Nhiều gia đình hiện nay có thói quen chuyển từ gạo xát trắng sang các loại ngũ cốc nguyên hạt và cây họ đậu để cải thiện sức khỏe đường ruột và kiểm soát đường huyết. Tuy nhiên, không ít người sau một thời gian áp dụng lại gặp phải tình trạng đầy bụng khó tiêu hoặc thiếu máu do thiếu vi chất. Nguyên nhân thường nằm ở axit phytic, một hợp chất tự nhiên có nhiều trong lớp vỏ cám của hạt ngũ cốc.
Việc tìm kiếm phương pháp chế biến giúp loại bỏ bớt rào cản này mà vẫn giữ trọn vẹn giá trị dinh dưỡng đang là mối quan tâm của nhiều người tiêu dùng. Liệu chiếc nồi áp suất quen thuộc trong căn bếp có thực sự đem lại hiệu quả phân giải axit phytic vượt trội hơn so với các cách nấu nướng truyền thống hay không? Các nghiên cứu khoa học thực nghiệm đã cung cấp nhiều dữ liệu rõ ràng để giải đáp thắc mắc này.
Axit phytic là gì và tại sao cần giảm bớt khi ăn ngũ cốc?
Axit phytic, hay còn gọi là phytate, là dạng dự trữ phốt pho tự nhiên chủ yếu có trong các loại hạt ngũ cốc và hạt họ đậu [1], [2]. Trong hạt lúa, các nguyên tố như phốt pho, kali, canxi và sắt tập trung chủ yếu ở lớp vỏ aleurone, kẽm phân bố từ lớp aleurone vào đến nội nhũ bên trong, trong khi đồng nằm ở nội nhũ [2]. Khi đi vào hệ tiêu hóa của con người, axit phytic có đặc tính gắn kết chặt chẽ với các khoáng chất thiết yếu như sắt, kẽm, canxi và magiê, tạo thành các phức hợp muối không tan [1], [2].
Do hệ men tiêu hóa của con người và động vật dạ dày đơn thiếu hụt enzyme phytase nội sinh đủ mạnh, cơ thể rất khó bẻ gãy các liên kết này [1], [2]. Hệ quả là các vi chất dinh dưỡng quý giá bị đào thải ra ngoài theo phân thay vì được hấp thu qua thành ruột non [1]. Axit phytic cũng có thể liên kết với cả protein và tinh bột, làm suy giảm hoạt tính tiêu hóa chung của bữa ăn [2]. Vì vậy, hợp chất này từ lâu đã được giới khoa học xếp vào nhóm chất phản dinh dưỡng cần được xử lý thích hợp trước khi tiêu thụ [3], [2].
Tuy nhiên, axit phytic không hoàn toàn là một chất có hại cần phải triệt tiêu tuyệt đối. Hợp chất này sở hữu hoạt tính chống oxy hóa rất cao, có khả năng ức chế quá trình peroxy hóa chất béo giúp bảo quản hạt không bị ôi thiu đổi màu [2]. Bên cạnh đó, phytate còn được ghi nhận có tiềm năng hỗ trợ giảm thiểu nguy cơ mắc một số bệnh ung thư, bảo vệ sức khỏe tim mạch và hạn chế sự hình thành của sỏi thận [2]. Vấn đề cốt lõi trong chế biến món ăn là giảm thiểu lượng phytate tự do xuống mức vừa phải để giải phóng các ion sắt, kẽm và canxi cho cơ thể sử dụng thuận lợi [3], [1].
Nhiệt độ và áp suất cao tác động như thế nào lên axit phytic?
Cấu trúc phân tử của axit phytic vốn tương đối bền vững trước nhiệt độ nấu nướng thông thường ở điều kiện áp suất khí quyển. Khi nấu bằng nồi thông thường, nước chỉ sôi ở mức tối đa xấp xỉ 100 độ C, mức nhiệt này thường cần một khoảng thời gian rất dài mới có thể bẻ gãy dần các liên kết este photphat. Ngược lại, nồi áp suất hoạt động theo nguyên lý đậy kín hoàn toàn, giữ lại hơi nước bốc lên để tạo ra môi trường áp suất cao hơn áp suất khí quyển bình thường.
