Nồng độ selen trong đất quyết định dinh dưỡng thực phẩm thế nào?

Nhiều người tiêu dùng thường băn khoăn vì sao cùng một loại gạo, lúa mì hay rau củ nhưng giá trị dinh dưỡng ở mỗi nơi lại khác biệt rõ rệt. Thậm chí, cùng một giống ngũ cốc canh tác theo quy trình chuẩn vẫn có thể chứa hàm lượng vi chất chênh lệch gấp nhiều lần khi trồng ở các địa phương khác nhau.

Thực tế, nồng độ selen trong đất canh tác chính là yếu tố trực tiếp quyết định lượng selen tích lũy trong nông sản ^[1]. Thực vật hấp thụ selen chủ yếu từ đất qua bộ rễ; do đó, đất nghèo selen sẽ tạo ra nông sản thiếu hụt vi chất, trong khi đất giàu khoáng chất này sẽ mang lại nguồn ngũ cốc dồi dào dinh dưỡng [2, 3].

Cơ chế hấp thu selen từ đất vào cây lương thực

Selen là một nguyên tố vi lượng thiết yếu đối với sức khỏe con người, tham gia cấu tạo các protein quan trọng như enzyme glutathione peroxidase [2, 7]. Tuy nhiên, cơ thể con người không tự tổng hợp được chất này mà phụ thuộc chủ yếu vào nguồn thực phẩm có nguồn gốc thực vật được hấp thu dọc theo chuỗi thức ăn [2, 3].

Trong tự nhiên, selen tồn tại ở bốn trạng thái oxy hóa phổ biến là Se(-II), Se(0), Se(IV) và Se(VI) ^[2]. Cây trồng hấp thụ selen từ đất chủ yếu dưới các dạng oxy hóa vô cơ hòa tan là selenat và selenit qua dòng vận chuyển nước lên lá và hạt [6, 7]. Sau khi hấp thu qua rễ, cây chuyển hóa các dạng vô cơ này thành hợp chất selen hữu cơ, chủ yếu là các axit amin chứa selen, giúp cơ thể người dễ dàng đồng hóa khi tiêu thụ [3, 7].

Tuy nhiên, lượng vi chất đi vào chuỗi thức ăn không chỉ phụ thuộc vào tổng lượng khoáng chất mà còn dựa vào độ khả dụng sinh học của nó trong đất [2, 5]. Nhiều nghiên cứu chỉ ra rằng chất hữu cơ trong đất có thể liên kết và giữ chặt selen, từ đó làm giảm tính linh động và hạn chế khả năng hấp thu của bộ rễ cây trồng ^[3].

Bằng chứng khoa học về sự chênh lệch selen theo địa lý

Các khảo sát thực địa trên thế giới đã chứng minh rõ rệt mối liên hệ mật thiết giữa thổ nhưỡng từng khu vực và hàm lượng selen trong các loại nông sản.

Tại Bỉ, một nghiên cứu quy mô công bố năm 2014 đã thu thập 695 mẫu cây lương thực trên 539 điểm đất canh tác thương mại trên khắp cả nước nhằm đánh giá khả năng tích lũy vi chất ^[4]. Kết quả phân tích cho thấy nồng độ selen trong đất canh tác tại đây rất thấp, chỉ dao động từ 0,14 đến 0,70 mg/kg trọng lượng khô ^[4]. Do hàm lượng trong đất quá nghèo nàn, lực đẩy để cây trồng hấp thu khoáng chất bị hạn chế, dẫn đến việc lúa mì dù là cây tích lũy selen tốt nhất trong nhóm cây trồng ngoài đồng ruộng nhưng nồng độ vi chất thu nhận được vẫn ở mức rất thấp ^[4]. Nghiên cứu cũng ghi nhận sự hấp thu vi chất gia tăng khi độ pH của đất tăng lên ^[4].

Trái ngược với vùng nghèo selen, các khu vực đất giàu vi chất ghi nhận mức tích tụ cao vượt trội trong nông sản. Một nghiên cứu thực hiện năm 2009 tại vùng đất giàu selen ở tây bắc Ấn Độ (tọa độ từ 31.0417 đến 31.2175 độ Bắc và 76.1363 đến 76.4147 độ Đông) đã kiểm tra nồng độ selen trong các loại cây trồng và cỏ dại ^[5]. Khi trồng trên đất nhiễm selen tự nhiên trong nhà kính, nồng độ selen tích lũy ở các nhóm cây trồng có sự phân tầng rõ rệt: cây lấy dầu đạt cao nhất từ 19 đến 29 mg/kg, tiếp đến là cây họ đậu từ 6 đến 13 mg/kg, và ngũ cốc tích lũy từ 2 đến 18 mg/kg ^[5].

