Giữa nhịp sống bận rộn, nhiều gia đình chọn mua nước cam đóng hộp trữ sẵn trong tủ lạnh thay vì tự vắt cam tươi mỗi sáng. Cách làm này vừa nhanh gọn vừa giúp bổ sung năng lượng tức thì, nhưng không ít người băn khoăn liệu hộp nước cam công nghiệp có còn giữ được lượng vitamin C quý giá như trái cam vừa cắt.

Câu trả lời ngắn gọn: nước cam công nghiệp ngay khi vừa ép và thanh trùng có thể chứa lượng vitamin C tổng số tương đương, thậm chí cao hơn cam vắt tay tại nhà [1]. Tuy nhiên, giá trị sinh học thực tế của vitamin C trong nước cam đóng hộp lại sụt giảm đáng kể do chuyển hóa thành dạng không hoạt tính [2], đồng thời lượng vi chất này tiếp tục hao hụt đều đặn theo thời gian và nhiệt độ lưu trữ [3].

Cơ chế biến đổi vitamin C từ nhà máy đến bàn ăn

Vitamin C trong nước cam tồn tại chủ yếu dưới dạng hoạt tính sinh học là axit L-ascorbic và axit L-dehydroascorbic [1], đóng góp từ 77% đến 96% tổng khả năng chống oxy hóa của nước cam [1]. Khi tiếp xúc với nhiệt độ cao, oxy hoặc lưu trữ dài ngày, cấu trúc hóa học của vitamin C dễ bị phá vỡ. Quá trình phân hủy này biến đổi vitamin C hoạt tính thành dẫn xuất không còn tác dụng sinh học đối với cơ thể là axit 2,3-diketo-L-gulonic [2].

Không dừng lại ở việc mất chất, sự phân hủy axit ascorbic cùng với quá trình phân hủy đường có xúc tác axit còn sinh ra các hợp chất phụ như furfural và 5-hydroxymethylfurfural (HMF) [4]. Đây chính là thủ phạm gây ra phản ứng hóa nâu không do enzyme, làm nước cam đóng hộp sẫm màu dần và giảm chất lượng cảm quan khi để lâu trên kệ [4]. Yếu tố nhiệt độ lưu trữ và lượng khí oxy hòa tan đóng vai trò quyết định đến tốc độ của các phản ứng phân hủy này [5].

Nghiên cứu nói gì về quy trình ép và thanh trùng?

Một nghiên cứu công bố năm 1976 đã phân tích các chế phẩm nước cam để đo lường sự khác biệt giữa dạng axit ascorbic có hoạt tính sinh học và dạng không hoạt tính [2]. Kết quả cho thấy nước cam tươi chỉ chứa từ 4 đến 7 mg/100 ml axit ascorbic dạng không hoạt tính [2]. Ngược lại, nước cam thanh trùng chứa từ 15 đến 30 mg/100 ml chất không hoạt tính này, cao hơn tới 400% so với cam tươi [2]. Các mẫu cam tươi có lượng axit ascorbic hoạt tính cao hơn tới 100% so với mẫu thanh trùng, cho thấy sự suy giảm đáng kể sinh khả dụng của vitamin C qua chế biến [2].

Tuy nhiên, xét về mặt chiết xuất cơ học ban đầu, công nghệ hiện đại lại có ưu thế riêng. Nghiên cứu công bố năm 2002 đánh giá 5 quy trình công nghiệp gồm ép, thanh trùng nhẹ, thanh trùng tiêu chuẩn, cô đặc và cấp đông, đồng thời so sánh với phương pháp vắt cam thủ công tại nhà [1]. Máy ép công nghiệp chiết xuất được nhiều hơn 25% lượng vitamin C và nhiều hơn 22% hợp chất phenolic so với vắt bằng tay [1]. Đáng chú ý, thanh trùng nhẹ và thanh trùng tiêu chuẩn làm tăng nhẹ tổng lượng vitamin C nhờ giải phóng thêm vi chất từ phần xác cam, trong khi cô đặc và cấp đông không làm thay đổi đáng kể chỉ số này [1]. Dù vậy, trong phần thịt quả (tép cam), quá trình thanh trùng làm suy giảm một số hợp chất phenolic như dẫn xuất axit caffeic (mất 34,5%), vicenin 2 (mất 30,7%) và narirutin (mất 28%), kéo theo tổng khả năng chống oxy hóa ở phần thịt quả giảm 47% [1].