Môi trường áp suất cao này giúp nâng nhiệt độ sôi của nước bên trong nồi lên mức từ 115 đến 121 độ C. Khi kết hợp nhiệt độ cao với áp suất hơi nước mạnh mẽ, các phân tử nước được đẩy sâu vào cấu trúc cứng chắc của hạt ngũ cốc nhanh hơn rất nhiều. Tác động kép giữa nhiệt lượng cao và áp suất thủy nhiệt làm đứt gãy các liên kết hóa học của phân tử phytate, thúc đẩy quá trình thủy phân hợp chất này diễn ra mạnh mẽ hơn.
Bên cạnh đó, việc phân giải phytate tự nhiên trong hạt còn có sự tham gia của enzyme phytase nội sinh [1], [4]. Enzyme này có thể được kích hoạt tối ưu trong giai đoạn ngâm nước ấm trước khi nấu [1]. Sự phối hợp giữa việc kích hoạt enzyme thủy phân sớm và xử lý nhiệt áp suất cao sau đó được xem là công thức tối ưu để phá vỡ cấu trúc của các chất kháng dinh dưỡng trong ngũ cốc khô [1], [5].
Nghiên cứu chứng minh nồi áp suất vượt trội so với các cách nấu khác
Nhiều công trình khoa học đã so sánh trực tiếp hiệu quả phân giải axit phytic giữa các thiết bị gia nhiệt quen thuộc trong gia đình. Một nghiên cứu công bố năm 2019 đã khảo sát kỹ lưỡng trên hai giống lúa gồm Xinfeng 2 và T-You 15 nhằm so sánh giữa nấu thường, nấu vi sóng và nấu bằng nồi áp suất cao [6]. Kết quả cho thấy quá trình nấu nướng nói chung đều làm giảm hàm lượng vitamin nhóm B và axit phytic, nhưng nấu bằng nồi áp suất cao tạo ra tác động giảm axit phytic rõ rệt hơn hẳn so với nấu thường và nấu bằng lò vi sóng [6].
Nghiên cứu trên gạo năm 2019 cũng chỉ ra rằng việc nấu chín hạt gạo đã thúc đẩy khả năng hòa tan và giải phóng sinh học của magiê, sắt và canxi [6]. Tuy nhiên, các nhà nghiên cứu lưu ý rằng việc nấu nướng lại làm giảm độ hòa tan sinh học của kẽm và mangan trong các mẫu gạo thử nghiệm [6]. Ngoài ra, quá trình vo gạo quá kỹ trước khi nấu đã gây thất thoát đáng kể hàm lượng vitamin nhóm B, khoáng chất cũng như axit phytic [6]. Trong khi đó, thao tác ngâm nước đơn thuần chỉ làm hao hụt lượng thiamine (vitamin B1) mà không làm suy giảm các khoáng chất cốt lõi [6].
Tại một nghiên cứu khác công bố năm 2017 trên hạt đậu xanh nảy mầm trong môi trường nước tăng cường khoáng chất sắt và kẽm, các nhà khoa học đã so sánh giữa phương pháp nấu áp suất và nấu bằng lò vi sóng [7]. Kết quả phân tích ghi nhận phương pháp nấu không làm biến đổi tổng hàm lượng dinh dưỡng của hạt đậu xanh nguyên vỏ hoặc đã tách vỏ [7]. Tuy nhiên, hàm lượng axit phytic sót lại và chất xơ trong các mẫu nấu bằng lò vi sóng cao hơn đáng kể so với mẫu được nấu bằng áp suất [7]. Điều này đồng nghĩa với việc nấu áp suất đã phá hủy axit phytic triệt để hơn lò vi sóng [7]. Nghiên cứu năm 2017 cũng cho thấy mẫu được nấu chín giúp tăng độ tiêu hóa tinh bột so với hạt sống, trong khi độ tiêu hóa chất đạm không bị ảnh hưởng tiêu cực [7].