Tại Trung Quốc, nghiên cứu năm 2009 tại khu vực Từ Châu, tây bắc tỉnh Giang Tô, đã đánh giá sự phân bố selen trong đất nông nghiệp chịu ảnh hưởng từ khai thác than và nhiệt điện ^[6]. Đất nông nghiệp tại đây có hàm lượng selen dao động từ 0,21 đến 4,08 mg/kg, cao hơn nhiều so với mức nền tự nhiên của trắc diện đất là 0,08 mg/kg ^[6]. Hàm lượng selen trong lúa nước đạt mức trung bình 0,116 mg/kg và bắp cải đạt 0,05 mg/kg, đồng thời có mối tương quan thuận rõ rệt với tổng nồng độ selen trong đất, chứng minh khoáng chất từ đất được chuyển dịch trực tiếp vào cây lương thực chủ lực ^[6].

Một nghiên cứu dịch tễ năm 2023 tại Trung Quốc cũng ghi nhận sự tương phản rõ nét giữa các khu vực địa lý thông qua chuỗi đất - cây trồng - con người tại hai ngôi làng Loujiaba và Longshui ^[7]. Đất tại làng Luojiaba có hàm lượng selen tổng số đạt 5201 +- 609,2 microgam/kg và selen dễ tiêu đạt 307,7 +- 83,5 microgam/kg, cao hơn vượt trội so với làng Longshui (chỉ đạt 229,2 +- 32,5 microgam/kg tổng số) ^[7]. Sự chênh lệch thổ nhưỡng này dẫn đến lượng vi chất nạp vào từ chế độ ăn của người dân ở hai khu vực có khoảng cách rất lớn, phản ánh trực tiếp qua các chỉ dấu sinh học như tóc, móng tay và huyết tương ^[7].

Bên cạnh đó, nghiên cứu năm 2019 tại vùng đất có hàm lượng boron cao và mặn tự nhiên ở miền trung California (Mỹ) cho thấy các loại rau củ họ cải vẫn có khả năng tích lũy tốt selen tự nhiên trong điều kiện đất khắc nghiệt ^[1]. Các hợp chất selen hữu cơ dạng monomethyl hóa chiếm tỷ lệ chủ yếu trong các mô thực vật ăn được, mở ra tiềm năng tạo nguồn thực phẩm làm giàu sinh học tự nhiên ^[1].

Khả năng hấp thu vi chất khác nhau giữa các nhóm cây

Không phải mọi loại cây trồng đều hấp thu khoáng chất với mức độ như nhau ngay cả khi canh tác trên cùng một mảnh đất.

Các nghiên cứu thực địa cho thấy các loại rau ăn lá giàu lưu huỳnh như một số loài thuộc chi Brassica (cải) và Allium (hành, tỏi) có năng lực tích lũy selen cao hơn ngũ cốc nhờ cơ chế thay thế lưu huỳnh bằng selen trong chuỗi protein thực vật [3, 6]. Trong nghiên cứu tại Bỉ, tính theo trọng lượng khô, rau ăn lá cũng tích lũy hàm lượng selen nhiều hơn lúa mì ^[4].

Ở các nhóm cây nông nghiệp khác canh tác trên đất giàu selen, cây lấy hạt chứa dầu thể hiện mức độ tích lũy cao nhất (19-29 mg/kg), kế tiếp là cây họ đậu (6-13 mg/kg), và cuối cùng là các loại cây ngũ cốc (2-18 mg/kg) ^[5]. Đối với cây lương thực thông thường, lúa mì là cây trồng ngoài đồng có khả năng tích lũy khoáng chất tốt hơn so với khoai tây khi trồng trên đất thịt ^[4].

Ngoài ra, khi nghiên cứu việc canh tác trên đất có bổ sung bùn thải, mức độ đồng hóa selen vào mô ăn được của cây rau cao gấp hai lần so với đất không xử lý, cho thấy cây trồng hấp thu selen nhanh hơn nhiều so với các kim loại nặng khác như thủy ngân ^[8].

Hiểu lầm thường gặp về hàm lượng selen trong ngũ cốc

Nhiều người tiêu dùng tin rằng chỉ cần chọn mua ngũ cốc nguyên cám hoặc nông sản hữu cơ là cơ thể đã được cung cấp đầy đủ lượng selen cần thiết. Tuy nhiên, nếu mảnh đất nơi gieo trồng vốn cằn cỗi vi chất, hạt ngũ cốc thu hoạch được vẫn sẽ có hàm lượng selen rất thấp bất kể áp dụng kỹ thuật canh tác nào ^[4].

