nhiệt [8]. Sự kết tụ không tan nếu thoát khỏi ruột non để xuống đại tràng có thể bị hệ vi sinh lên men sinh ra các chất bất lợi cho niêm mạc ruột [6].

Hiểu lầm thường gặp khi nấu chín thịt

Nhiều người lầm tưởng rằng đun thịt càng lâu thì protein càng bị "phân hủy mất dạng". Trên thực tế, liên kết peptide rất bền; nhiệt độ nấu nướng gia đình thông thường không làm bốc hơi hay phá hủy các axit amin cấu tạo nên thịt [5], [6]. Khái niệm "mất đạm" thực chất là sự suy giảm tốc độ tiêu hóa ban đầu tại dạ dày do các khối protein bị vón cục quá chặt [3], [1].

Một hiểu lầm khác là thịt hầm nhừ hay thịt luộc kỹ đến khô xác sẽ dễ tiêu hóa hơn thịt nấu chín tới. Thực tế, thời gian giữ nhiệt kéo dài hàng chục tiếng trong phương pháp nấu nhiệt độ thấp thời gian dài (LTLT) hay việc nướng ở nhiệt độ cao trên 100 độ C đều làm tăng phản ứng oxy hóa carbonylation và gia tăng kết tụ protein [3], [4]. Điều này khiến men tiêu hóa mất nhiều thời gian hơn để phân giải các khối đạm bị kết mạng chặt chẽ [3], [1].

Ai nên thận trọng với cách chế biến thịt?

Mặc dù người trưởng thành khỏe mạnh có khả năng tiêu hóa bù trừ tốt ở đoạn sau của ruột non [6], một số nhóm đối tượng cần đặc biệt lưu ý:

  • Người cao tuổi và người sau tập luyện thể thao: Đây là những nhóm đối tượng cần các nguồn đạm "hấp thu nhanh" để kích thích quá trình tổng hợp protein cơ bắp sau bữa ăn [5]. Việc ăn thịt bị nấu quá chín kỹ, cháy khô ở nhiệt độ trên 95-100 độ C sẽ làm chậm tốc độ giải phóng axit amin vào máu trong những giờ đầu sau ăn [2], [5].
  • Người có hệ tiêu hóa kém, giảm tiết axit dạ dày hoặc men tụy: Protein bị vón tụ nhiệt độ cao làm tăng áp lực phân giải lên men pepsin dạ dày [4], [1], dễ gây cảm giác đầy bụng, khó tiêu kéo dài.
  • Người có vấn đề viêm đại tràng hoặc bệnh lý đường ruột mạn tính: Thịt nấu quá nhiệt trong thời gian dài có thể làm tăng lượng protein kết tụ khó tiêu thoát xuống đại tràng, tạo cơ hội cho vi khuẩn sinh mùi và các chất chuyển hóa gây kích ứng niêm mạc ruột [6].

Lời khuyên áp dụng trong gian bếp gia đình

Để giữ trọn giá trị dinh dưỡng và tối ưu hóa khả năng hấp thu của protein trong thịt, bạn có thể áp dụng các nguyên tắc chế biến khoa học sau:

  • Kiểm soát nhiệt độ lõi: Mức nhiệt độ nấu lý tưởng cho thịt là quanh ngưỡng 70 độ C đến 75 độ C [2], [5]. Ở khoảng nhiệt này, protein biến tính mở cuộn hoàn hảo giúp tiêu hóa nhanh nhất mà không gây kết tụ vón cục [5], [1].
  • Tránh đun nấu nhiệt quá cao trong thời gian dài: Hạn chế các phương pháp nướng cháy xém trực tiếp, chiên ngập dầu ở nhiệt độ trên 100-200 độ C trong thời gian dài, hoặc ninh nhừ liên tục suốt nhiều giờ [3], [8].
  • Ưu tiên thịt nạc và phương pháp nấu giữ ẩm: Chế biến thịt nạc ở mức nhiệt vừa phải giúp bảo tồn tối đa lượng carnosine tự nhiên, từ đó ngăn chặn sự oxy hóa lipid và sự hình thành các hợp chất glycat hóa có hại (AGEs) ngay trong lòng ống tiêu hóa [7].

Nấu chín kỹ thịt không làm mất đi các axit amin quý giá, nhưng nhiệt độ quá cao sẽ làm protein bị vón tụ và làm chậm quá trình tiêu hóa. Lựa chọn mức nhiệt vừa đủ để diệt khuẩn nhưng vẫn giữ được độ mềm ẩm sẽ giúp cơ thể hấp thu dưỡng chất một cách trọn vẹn và an toàn nhất.