Nồi chiên không dầu và acrylamide: Bằng chứng khoa học nói gì?

Nồi chiên không dầu đã trở thành thiết bị quen thuộc trong căn bếp hiện đại nhờ lời quảng cáo giảm tối đa chất béo so với chiên ngập dầu truyền thống. Nhiều người tin rằng việc loại bỏ dầu ăn đồng nghĩa với việc loại bỏ hoàn toàn các hợp chất gây hại sinh ra trong quá trình chế biến ở nhiệt độ cao. Tuy nhiên, liệu nồi chiên không dầu có thực sự ngăn chặn được sự hình thành của acrylamide, một chất độc hại sinh ra từ phản ứng nhiệt?

Các bằng chứng khoa học cho thấy nồi chiên không dầu không loại bỏ được acrylamide, thậm chí hàm lượng chất này sinh ra có thể cao hơn hoặc thấp hơn phương pháp chiên dầu truyền thống tùy thuộc vào loại thực phẩm, nhiệt độ, thời gian và quy trình sơ chế nguyên liệu. Dù có khả năng giảm đáng kể acrylamide trong một số điều kiện cụ thể, thiết bị này vẫn tạo ra phản ứng hóa học dẫn đến sự hình thành acrylamide khi nấu các nguyên liệu giàu carbohydrate và axit amin.

Acrylamide là gì và hình thành như thế nào khi nấu nướng?

Acrylamide là một hợp chất hóa học được xác định có khả năng gây độc thần kinh, độc tính di truyền, ảnh hưởng tiêu cực đến sinh sản và tiềm ẩn nguy cơ gây ung thư ^[1]. Hợp chất này thường không có sẵn trong thực phẩm tươi sống mà được sinh ra tự nhiên trong quá trình chế biến thực phẩm ở nhiệt độ cao thông qua phản ứng Maillard, một phản ứng hóa nâu quen thuộc giữa đường và axit amin ^[1], ^[2].

Cơ chế tạo thành acrylamide bắt đầu khi nhiệt độ cao kích thích phản ứng giữa axit amin tự do, đặc biệt là asparagine, với các loại đường khử như glucose và fructose ^[3], ^[1]. Khi thực phẩm giàu tinh bột hoặc protein thực vật được tiếp xúc với luồng khí nóng hoặc dầu sôi, bề mặt của chúng biến đổi màu sắc, tạo ra mùi thơm đặc trưng, nhưng đồng thời cũng kích hoạt các chuỗi phản ứng sản sinh acrylamide ^[3], ^[4].

Một nghiên cứu mô hình năm 2023 đã phân tích tương tác giữa các tiền chất và chỉ ra rằng asparagine kết hợp cùng glucose hoặc fructose đóng vai trò then chốt thúc đẩy sự xuất hiện của hợp chất này ^[3]. Ngược lại, một số chất như glutamine hoặc sodium alginate có thể tạo ra tác động ức chế quá trình hình thành acrylamide trong cấu trúc thực phẩm ^[3]. Ngoài ra, sự can thiệp của các chất thu gom gốc carbonyl cũng được xem là hướng can thiệp giúp ngăn chặn các bước phản ứng tạo acrylamide ^[2].

Bằng chứng so sánh giữa nồi chiên không dầu và chiên truyền thống

Khi so sánh nồng độ acrylamide sinh ra giữa chiên không dầu và chiên dầu truyền thống, các công trình khoa học ghi nhận nhiều kết quả khác nhau tùy thuộc vào thiết kế thực nghiệm. Một nghiên cứu công bố năm 2015 cho thấy việc sử dụng công nghệ chiên không dầu ở nhiệt độ 180 độ C có thể làm giảm lượng acrylamide trong khoai tây chiên tới khoảng 90% so với phương pháp chiên ngập dầu truyền thống khi không áp dụng bất kỳ bước ngâm hóa chất xử lý sơ bộ nào ^[4]. Nghiên cứu này cũng ghi nhận tốc độ của phản ứng Maillard diễn ra ở phương pháp chiên ngập dầu thấp hơn so với chiên không dầu ^[4].