Để khắc phục nhược điểm của nhiệt độ truyền thống, một nghiên cứu năm 2005 đã so sánh phương pháp gia nhiệt bằng dòng điện (ohmic heating) với thanh trùng thông thường khi bảo quản ở 4 độ C [6]. Cả hai phương pháp đều ngăn chặn vi sinh vật phát triển trong 105 ngày và giữ mức hoạt động của enzyme pectin esterase ở mức không đáng kể [6]. Tuy nhiên, đường cong suy giảm axit ascorbic ở cả hai loại nước cam đều giảm tuyến tính theo thời gian lưu trữ [6]. Điểm cộng của gia nhiệt ohmic là giữ được nồng độ 5 hợp chất hương vị (decanal, octana, limonene, pinene, myrcene) cao hơn, kích thước hạt nhỏ hơn và kéo dài thời hạn sử dụng cảm quan lên hơn 100 ngày, gấp gần 2 lần so với thanh trùng truyền thống [6].

Hao hụt vi chất trong quá trình bảo quản trên kệ

Quá trình thanh trùng chỉ là bước đầu; giai đoạn lưu trữ mới là lúc vitamin C thất thoát mạnh mẽ nhất. Nghiên cứu năm 2005 trên các loại nước cam Tây Ban Nha thanh trùng tối thiểu bảo quản lạnh cho thấy lượng axit ascorbic còn lại giảm dần theo một đường thẳng tuyến tính với thời gian [3]. Khi bảo quản ở 10 độ C, axit ascorbic cùng tinh dầu, độ axit, độ dẫn điện, chỉ số diacetyl, HMF, chỉ số formol và độ nhớt biến đổi mạnh hơn nhiều so với ở 4 độ C [3]. Ở mức 4 độ C, tỷ trọng, màu sắc và enzyme pectinmethylesterase không thay đổi [3]. Từ đó, thời hạn sử dụng của nước cam thanh trùng lạnh được xác lập là ít nhất 42 ngày ở 4 độ C và rút ngắn còn 35 ngày nếu để ở 10 độ C [3].

Khi bảo quản ở nhiệt độ phòng hoặc nhiệt độ cao, tốc độ mất chất càng rõ rệt. Một nghiên cứu động học công bố năm 2015 theo dõi nước cam thanh trùng ở dải nhiệt độ từ 20 đến 42 độ C [7]. Kết quả chỉ ra vitamin C suy giảm theo mô hình động học bậc một, đi kèm sự hình thành HMF rất nhạy cảm với nhiệt độ (năng lượng hoạt hóa từ 22 đến 136 kJ/mol) [7]. Sự phân hủy đường và axit ascorbic có mối tương quan cao với sự biến đổi màu sắc tổng thể của nước cam khi bảo quản ở nhiệt độ thường [7].

Cùng năm 2015, một nghiên cứu khác khảo sát nước cam đỏ (Citrus sinensis [L.] Osbeck) thanh trùng trong 1 tháng lưu trữ ở nhiệt độ từ 4 đến 37 độ C, đồng thời thử nghiệm bổ sung thêm axit ascorbic ở mức 100 và 200 mg/L kết hợp khử khí [5]. Dữ liệu xác nhận nhiệt độ bảo quản và việc khử khí (loại bỏ oxy) là hai yếu tố ảnh hưởng mạnh nhất đến tốc độ phân hủy axit ascorbic (năng lượng hoạt hóa từ 51 đến 135 kJ/mol) và cường độ màu [5]. Ngược lại, việc chủ động pha thêm 100 hay 200 mg/L vitamin C vào nước cam không mang lại tác dụng đáng kể nào trong việc duy trì hàm lượng axit ascorbic hay giữ màu sắc [5].

Năm 2020, một nghiên cứu tiếp tục mô phỏng quá trình bảo quản cấp tốc ở 42 độ C để tìm hiểu ảnh hưởng của độ pH và thành phần nước cam [4]. Khi hạ độ pH của hệ thống mô phỏng từ 3,8 xuống 1,5, tốc độ phân hủy axit ascorbic tăng lên đáng kể, đồng thời thúc đẩy tạo thành furfural và HMF làm nước cam sẫm màu nhanh hơn [4]. Thậm chí, việc bổ sung thêm axit ascorbic và đường fructose vào nước cam còn làm tăng mạnh sự hình thành hai hợp chất furfural và HMF, khiến hiện tượng hóa nâu càng trầm trọng vào cuối kỳ bảo quản [4].

Ngoài nhiệt độ, môi trường khí trong hộp cũng tác động lớn. Nghiên cứu năm 2003 thử nghiệm điều chỉnh thế oxy hóa khử (Eh) bằng khí trên nước cam thanh trùng lưu trữ ở 15 độ C trong 7 tuần [8]. Ba điều kiện được áp dụng gồm: không sục khí (+360 mV), sục khí nitơ (+240 mV) và sục hỗn hợp khí nitơ - hydro (-180 mV) [8]. Môi trường oxy hóa giúp tiêu diệt vi khuẩn Lactobacillus plantarum và nấm men Saccharomyces cerevisiae hiệu quả nhất khi gia nhiệt, nhưng việc đưa nước cam về trạng thái khử ngay sau xử lý nhiệt bằng cách sục khí nitơ hoặc nitơ - hydro lại giúp ngăn chặn tế bào nấm men phục hồi, đồng thời giữ màu sắc và bảo vệ độ bền của axit ascorbic tốt hơn hẳn trong suốt quá trình bảo quản [8].

