Bối cảnh và thắc mắc thường gặp quanh chảo vừng rang
Hạt vừng (mè) từ lâu đã trở thành nguyên liệu quen thuộc trong gian bếp của người Việt, từ các món chấm dân dã đến các món bánh, kẹo và chè. Mùi thơm ngậy đặc trưng sau khi rang chín khiến nhiều người có thói quen rang hạt thật kỹ trên lửa lớn hoặc để hạt ngả sang màu vàng sẫm, thậm chí hơi cháy xém. Không ít người tin rằng vừng rang càng già lửa thì tinh dầu tiết ra càng thơm ngon và mang lại nhiều lợi ích sức khỏe hơn.
Tuy nhiên, thói quen chế biến nhiệt này đang đặt ra nhiều dấu hỏi về mặt dinh dưỡng. Liệu nhiệt độ cao và thời gian rang kéo dài có làm bay hơi các dưỡng chất quý, phá hủy các chất chống oxy hóa tự nhiên, hay nguy hiểm hơn là biến đổi chất béo lành mạnh thành các hợp chất độc hại? Việc hiểu rõ phản ứng hóa học xảy ra bên trong hạt vừng dưới tác động nhiệt là cơ sở quan trọng để bảo vệ sức khỏe gia đình.
Rang vừng cháy: Ranh giới mong manh giữa thơm ngon và suy thoái dưỡng chất
Rang vừng ở mức nhiệt và thời gian thích hợp mang lại những chuyển biến tích cực cho chất lượng dầu và khả năng chống oxy hóa [1]. Quá trình gia nhiệt vừa phải giúp phá vỡ các cấu trúc liên kết, giải phóng các hợp chất phenolic tự nhiên và nâng cao hiệu suất chiết xuất dầu [1].
Dẫu vậy, ranh giới giữa việc kích hoạt dưỡng chất và phá hủy cấu trúc của hạt vừng rất mong manh. Khi nhiệt độ vượt quá ngưỡng giới hạn chịu nhiệt (đặc biệt từ 220–250 độ C trở lên) hoặc thời gian xử lý kéo dài quá mức, các chất béo chưa bão hòa sẽ bị oxy hóa nghiêm trọng [1]. Đồng thời, các vi chất quan trọng như vitamin E, phytosterol và lignan bắt đầu bị nhiệt phân hủy nhanh chóng, làm xuất hiện các chất béo chuyển hóa nguy hại cho cơ thể [1], [2].
Cơ chế tác động: Chất béo bị oxy hóa và chất chống oxy hóa suy giảm ra sao?
Hạt vừng chứa hàm lượng dầu dồi dào với các axit béo chủ đạo gồm axit palmitic (C16:0), axit stearic (C18:0), axit oleic (C18:1) và axit linoleic (C18:2) [3]. Các axit béo không no đa nối đôi (PUFA) rất nhạy cảm với nhiệt độ cao và oxy không khí [3]. Khi gặp nhiệt độ cao quá mức, các liên kết đôi bị đứt gãy, kích hoạt quá trình oxy hóa chất béo sơ cấp và thứ cấp [1].
Phản ứng oxy hóa lipid sơ cấp tạo ra các gốc hydroperoxide, sau đó tiếp tục phân rã thành các sản phẩm thứ cấp như aldehyde và ketone [1]. Quá trình này thể hiện qua sự gia tăng vọt của chỉ số peroxide, chỉ số p-anisidine, chỉ số totox cũng như hệ số hấp thụ K232 và K268 [1], [3]. Nghiêm trọng hơn, nhiệt độ cao thúc đẩy phản ứng đồng phân hóa dạng hình học, biến các axit béo chưa bão hòa tự nhiên dạng cis thành dạng trans nguy hại như axit t-oleic và axit t-linoleic [2].
Ở chiều hướng chống oxy hóa, vừng sở hữu hệ thống phòng thủ tự nhiên gồm các lignan đặc thù (sesamin, sesamolin) và gamma-tocopherol (vitamin E) [1], [4]. Dưới tác động nhiệt vừa phải, sesamolin chuyển hóa thành sesamol – một chất có khả năng chống oxy hóa mạnh mẽ hơn chất mẹ [5]. Tuy nhiên, nếu gia nhiệt quá mức hoặc kéo dài, bản thân sesamol, sesamin cùng tocopherol và phytosterol sẽ bị phá hủy hoặc cạn kiệt do phải tiêu hao để ngăn chặn quá trình oxy hóa tự do của lipid [1], [2], [4]. Ngoài ra, cấu trúc lignin và các liên kết đường trong vỏ hạt vừng cũng bị bẻ gãy sâu sắc, làm thay đổi toàn bộ đặc tính sinh hóa của hạt [6].