Trái ngược với kết quả trên, một nghiên cứu thực nghiệm khác khảo sát trên que khoai tây chiên lại cho thấy kết quả đo bằng phương pháp LC-MS/MS ghi nhận hàm lượng acrylamide trung bình cao nhất ở nhóm sử dụng nồi chiên không dầu, đạt mức 12,19 ± 7,03 microgam/kg ^[5]. Trong khi đó, nhóm chiên ngập dầu truyền thống ghi nhận mức 8,94 ± 9,21 microgam/kg và nhóm nướng bằng lò chỉ đạt 7,43 ± 3,75 microgam/kg ^[5].

Mặc dù có sự chênh lệch về giá trị tuyệt đối, nghiên cứu này chỉ ra rằng sự khác biệt về hàm lượng acrylamide giữa ba phương pháp nấu nướng kể trên không đạt ý nghĩa thống kê ^[5]. Điều này chứng minh rằng việc chuyển sang dùng nồi chiên không dầu không đồng nghĩa với việc nồng độ chất gây hại này luôn thấp hơn so với việc nấu chín trong chảo dầu ^[5]. Mức acrylamide đo được trong lò nướng duy trì ở mức tương đối thấp hơn so với nồi chiên không dầu ở cả hai nhóm mẫu khoai tây qua sơ chế rửa hoặc ngâm nước ^[5].

Các kết quả này phản ánh rằng công nghệ khí nóng của nồi chiên không dầu giúp hạn chế đáng kể lượng chất béo bám vào món ăn, nhưng vai trò của thiết bị này đối với sự gia tăng hay suy giảm nồng độ acrylamide vẫn cần được tiếp tục đánh giá thận trọng qua từng điều kiện nhiệt độ thực tế ^[5].

Tác động của nhiệt độ, thời gian và loại thực phẩm

Nhiệt độ chế biến và thời gian nấu là hai thông số kiểm soát trực tiếp lượng độc chất sinh ra trong khoang nồi chiên. Nghiên cứu thực hiện năm 2023 trên các mô hình khoai tây nhân tạo kết hợp các tiền chất asparagine, đường và hydrocolloid ở hai mức nhiệt 170 độ C và 190 độ C khẳng định kỹ thuật chiên và mức nhiệt độ can thiệp trực tiếp đến sự xuất hiện của acrylamide ^[3]. Kết quả phân tích sắc ký khí GC-FID chỉ phát hiện được acrylamide vượt ngưỡng giới hạn phát hiện 333,33 microgam/kg ở ba mô hình chứa hỗn hợp glucose-fructose, sucrose và mô hình chứa asparagine kết hợp cùng glucose, fructose hoặc sucrose ^[3].

Không chỉ riêng khoai tây giàu tinh bột, các loại hạt họ đậu khi chế biến trong nồi chiên không dầu cũng đối mặt với nguy cơ tích tụ hợp chất độc hại. Một nghiên cứu công bố năm 2024 tiến hành khảo sát các loài đậu khác nhau khi rang bằng nồi chiên không dầu và chỉ ra rằng thời gian rang càng kéo dài thì hàm lượng acrylamide tích lũy càng tăng cao rõ rệt ^[1]. Nồng độ asparagine tự do có sự khác biệt rất lớn giữa các giống đậu và có mối tương quan thuận mạnh mẽ với tổng lượng acrylamide tạo ra sau khi sấy nóng ^[1].

Cụ thể trong nghiên cứu năm 2024, đậu Hà Lan (Wandu kong) ghi nhận hàm lượng acrylamide cao nhất sau khi rang bằng nồi chiên không dầu, xếp tiếp theo lần lượt là đậu tây (Ultari kong) và đậu nành đen (Heoktae) ^[1]. Nghiên cứu cũng xác định rằng đường sucrose chiếm ưu thế lớn nhất trong tất cả các loại hạt đậu được khảo sát, bên cạnh một lượng nhỏ đường galactose và glucose ^[1]. Việc duy trì nhiệt độ quá cao hoặc kéo dài thời gian chiên sấy các loại hạt họ đậu trong nồi chiên không khí do đó có thể vô tình làm tăng đáng kể lượng chất độc tiếp xúc qua đường ăn uống ^[1].