Dữ liệu thực nghiệm công bố năm 1989 trên hạt đậu lai giữa đậu đen và đậu xanh cũng khẳng định xu hướng này [5]. Mẫu hạt thô ban đầu chứa lượng axit phytic dao động từ 697 đến 750 mg trên 100g hạt khô [5]. Khi đem so sánh các phương pháp chế biến gia đình, nấu áp suất luôn mang lại hiệu quả loại bỏ axit phytic, saponin và polyphenol cao hơn so với nấu thường ở cùng điều kiện [5]. Đáng chú ý, nếu đem hạt đã ngâm nước đủ 18 giờ rồi mới nấu áp suất thì lượng chất kháng dinh dưỡng bị tiêu biến lớn hơn rất nhiều so với việc đưa hạt khô chưa ngâm trực tiếp vào nồi [5].
Khả năng giải phóng vi chất sắt và kẽm được cải thiện ra sao?
Mục tiêu quan trọng nhất của việc phân giải axit phytic trong hạt ngũ cốc và hạt họ đậu là giải phóng các khoáng chất thiết yếu để cơ thể hấp thu dễ dàng qua đường tiêu hóa [3], [1]. Mối liên hệ tỷ lệ nghịch giữa nồng độ axit phytic và khả năng hấp thu khoáng chất đã được chứng minh qua nhiều mô hình thí nghiệm sinh học [3]. Khi nồng độ phytate giảm xuống, số lượng các phân tử tự do sẵn sàng tạo phức không hòa tan với ion sắt và kẽm cũng giảm theo tương ứng [3].
Một nghiên cứu công bố năm 1999 trên giống đậu triều Manak có năng suất cao cho thấy hạt thô chưa xử lý chứa lượng axit phytic lên tới 917 mg trên 100g hạt khô [3]. Sau khi áp dụng các biện pháp chế biến bao gồm ngâm nước, tách vỏ, nấu thường, nảy mầm và nấu áp suất, lượng axit phytic đã giảm từ 4% đến 37% [3]. Điểm đáng chú ý là ngoại trừ thao tác ngâm kết hợp tách bỏ vỏ hạt làm hao hụt khoáng chất, các phương pháp còn lại bao gồm nấu áp suất đều không làm giảm tổng hàm lượng canxi, phốt pho và sắt có trong hạt [3].
Đồng thời, nghiên cứu năm 1999 ghi nhận chỉ số hòa tan khoáng chất trong môi trường axit clohydric (HCl-extractability) – thước đo mô phỏng khả năng hấp thu khoáng chất trong dạ dày – đã tăng lên đáng kể sau khi đậu được xử lý và nấu chín [3]. Các nhà nghiên cứu phát hiện mối tương quan nghịch rõ rệt có ý nghĩa thống kê giữa nồng độ axit phytic và khả năng chiết xuất khoáng chất bằng axit [3]. Lượng axit phytic trong đậu càng giảm đi nhờ nhiệt độ và áp suất thì lượng sắt và canxi có thể giải phóng ra dạng tự do hòa tan càng tăng lên [3].
Dù vậy, người tiêu dùng cũng cần nhìn nhận các giới hạn của bằng chứng khoa học hiện có. Hầu hết các thử nghiệm đánh giá sự giải phóng sắt và kẽm mới chỉ dừng lại ở các phương pháp đo lường in vitro (trong ống nghiệm) hoặc tính toán lý thuyết [8], [1]. Khả năng hấp thu thực tế trong cơ thể người còn chịu sự chi phối của môi trường dịch vị dạ dày, sức khỏe hệ vi sinh đường ruột và các thành phần khác có trong bữa ăn tổng thể [8].
Những hiểu lầm phổ biến khi dùng nồi áp suất nấu ngũ cốc
Một hiểu lầm rất phổ biến là nhiều người cho rằng nhiệt độ và áp suất cao trong nồi áp suất sẽ "phá hủy hết chất bổ", làm hạt ngũ cốc mất hết vitamin và khoáng chất. Các số liệu khoa học đã bác bỏ định kiến này. Nghiên cứu năm 1999 chỉ ra rằng nấu bằng nồi áp suất không làm giảm đi tổng hàm lượng canxi, phốt pho và sắt của các loại đậu [3]. Quá trình nấu chỉ phá vỡ các cấu trúc kháng dinh dưỡng phức tạp và giải phóng khoáng chất ra dạng dễ hòa tan hơn [3].
