Nhiều người có thói quen ngâm các loại đậu đỗ, ngũ cốc qua đêm hoặc kỳ công ủ mầm hạt gạo lứt trước khi nấu vì tin rằng cách này giúp loại bỏ hoàn toàn "chất kháng dinh dưỡng" và giải phóng vi chất. Trào lưu tự làm sữa hạt, ăn ngũ cốc nguyên cám nảy mầm đang lan rộng trong cộng đồng ăn uống lành mạnh với kỳ vọng tối ưu hóa lượng khoáng chất nạp vào. Tuy nhiên, liệu việc ngâm và ủ mầm có thực sự giúp cơ thể hấp thu được nhiều kẽm hơn từ hạt như lời đồn?
Câu trả lời ngắn gọn từ khoa học là: Các phương pháp sơ chế như ngâm, ủ mầm và lên men thực sự giúp giảm đáng kể lượng acid phytic trong các loại hạt ngũ cốc và hạt họ đậu. Dẫu vậy, việc giảm chất này có trực tiếp dẫn tới sự gia tăng tương ứng lượng kẽm hấp thu trong cơ thể người hay không thì các dữ liệu thực nghiệm lâm sàng hiện vẫn còn những hạn chế nhất định.
Acid phytic và cơ chế cản trở hấp thu kẽm
Acid phytic (hay myo-inositol hexakisphosphate) là dạng dự trữ phospho chủ yếu trong các loại hạt ngũ cốc, đậu đỗ và hạt có dầu [1]. Khi cây phát triển, phân tử này tích lũy chủ yếu ở lớp vỏ cám hoặc phôi mầm nhằm phục vụ cho sự nảy mầm của cây con sau này [2]. Vấn đề nằm ở chỗ, acid phytic có cấu trúc mang điện tích âm mạnh, dễ dàng tạo phức hợp không tan với các cation kim loại hóa trị hai thiết yếu, trong đó kẽm và sắt là hai khoáng chất bị ảnh hưởng mạnh nhất [2], [1].
Khi chúng ta ăn các loại hạt chứa hàm lượng acid phytic cao, phức hợp phytate - kẽm hình thành ngay trong đường tiêu hóa [3], [1]. Do cơ thể người thiếu enzyme phytase nội sinh ở đoạn trên ống tiêu hóa, phức hợp này không thể bị phân cắt và hòa tan để tế bào ruột hấp thu, khiến phần lớn lượng kẽm quý giá bị đào thải ra ngoài theo phân [1]. Đáng chú ý, acid phytic và các thành phần thực vật khác có thể phối hợp tương tác để cùng nhau tạo ra những phức chất không tan làm suy giảm khả năng sinh khả dụng của các nguyên tố thiết yếu [1].
Tại nhiều quốc gia châu Á và các vùng nông thôn nghèo, gạo và ngũ cốc là lương thực chính và cũng là nguồn cung cấp vi chất dinh dưỡng trọng yếu [3], [4]. Đáng tiếc, độ khả dụng sinh học của kẽm từ gạo rất thấp, nguyên nhân chính là sự hiện diện của acid phytic và hàm lượng kẽm vốn dĩ còn khiêm tốn [3], [4].
Ngâm, ủ mầm và lên men làm giảm acid phytic như thế nào?
Để vượt qua "rào cản" tự nhiên này, các biện pháp can thiệp chế biến tại gia đình như ngâm nước, ủ nảy mầm và lên men đã được áp dụng rộng rãi từ lâu đời nhằm kích hoạt enzyme phytase tự nhiên trong hạt phân giải acid phytic [1], [5]. Một chương trình can thiệp dinh dưỡng cộng đồng tại vùng nông thôn phía nam Malawi đã ghi nhận việc áp dụng ngâm, ủ mầm và lên men ở cấp độ hộ gia đình như những chiến lược trọng tâm để giảm nạp acid phytic và phòng ngừa thiếu hụt kẽm từ chế độ ăn thuần thực vật [5].