Vai trò của dầu ăn và môi trường truyền nhiệt

Một câu hỏi thường gặp là liệu việc thêm dầu hoặc loại dầu sử dụng có tác động đến sự hình thành acrylamide hay không. Trong một nghiên cứu năm 2005 sử dụng lò phản ứng dạng ống kín bằng thép không gỉ để kiểm soát hoàn toàn các biến số bay hơi nước và dòng nhiệt, các mẫu hỗn hợp bột khoai tây không chứa dầu thực vật tạo ra nồng độ acrylamide thấp hơn đáng kể so với các mẫu có bổ sung dầu thực vật ^[6]. Tuy nhiên, khi so sánh giữa các loại dầu thực vật khác nhau dùng để chiên, nghiên cứu năm 2005 này lại không phát hiện ra sự khác biệt có ý nghĩa thống kê về lượng acrylamide sinh ra ^[6].

Đặc tính truyền nhiệt của từng loại dầu cũng chi phối mức nhiệt mà bề mặt thực phẩm hấp thụ. Một nghiên cứu năm 2015 trên các loại dầu thương mại ghi nhận rằng thực phẩm chiên trong loại dầu có hệ số truyền nhiệt thấp hơn chứa hàm lượng acrylamide thấp hơn, ở mức 913 microgam/kg, so với mức 1219 microgam/kg ở nhóm dầu có hệ số truyền nhiệt cao hơn ^[7]. Đáng chú ý, nồng độ acrylamide trong khoai tây không thay đổi đáng kể khi tăng số chu kỳ chiên lặp lại lên tới 600 chu kỳ đối với tất cả các loại dầu được thử nghiệm ^[7].

Bên cạnh đó, các chất chống oxy hóa hòa tan trong chất béo cũng can thiệp vào tiến trình này. Một nghiên cứu năm 2018 cho thấy dầu cọ đỏ chứa hàm lượng beta-carotene đạt 143 mg/kg sau 10 lần chiên lặp lại, đồng thời hàm lượng acrylamide trong khoai tây giảm xuống mức thấp nhất là 524 ng/g, thấp hơn rõ rệt so với dầu cọ vàng (779 ng/g) và dầu ngô (813 ng/g) ^[2]. Tuy nhiên, nghiên cứu năm 2018 cũng nhấn mạnh rằng dưới các điều kiện chiên thông thường, tác động của chất chống oxy hóa tan trong chất béo đối với việc giảm acrylamide không biểu hiện rõ ràng mà chỉ quan sát thấy khi kéo dài thời gian chiên qua nhiều chu kỳ ^[2].

Ngoài thực phẩm, acrylamide còn phát tán vào môi trường xung quanh. Nghiên cứu động học năm 2016 đã chứng minh acrylamide khi sinh ra sẽ phân bố vào cả ba pha: bên trong khoai tây chiên, trong dầu chiên và thoát ra không khí dưới dạng hơi ^[8]. Nồng độ acrylamide đo được trong không khí ở mức cao, cảnh báo nguy cơ hít phải hợp chất độc hại này đối với những người thường xuyên đứng bếp hoặc nhân viên làm việc tại các nhà hàng đồ ăn nhanh ^[8].

Giải pháp sơ chế làm giảm nồng độ acrylamide

Phương pháp sơ chế nguyên liệu trước khi đưa vào nồi chiên giữ vai trò quyết định trong việc hạn chế sự sản sinh độc chất. Nghiên cứu thực nghiệm so sánh các kỹ thuật chiên cho thấy khoai tây được ngâm nước trước khi nấu có hàm lượng acrylamide thấp hơn so với khoai tây chỉ rửa qua ở cả ba cách chế biến: chiên không dầu, chiên ngập dầu và nướng lò ^[5]. Trong phương pháp chiên ngập dầu, việc ngâm nước khoai tây giúp giảm lượng acrylamide một cách có ý nghĩa thống kê với chỉ số p = 0,029 ^[5].

Bên cạnh việc ngâm nước thông thường, việc can thiệp bằng các dung dịch chuyên dụng đã được kiểm chứng đem lại hiệu quả vượt trội. Nghiên cứu năm 2015 chứng minh rằng việc ngâm khoai tây trong các dung dịch chứa axit citric, glycine 1%, natri clorid (muối ăn) 2%, canxi lactat hoặc axit nicotinic (vitamin B3) có thể giúp giảm nồng độ acrylamide từ 80% đến 90% ở mẫu chiên ngập dầu so với mẫu không qua xử lý ^[4]. Dù vậy, nghiên cứu này cũng chỉ rõ việc sử dụng nồi chiên không dầu vốn dĩ đã giúp giảm khoảng 90% acrylamide mà không bắt buộc phải áp dụng các bước ngâm hóa chất phức tạp như trên ^[4].