Hiểu lầm thường gặp về nước cam đóng hộp

Hiểu lầm phổ biến nhất là cho rằng máy móc công nghiệp phá hủy toàn bộ vitamin C ngay khi vắt. Thực tế, lực ép công nghiệp chiết xuất lượng vitamin C từ quả cam nhiều hơn 25% và chất chống oxy hóa phenolic nhiều hơn 22% so với đôi tay người nội trợ vắt tại nhà [1]. Ngay cả bước thanh trùng tiêu chuẩn cũng không làm giảm tổng khả năng chống oxy hóa của phần nước cam lỏng [1].

Hiểu lầm thứ hai là chọn loại nước cam có ghi "bổ sung tăng cường vitamin C" trên nhãn để bù đắp hao hụt. Nghiên cứu thực nghiệm cho thấy việc thêm axit ascorbic (ở mức 100 - 200 mg/L) không cải thiện đáng kể hàm lượng vitamin C giữ lại theo thời gian [5]. Không những vậy, lượng axit ascorbic và đường fructose dư thừa khi lưu trữ lâu ngày còn đẩy nhanh phản ứng tạo furfural và HMF, làm nước cam nhanh biến màu và biến chất hơn [4].

Ai nên thận trọng khi sử dụng?

Nước cam có tính axit tự nhiên (độ pH quanh mức 3,8) [4] và chứa hàm lượng đường tự nhiên nhất định [7]. Những người có tiền sử viêm loét dạ dày - tá tràng, trào ngược dạ dày thực quản nên thận trọng, tránh uống nước cam (dù tươi hay đóng hộp) khi bụng đói vì axit dễ kích ứng niêm mạc.

Người mắc bệnh đái tháo đường, tiền đái tháo đường hoặc đang cần kiểm soát cân nặng cần lưu ý lượng đường fructose, glucose và sucrose có sẵn trong nước cam [7]. Khi uống nước cam đóng hộp đã qua lọc bỏ phần lớn xác quả, lượng chất xơ giảm đi trong khi khả năng chống oxy hóa ở phần thịt quả đã giảm tới 47% sau thanh trùng [1], khiến đường hấp thu vào máu nhanh hơn so với ăn cam nguyên múi. Bệnh nhân có bệnh nền mạn tính hoặc đang dùng thuốc điều trị hàng ngày nên tham khảo ý kiến bác sĩ để tránh tương tác bất lợi giữa hoạt chất trong cam và thuốc.

Cách áp dụng thực tế để giữ trọn vi chất

Nếu có thời gian, cam tươi vắt uống liền hoặc ăn cả múi vẫn là lựa chọn tối ưu vì cung cấp lượng vitamin C hoạt tính sinh học cao hơn tới 100% và hạn chế tối đa các dẫn xuất không hoạt tính so với nước cam thanh trùng [2]. Khi tự vắt cam tại nhà, bạn nên ép kỹ vừa phải và giữ lại phần tép cam (thịt quả) để tận dụng trọn vẹn các hợp chất phenolic quý giá vốn rất dễ bị hao hụt nếu qua xử lý nhiệt công nghiệp [1].

Trường hợp sử dụng nước cam đóng hộp vì tính tiện lợi, hãy ưu tiên các sản phẩm được bảo quản trong tủ mát siêu thị ở mức 4 độ C thay vì loại để ở kệ nhiệt độ thường [3]. Kiểm tra kỹ ngày sản xuất và chọn hộp mới nhất có thể, bởi lượng axit ascorbic suy giảm đều đặn theo đường thẳng từng ngày ngay cả khi để lạnh [3]. Khi mua về nhà, cần đặt ngay vào ngăn mát tủ lạnh (duy trì ở 4 độ C, tránh để ở cánh tủ nơi nhiệt độ dễ tăng lên 10 độ C làm rút ngắn hạn sử dụng từ 42 ngày xuống 35 ngày) [3] và đậy kín nắp sau mỗi lần rót để hạn chế oxy xâm nhập gây phân hủy vitamin C [5].

Nước cam đóng hộp là giải pháp thay thế chấp nhận được trong những ngày bận rộn nhờ quy trình ép công nghiệp chiết xuất tốt vi chất ban đầu [1]. Tuy nhiên, để cơ thể nhận được nguồn vitamin C có hoạt tính sinh học trọn vẹn nhất mà không lo ngại sự hao hụt theo thời gian lưu trữ, thói quen thưởng thức cam tươi mỗi ngày vẫn giữ vị trí không thể thay thế [2]. Hãy kết hợp linh hoạt hai nguồn thực phẩm này cùng một chế độ ăn đa dạng rau củ quả tươi để bảo vệ sức khỏe bền vững.