Hiểu lầm thứ hai là chỉ cần cho ngũ cốc vào nồi áp suất nấu thật kỹ là đủ, không cần thực hiện thêm công đoạn ngâm hạt. Nghiên cứu năm 1989 đã chứng minh rằng mức độ hao hụt của chất kháng dinh dưỡng lớn hơn đáng kể khi người nấu sử dụng hạt đã ngâm nước thay vì nấu trực tiếp hạt khô [5]. Việc ngâm hạt trong 18 giờ trước đó đã giúp loại bỏ từ 31% đến 37% axit phytic [5]. Hơn nữa, việc ngâm hạt còn kích hoạt hệ enzyme phytase tự nhiên hoạt động trước khi bị nhiệt độ cao làm biến tính [1], [4].
Nghiên cứu trên lúa mạch đen năm 1986 cho thấy hạt thô chứa 8,18 mg axit phytic trên mỗi gam và hoạt tính men phytase đạt 3,7 U/g [4]. Khi đem nấu đùn ở mức nhiệt 80 độ C, hoạt tính của phytase đã bị suy giảm đến 80% [4]. Nấu đùn ở 100 độ C không làm biến đổi lượng axit phytic, nhưng tăng nhiệt lên 170 độ C giúp giảm 23% axit phytic [4]. Nghiên cứu cũng kết luận rằng việc thủy phân phytate khi nấu diễn ra hiệu quả hơn khi kích thước hạt càng nhỏ, lượng nước cho vào càng nhiều và enzyme phytase được tạo điều kiện hoạt động ở nhiệt độ tối ưu trong thời gian đủ dài [4]. Do đó, việc bỏ qua giai đoạn ngâm nước mà chỉ trông cậy vào áp suất sẽ làm giảm đáng kể hiệu quả bẻ gãy phytate [5], [4].
Một quan niệm sai lệch khác là cho rằng nấu áp suất sẽ loại bỏ hoàn toàn 100% axit phytic. Thực tế, các nghiên cứu cho thấy phương pháp xử lý nhiệt và áp suất chỉ làm giảm một phần dao động từ vài phần trăm đến vài chục phần trăm tùy theo loại nguyên liệu [3], [5]. Axit phytic vẫn luôn tồn tại một phần nhất định trong ngũ cốc sau khi nấu chín, tiếp tục giữ vai trò là chất chống oxy hóa tự nhiên có lợi cho cơ thể [2].
Những nhóm đối tượng nào nên thận trọng khi tiêu thụ ngũ cốc nguyên hạt?
Mặc dù ngũ cốc nguyên hạt và các loại đậu mang lại nhiều giá trị sức khỏe vượt trội, không phải ai cũng có thể tiêu thụ một lượng lớn mà không gặp trở ngại. Những nhóm người sau đây cần lưu ý trong chế độ ăn uống:
- Người bị thiếu máu do thiếu sắt hoặc có nguy cơ cao thiếu kẽm: Axit phytic tự nhiên trong ngũ cốc nguyên hạt có thể cản trở sự hấp thu của các vi chất này tại ruột [8], [1]. Dù nấu bằng nồi áp suất đã làm giảm phytate, nhóm đối tượng này vẫn cần đa dạng hóa thực phẩm và không nên phụ thuộc hoàn toàn vào nguồn khoáng thực vật [3], [8].
- Phụ nữ mang thai và trẻ nhỏ đang trong giai đoạn phát triển nhanh: Nhu cầu về sắt, canxi và kẽm ở nhóm đối tượng này rất cao. Nếu ăn quá nhiều ngũ cốc thô mà không qua ngâm hoặc nấu kỹ bằng áp suất, tình trạng kém hấp thu vi chất có thể ảnh hưởng đến sự phát triển bình thường của thai nhi và trẻ nhỏ [3], [1].