Đối với việc chế biến thực tế tại gia đình, thói quen cắt gọt rồi ngâm khoai tây hoặc các loại đậu vào nước trước khi cho vào nồi chiên không dầu là bước đơn giản nhưng mang lại hiệu quả trực tiếp nhằm loại bỏ bớt lượng đường tự do và axit amin bám trên bề mặt củ ^[5], ^[1].

Ai nên thận trọng với thực phẩm chiên nướng?

Do acrylamide sở hữu các đặc tính gây hại cho hệ thần kinh, độc hại tế bào di truyền và có thể tác động xấu đến sinh sản cũng như gia tăng rủi ro ung thư, việc kiểm soát lượng tiêu thụ hợp chất này là cần thiết đối với mọi đối tượng ^[1]. Những người có thói quen ăn nhiều đồ chiên rán giòn, đồ sấy khô bằng nồi chiên không dầu cần điều chỉnh tần suất sử dụng để bảo vệ sức khỏe tổng thể.

Dù chưa có nghiên cứu chuyên biệt khảo sát riêng tác động của acrylamide từ nồi chiên không dầu trên phụ nữ mang thai, phụ nữ cho con bú hay trẻ nhỏ, dữ liệu độc tính thực nghiệm hiện có trên mô hình sinh học và tế bào khẳng định đây là chất độc hại cần giảm thiểu tiếp xúc tối đa ^[1]. Những người có bệnh lý nền mạn tính, người suy giảm chức năng gan thận hoặc người đang theo dõi y tế nên tham khảo ý kiến của bác sĩ điều trị hoặc chuyên gia dinh dưỡng để xây dựng khẩu phần ăn hợp lý, tránh lạm dụng thực phẩm chế biến nhiệt cao.

Ngoài nguy cơ từ việc ăn trực tiếp, hơi độc acrylamide thoát ra không khí trong quá trình chiên nấu ở nhiệt độ cao cũng là yếu tố cần lưu tâm ^[8]. Những người thường xuyên nấu nướng trong không gian kín hoặc công nhân tiếp xúc liên tục với khói dầu chiên có nguy cơ phơi nhiễm nghề nghiệp qua đường hô hấp ^[8]. Do đó, việc đặt nồi chiên không dầu ở nơi thông thoáng, có máy hút mùi là biện pháp bảo vệ sức khỏe thiết thực.

Cách sử dụng nồi chiên không dầu an toàn trong gia đình

Để tận dụng sự tiện lợi của nồi chiên không dầu mà vẫn giảm thiểu rủi ro tích tụ acrylamide, người tiêu dùng cần chú ý kiểm soát chặt chẽ nhiệt độ và thời gian nấu nướng. Không nên cài đặt mức nhiệt quá cao vượt mức cần thiết; việc giảm bớt nhiệt độ xuống mức vừa phải giúp hạn chế kích hoạt phản ứng Maillard quá mức trên bề mặt thực phẩm ^[3], ^[4].

Thời gian chế biến cũng cần được căn chỉnh vừa đủ, tuyệt đối tránh để thực phẩm bị cháy khét hoặc ngả sang màu nâu sẫm, bởi thời gian tiếp xúc nhiệt càng dài thì acrylamide sinh ra càng nhiều ^[1], ^[4]. Khi chiên khoai tây hay rang các loại đậu như đậu Hà Lan, đậu tây hay đậu đen, nên dừng quá trình nấu khi món ăn vừa đạt độ chín vàng nhẹ ^[1].

Trước khi chế biến các món giàu tinh bột, hãy duy trì bước sơ chế ngâm rửa kỹ nguyên liệu với nước sạch nhằm giảm bớt lượng đường khử và asparagine bề mặt ^[5], ^[4]. Bố trí nồi chiên ở vị trí thoáng khí, bật quạt thông gió để giảm thiểu nồng độ hợp chất bay hơi phân tán trong không gian sống ^[8]. Nồi chiên không dầu vẫn là một thiết bị nấu nướng tiện ích giúp giảm chất béo, nhưng việc hiểu đúng cơ chế sinh nhiệt và chế biến khoa học mới là chìa khóa bảo vệ sức khỏe lâu dài.