Một hiểu lầm phổ biến khác là hàm lượng khoáng chất trong thực vật chỉ phụ thuộc hoàn toàn vào giống cây. Mặc dù giống loài, giai đoạn sinh trưởng và bộ phận thu hoạch có ảnh hưởng đến độ tích lũy, nhưng nếu nồng độ selen hòa tan trong đất không đủ cao, cây trồng sẽ không có nguồn vật chất để hấp thụ ^[4].

Bên cạnh đó, việc thực phẩm chứa càng nhiều selen không đồng nghĩa với việc càng an toàn cho sức khỏe. Khi đất canh tác có hàm lượng quá cao, việc tiêu thụ nông sản địa phương có thể đẩy lượng selen hấp thu hàng ngày vượt quá nhu cầu khuyến nghị, tiềm ẩn nguy cơ ngộ độc cho người tiêu dùng [1, 4].

Những đối tượng cần thận trọng khi bổ sung vi chất

Selen là con dao hai lưỡi vì khoảng cách giữa liều lượng có lợi và ngưỡng gây độc tương đối hẹp [2, 7]. Dạng Se(IV) có độc tính cao nhất, tiếp đến là Se(VI), trong khi các dạng hữu cơ ít độc tính hơn ^[2]. Cả việc thiếu hụt lẫn dư thừa khoáng chất này đều có thể dẫn đến các bệnh lý tương ứng trong cơ thể ^[7].

Người dân sinh sống tại các khu vực phụ cận mỏ than, nhà máy nhiệt điện hoặc vùng đất có hàm lượng selen tự nhiên quá cao cần thận trọng khi sử dụng lương thực tự cung tự cấp kéo dài [1, 4]. Nghiên cứu tại Từ Châu cho thấy lượng tiêu thụ selen ước tính từ gạo và bắp cải địa phương lên tới 88,8 microgam/ngày, vượt xa mức khuyến nghị hàng ngày là 55 microgam, tạo ra rủi ro sức khỏe tiềm ẩn ^[6].

Ở thực vật, nồng độ selen đất quá cao cũng gây độc, làm giảm sản lượng chất khô của các loài nhạy cảm xuống chỉ còn 6 đến 40% so với đối chứng, đồng thời gây cháy chóp lá, biến đổi kích thước lá và chậm ra hoa ^[5]. Người có bệnh lý nền về gan, thận hoặc đang sử dụng các chế phẩm bổ sung vi lượng tổng hợp cần tham khảo ý kiến bác sĩ để tránh tình trạng quá liều do cộng dồn dinh dưỡng từ khẩu phần ăn uống.

Cách áp dụng thực tế để cân bằng dinh dưỡng

Để đảm bảo cung cấp đủ lượng selen mà không lo ngại nguy cơ mất cân đối dinh dưỡng do địa bàn sinh trưởng của nông sản, người tiêu dùng nên thực hiện các giải pháp sau:

Đa dạng hóa nguồn gốc địa lý của thực phẩm trong bữa ăn gia đình. Việc sử dụng luân phiên các loại ngũ cốc, gạo và rau củ thu hoạch từ nhiều vùng miền khác nhau giúp dung hòa sự thiếu hụt hoặc dư thừa khoáng chất cục bộ của từng vùng đất [2, 6].

Bổ sung thêm các loại rau củ họ cải (như súp lơ, bắp cải) và họ hành tỏi vào thực đơn hàng ngày, bởi các loại rau này có xu hướng tích lũy selen tự nhiên dưới dạng hữu cơ sinh học có lợi cho cơ thể [3, 6]. Kết hợp hài hòa nguồn thực vật với các thực phẩm giàu dưỡng chất khác để tối ưu hóa khả năng hấp thu.

Chế độ ăn uống cân bằng, phong phú nhiều chủng loại thực phẩm vẫn là chìa khóa vàng cho sức khỏe. Hiểu rõ sự phụ thuộc của nông sản vào thổ nhưỡng giúp mỗi người chủ động hơn trong việc lựa chọn thực phẩm an toàn và đủ chất. Khi nghi ngờ có dấu hiệu thiếu hụt hoặc ngộ độc vi chất, người dân nên tìm đến các cơ sở y tế để được xét nghiệm và tư vấn chuyên môn thay vì tự ý dùng thực phẩm chức năng liều cao.