Một nghiên cứu thực nghiệm năm 2008 đã phân tích chi tiết tác động của từng phương pháp sơ chế trên gạo lứt [3]. Kết quả cho thấy phương pháp lên men mang lại hiệu quả cao nhất khi loại bỏ được từ 56% đến 96% lượng acid phytic [3]. Tiếp theo là phương pháp ngâm hạt ở nhiệt độ 10 độ C sau khi đã xử lý nhiệt sơ bộ bằng nước nóng, giúp làm giảm từ 42% đến 59% acid phytic [3].
Ngược lại, việc chỉ ngâm đơn thuần hạt nguyên vẹn trong nước ở nhiệt độ 25 độ C suốt 24 giờ lại cho hiệu quả kém nhất, chỉ loại bỏ được dưới 20% acid phytic [3]. Khi tiến hành ủ mầm ở nhiệt độ 30 độ C, thời gian nảy mầm càng kéo dài thì mức độ phân giải acid phytic càng tiến triển rõ rệt, dao động từ mức 4% ban đầu lên đến 60% [3]. Như vậy, việc kết hợp độ ẩm, nhiệt độ và thời gian thích hợp là chìa khóa để enzyme nội tại phá vỡ rào cản phytate.
Nghịch lý: Giảm acid phytic nhưng độ hòa tan của kẽm có tăng?
Nhiều người mặc định rằng cứ giảm được một nửa lượng acid phytic thì lượng kẽm hấp thu sẽ tự động tăng lên gấp đôi. Tuy nhiên, các phát hiện trong phòng thí nghiệm lại chỉ ra một bức tranh phức tạp hơn nhiều [3], [1].
Cũng trong nghiên cứu năm 2008 trên gạo lứt, các nhà khoa học nhận thấy hầu hết các quy trình xử lý ướt (ngoại trừ phương pháp ngâm sau khi xử lý nhiệt ướt) đều gây ra sự thất thoát từ 1% đến 20% khối lượng chất khô và kẽm tổng số [3]. Khi đánh giá độ hòa tan của kẽm trong ống nghiệm (in vitro) - một chỉ số quan trọng phản ánh khả năng hấp thu - tỷ lệ kẽm hòa tan ở gạo ngâm sau xử lý nhiệt cao hơn đáng kể so với gạo lứt chưa xử lý, nhưng ở gạo chỉ ngâm nước đơn thuần thì độ hòa tan kẽm lại thấp hơn (p < 0,05) [3].
Đặc biệt, quá trình lên men và ủ mầm dù giảm phytate rất mạnh nhưng lại không đem lại sự thay đổi đáng kể nào về độ hòa tan của kẽm [3]. Kỳ vọng về việc gia tăng nồng độ kẽm hòa tan nhờ hạ thấp acid phytic đã không được xác nhận trong thực nghiệm này, điều được giải thích là do kẽm có thể đã chuyển sang tạo phức với các thành phần thực phẩm khác trong hạt [3].
Một bài tổng quan công bố năm 2022 về tương tác giữa phytate và khoáng chất trên cây họ đậu cũng nhấn mạnh rằng cách tiếp cận phổ biến sử dụng tỷ lệ mol giữa acid phytic và khoáng chất để dự đoán độ khả dụng sinh học chỉ có giá trị trong một số trường hợp giới hạn [1]. Sự khác biệt về đặc tính của các protein trong hạt đậu và nồng độ mol của các ion tương tác khác nhau trong nền thực phẩm là nguyên nhân dẫn đến sự tương quan kém giữa việc giảm phytate và khả năng giải phóng vi chất [1].