- Người mắc hội chứng ruột kích thích hoặc bệnh đường tiêu hóa mạn tính: Lớp vỏ cám giàu chất xơ không hòa tan cùng lượng phytate còn sót lại có thể gây đầy bụng, chướng hơi hoặc kích ứng niêm mạc ruột. Những người có bệnh lý đường tiêu hóa cần tham khảo ý kiến của bác sĩ chuyên khoa hoặc chuyên gia dinh dưỡng để điều chỉnh khẩu phần phù hợp với thể trạng.
Mẹo áp dụng thực tế để tối ưu hóa hấp thu sắt và kẽm từ ngũ cốc
Để tận dụng tối đa lợi ích dinh dưỡng từ ngũ cốc nguyên hạt và các loại đậu, người nội trợ có thể áp dụng quy trình chế biến kết hợp khoa học ngay tại gian bếp gia đình:
Thứ nhất, hãy ngâm hạt trong nước ấm trước khi nấu. Một nghiên cứu năm 2021 trên gạo lứt cho thấy hoạt tính của enzyme phytase tự nhiên đạt đỉnh ở mức nhiệt 50 độ C [1]. Sau 36 giờ ngâm ở 50 độ C, hoạt tính phytase tăng đáng kể và hàm lượng axit phytic giảm rõ rệt so với khi ngâm ở 30 độ C [1]. Lượng kẽm hấp thu hàng ngày được tính toán (TAZ) ở gạo lứt nảy mầm ngâm ở 50 độ C cao hơn đáng kể so với mẫu ngâm ở 30 độ C và mẫu hạt khô không ngâm [1]. Vì vậy, việc ngâm hạt ngũ cốc trong nước ấm từ 40 đến 50 độ C trước khi nấu sẽ tạo đòn bẩy kích hoạt men phân giải phytate tự nhiên [1].
Thứ hai, kết hợp việc ngâm với sử dụng nồi áp suất. Thay vì nấu hạt khô, việc cho hạt đã ngâm nở vào nồi áp suất cùng đủ lượng nước sẽ đẩy nhanh tốc độ thủy phân chất kháng dinh dưỡng, giúp hạt mềm đều, nở bung và giải phóng khoáng chất tối đa [5], [4]. Cần tránh việc vo gạo hoặc xả hạt quá nhiều lần dưới vòi nước mạnh vì thao tác này làm rửa trôi lượng lớn vitamin nhóm B và khoáng chất hòa tan có trên bề mặt hạt [6].
Thứ ba, kết hợp ngũ cốc với các loại thực phẩm kích thích hấp thu vi chất trong cùng một bữa ăn. Nghiên cứu thực nghiệm năm 2011 đã chỉ ra rằng các chất tạo chua thực phẩm như bột xoài khô (amchur), các loại rau củ giàu beta-carotene như cà rốt và các loại gia vị thuộc chi Hành (Allium) như hành tây có tác dụng thúc đẩy mạnh mẽ khả năng hòa tan sinh học của sắt và kẽm [8]. Tác động tích cực của các thực phẩm này thậm chí còn lấn át và vô hiệu hóa tác dụng ức chế của axit phytic và tannin ngoại sinh [8]. Khi nấu cháo, súp hoặc cơm ngũ cốc bằng nồi áp suất, việc thêm vào một ít cà rốt, củ hành hoặc nêm nếm gia vị chua thanh sẽ là chiến lược dinh dưỡng tuyệt vời để cơ thể nhận trọn vẹn lượng sắt và kẽm cần thiết [8].
Nấu ngũ cốc và các loại hạt bằng nồi áp suất thực sự là một giải pháp vượt trội giúp giảm lượng axit phytic và nâng cao khả năng hấp thu các khoáng chất quan trọng như sắt và canxi so với nấu thông thường [7], [3], [6]. Để đạt hiệu quả tối ưu cho sức khỏe, người tiêu dùng nên duy trì thói quen ngâm hạt đúng cách trong nước ấm, kết hợp gia nhiệt áp suất vừa đủ và xây dựng một thực đơn cân bằng, đa dạng dưỡng chất mỗi ngày [8], [1], [5].