Bằng chứng trên động vật và các thử nghiệm tăng cường vi chất
Mặc dù thử nghiệm độ hòa tan kẽm trong ống nghiệm từ hạt tự nhiên gặp nhiều nhiễu loạn do cấu trúc nền thực phẩm, các nghiên cứu trên động vật vẫn chứng minh tác động ức chế rõ ràng của acid phytic đối với kẽm [6]. Nghiên cứu năm 1992 trên chuột thực hiện với bột đậu nành và protein đậu nành phân lập thương mại đã chứng minh rằng chuột ăn khẩu phần có hàm lượng acid phytic cao bị giảm lượng thức ăn ăn vào, giảm tăng cân và giảm tích lũy kẽm trong xương chày (p < 0,05) [6]. Nghiên cứu ghi nhận mối quan hệ tuyến tính nghịch giữa lượng phytate trong khẩu phần và lượng kẽm tích lũy trong xương chuột [6]. Khi sử dụng sản phẩm đậu nành đã khử giảm acid phytic, sinh khả dụng tương đối của kẽm ở chuột tăng lên rõ rệt (p < 0,01) [6].
Để khắc phục tình trạng thiếu hụt kẽm tổng thể, các nhà khoa học đã tìm cách kết hợp quá trình ủ mầm với việc bổ sung kẽm từ bên ngoài [4], [7]. Một nghiên cứu năm 2012 áp dụng mô hình tế bào biểu mô ruột Caco-2 để đánh giá gạo lứt ủ mầm từ ba giống lúa được làm giàu bằng kẽm sulfat (ZnSO4) [4]. Khi nồng độ kẽm bên ngoài tăng từ 25 đến 250 mg/L, hàm lượng kẽm tích lũy trong hạt gạo lứt tăng lên có ý nghĩa thống kê (p < 0,05), trong khi tỷ lệ nảy mầm của hạt không bị ảnh hưởng nếu nồng độ kẽm duy trì dưới 150 mg/L [4]. Việc làm giàu kẽm trong lúc ủ mầm làm hạ thấp tỷ lệ mol giữa acid phytic và kẽm, từ đó cải thiện đáng kể lượng kẽm có khả năng hấp thu [4]. Các tác giả khuyến nghị nồng độ ngâm 100 mg/L ZnSO4 là phù hợp, trong đó giống lúa Bing91185 thể hiện khả năng tích lũy và cung cấp kẽm khả dụng cao nhất [4].
Tiếp nối hướng đi này, một nghiên cứu công bố năm 2022 cho thấy khi ủ mầm gạo lứt từ 10 đến 34 giờ kết hợp dung dịch kẽm sulfat từ 0 đến 100 mg/L, hàm lượng kẽm trong hạt tăng dần theo nồng độ bổ sung [7]. Nhóm nghiên cứu khuyến nghị phương án ngâm làm giàu ở nồng độ 25 mg/L ZnSO4 kết hợp thời gian nảy mầm 28 giờ để đạt mức sinh khả dụng kẽm tối đa là 26,31% và đáp ứng nhu cầu khuyến nghị hàng ngày (RDA) [7]. Suốt thời gian nảy mầm, hàm lượng acid phytic giảm dần, trong khi hàm lượng polyphenol tổng số, khả năng dọn gốc tự do DPPH và hàm lượng acid gamma-aminobutyric (GABA) của gạo đều tăng lên [7]. Quá trình nảy mầm cũng phá vỡ cấu trúc tinh thể của hạt gạo lứt, tạo điều kiện thuận lợi hơn cho việc tiêu hóa [7].
Bên cạnh gạo, đối với ngô, việc tách phôi hạt tại các cối xay giúp loại bỏ phần lớn acid phytic, biến bột ngô tách mầm thành môi trường rất thích hợp để bổ sung kẽm và sắt [2]. Các giống ngô biến dị tự nhiên có hàm lượng acid phytic thấp cũng cho thấy khả năng cải thiện độ hấp thu kẽm rõ rệt so với các giống ngô thông thường [2].
Mối liên hệ giữa chất xơ, phytate và kẽm trong cơ thể người
Tại sao việc kiểm soát acid phytic lại quan trọng với sức khỏe con người đến vậy? Một nghiên cứu cắt ngang năm 2012 đã so sánh mối liên hệ giữa lượng acid phytic ăn vào và cân bằng kẽm ở 20 phụ nữ mắc đái tháo đường týp 2 và 20 phụ nữ khỏe mạnh [8]. Kết quả cho thấy nhóm bệnh nhân đái tháo đường tiêu thụ trung bình 1.194 ± 824 mg acid phytic mỗi ngày, tương đương với nhóm phụ nữ khỏe mạnh (1.316 ± 708 mg/ngày) [8]. Trong đó, bánh mì và ngũ cốc ăn sáng đóng góp hơn 40% tổng lượng acid phytic tiêu thụ [8].
Nghiên cứu tìm thấy mối tương quan thuận rõ rệt giữa lượng chất xơ ăn vào với lượng acid phytic nạp vào cơ thể (hệ số r = 0,6; p < 0,001), cũng như tương quan thuận với tỷ lệ (canxi)(phytate)/kẽm (r = 0,5; p < 0,001) [8]. Các tác giả kết luận rằng cả phụ nữ khỏe mạnh lẫn bệnh nhân tiểu đường đều đang tiêu thụ acid phytic ở mức đủ cao để làm suy giảm độ khả dụng sinh học của kẽm trong khẩu phần [8]. Việc khuyến nghị ăn nhiều chất xơ mà không chú ý đến phương pháp chế biến vô tình kéo theo lượng phytate lớn, làm tăng nguy cơ thiếu kẽm [8]. Đáng lưu ý, nồng độ kẽm trong huyết tương không phản ánh được mức dự đoán theo tuổi, chỉ số khối cơ thể (BMI) hay tỷ lệ sinh khả dụng, cho thấy cơ chế tự điều hòa nội môi kẽm của cơ thể diễn ra rất tinh vi và phức tạp [8].
Hiểu lầm thường gặp về việc ngâm và ủ mầm hạt
Nhiều người nội trợ hiện nay tin rằng chỉ cần đổ nước ngâm hạt hạnh nhân, đậu xanh hay gạo lứt trong vài tiếng ở nhiệt độ phòng là đã "khử sạch độc tố và acid phytic". Đây là hiểu lầm rất phổ biến. Như dữ liệu nghiên cứu đã chỉ ra, việc ngâm hạt nguyên vẹn ở 25 độ C trong suốt 24 giờ chỉ làm giảm chưa tới 20% acid phytic [3]. Nếu không có sự thay đổi về nhiệt độ (như xử lý nhiệt ướt sơ bộ) hoặc không để hạt bước vào giai đoạn nảy mầm thực sự (28-30 độ C trong nhiều giờ), enzyme phytase sẽ hoạt động rất yếu ớt [3], [7].
Một hiểu lầm khác là ngâm hạt càng lâu thì càng bổ dưỡng. Thực tế, ngâm hạt quá lâu trong nước mà không kiểm soát vệ sinh có thể gây mất chất khô, làm thôi phai các khoáng chất hòa tan (mất từ 1% đến 20% kẽm) vào nước ngâm [3]. Chưa kể, môi trường ẩm ướt kéo dài ở nhiệt độ phòng là điều kiện lý tưởng cho nấm mốc và vi khuẩn sinh sôi, biến mẻ hạt thành nguồn nguy cơ gây rối loạn tiêu hóa. Hơn nữa, việc giảm acid phytic bằng ủ mầm không đồng nghĩa toàn bộ kẽm sẽ lập tức tự do, bởi kẽm vẫn có thể tiếp tục liên kết với protein và các thành phần xơ khác trong nền thực vật [3], [1].
Ai nên thận trọng với chế độ ăn giàu hạt và acid phytic?
Những người ăn thuần chay hoặc áp dụng chế độ ăn dựa hoàn toàn vào thực vật cần đặc biệt lưu ý [1], [5]. Do không tiêu thụ hải sản và thịt đỏ - những nguồn kẽm dồi dào và dễ hấp thu - nhóm đối tượng này phụ thuộc hoàn toàn vào ngũ cốc và cây họ đậu, nơi kẽm bị kìm hãm bởi acid phytic [3], [1], [5].
Phụ nữ mang thai, trẻ em trong độ tuổi phát triển và người mắc đái tháo đường týp 2 cũng thuộc nhóm dễ bị tổn thương [5], [8]. Bệnh nhân đái tháo đường thường có sự xáo trộn cân bằng kẽm nội môi, trong khi biểu hiện biểu gen vận chuyển kẽm (tỷ lệ mRNA giữa ZnT1 và Zip1) ở tế bào đơn nhân thấp hơn so với người khỏe mạnh [8]. Khi nhóm này nạp thêm lượng lớn chất xơ và ngũ cốc thô chưa qua xử lý phytate đúng cách, nguy cơ thiếu hụt kẽm tiềm tàng sẽ tăng cao [8]. Bất kỳ ai có bệnh lý nền mạn tính hoặc nghi ngờ thiếu vi chất nên tham khảo ý kiến bác sĩ chuyên khoa dinh dưỡng trước khi thay đổi thực đơn hàng ngày.
Hướng dẫn áp dụng thực tế tại gia đình
Để tận dụng tối đa giá trị dinh dưỡng của các loại hạt mà không lo ngại rào cản từ acid phytic, người tiêu dùng có thể áp dụng các bước thực hành khoa học sau:
Thứ nhất, kết hợp ngâm và kích thích nảy mầm đúng cách. Thay vì chỉ ngâm vài giờ, hãy ngâm hạt trong nước ấm sạch, sau đó vớt ra để ráo và ủ trong khăn ẩm ở nhiệt độ khoảng 28 - 30 độ C trong 24 đến 28 giờ để hạt bắt đầu nhú mầm [3], [7]. Quá trình này giúp kích hoạt enzyme phytase tự nhiên, làm giảm lượng acid phytic xuống mức thấp nhất và gia tăng các chất chống oxy hóa như phenol hay GABA [7]. Lưu ý luôn rửa sạch và thay nước định kỳ để tránh nhiễm khuẩn.
Thứ hai, tận dụng phương pháp lên men tự nhiên. Lên men là phương pháp hữu hiệu nhất giúp phá vỡ từ 56% đến 96% acid phytic [3]. Các món ăn truyền thống như tương đậu lên men, bánh mì bột chua (sourdough) hay các sản phẩm họ đậu lên men đều giúp giải phóng khoáng chất tốt hơn nhiều so với việc chỉ nấu hạt thô [3], [1]. Ngoài ra, việc bổ sung thêm một lượng nhỏ muối ăn (NaCl) trong quá trình chế biến họ đậu cũng đã được ghi nhận là chất hỗ trợ tăng cường độ khả dụng của khoáng chất [1].
Thứ ba, ăn đa dạng thực phẩm. Đừng phụ thuộc vào một loại hạt duy nhất. Hãy kết hợp hạt cùng các nguồn thực phẩm kích thích hấp thu vi chất, tránh ăn chung bữa hạt với các thức uống ức chế khoáng chất như trà đặc hay cà phê đậm đặc [5].
Nhìn chung, ngâm và ủ mầm là các phương pháp chế biến truyền thống có cơ sở khoa học vững chắc trong việc giảm thiểu nồng độ acid phytic và gia tăng các hoạt chất sinh học quý. Mặc dù mức độ cải thiện hấp thu kẽm trên người thực tế còn phụ thuộc vào sự phức tạp của hệ tiêu hóa và nền thực phẩm tổng thể, việc sơ chế hạt đúng cách vẫn là thói quen lành mạnh rất đáng duy trì để bảo vệ sức khỏe cả gia đình.