Bằng chứng khoa học: Nhiệt độ cao làm thay đổi vừng như thế nào?
Các nghiên cứu thực nghiệm đã làm sáng tỏ chi tiết những biến đổi hóa học của hạt vừng dưới tác động của nhiệt độ và thời gian:
Nghiên cứu công bố năm 2022 khảo sát hạt vừng trắng được rang trong lò điện ở các mức nhiệt 120, 150, 180, 210, 250 và 300 độ C trong 20 phút [1]. Kết quả cho thấy quá trình oxy hóa lipid sơ cấp và thứ cấp xuất hiện rõ rệt khi nhiệt độ vượt quá 250 độ C, làm tăng mạnh chỉ số p-anisidine cũng như giá trị K232 và K268 [1]. Đồng thời, hàm lượng các chất quý suy giảm đáng kể theo nhiệt độ rang: phytosterol giảm tới 17,4%, gamma-tocopherol giảm tới 10,6%, sesamolin giảm tối đa 27,5% và sesamin giảm tối đa 12,5% [1]. Mặc dù việc rang giúp tăng hiệu suất thu hồi dầu từ 33,5% lên 62,6%, kéo dài thời gian cảm ứng chống oxy hóa từ 5,5 lên 10,5 giờ và nâng hàm lượng polyphenol tổng số từ 152 lên 194 mg/100g, mức nhiệt tối ưu nhất để thu được dầu có chất lượng dinh dưỡng cao mà không vượt ngưỡng oxy hóa cho phép là 210 độ C [1].
Một nghiên cứu năm 2013 phân tích ảnh hưởng của nhiệt lên lignan trong hạt vừng, hạt lanh và lúa mạch đen [7]. Kết quả ghi nhận gia nhiệt vừa phải ở 100 độ C đối với thực phẩm khô không làm phân hủy các dạng aglycone và glycoside của lignan mà còn giúp chiết xuất lignan tốt hơn [7]. Tuy nhiên, nếu mẫu có độ ẩm cao, sự phân hủy lignan trong hạt vừng đã diễn ra ngay ở 100 độ C [7]. Khi nâng nhiệt độ rang lên mức cao, đặc biệt là ở mốc 250 độ C, các lignan trong hạt vừng bị phân hủy rất nhanh chóng [7].
Một nghiên cứu về nguồn gen vừng các màu (đen, trắng, nâu) cho thấy giống vừng đen chứa hàm lượng lignan tổng cao nhất, vừng trắng có mức trung bình thấp hơn, còn giống vừng nâu chứa nồng độ sesamol tương đối thấp và hàm lượng axit béo bão hòa lẫn chưa bão hòa cao hơn [2]. Khi tiến hành rang hạt vừng đen và vừng trắng ở nhiệt độ tăng dần (180 độ C và 250 độ C), nồng độ các axit béo chưa bão hòa bị ảnh hưởng nghiêm trọng, làm gia tăng lượng axit t-oleic và t-linoleic có hại [2]. Đáng chú ý, hàm lượng sesamolin giảm mạnh ở 180 độ C và hoàn toàn biến mất, không thể phát hiện ở 250 độ C, dù nồng độ sesamol tăng lên rõ rệt ở cả hai màu hạt [2].
Nghiên cứu năm 2013 trên 8 giống hạt vừng của Iran rang trong lò điện gia dụng ở 180, 200 và 220 độ C trong các khoảng thời gian 10, 15 và 20 phút [4]. Hàm lượng gamma-tocopherol ban đầu dao động từ 169 đến 577 mg/kg hạt và 329 đến 1114 mg/L dầu [4]. Lượng gamma-tocopherol của 6 giống vừng tăng đáng kể khi rang ở mức nhiệt và thời gian tăng dần cho đến mốc 200 độ C trong 10 phút, nhưng sau đó suy giảm rõ rệt khi rang ở 220 độ C trong thời gian dài hơn [4]. Hàm lượng phenolic tổng số tăng theo nhiệt độ, đạt mức từ 70,953 lên 129,300 muM ở giống Naz-Branching sau khi rang ở 200 độ C trong 20 phút [4]. Tác giả kết luận nhiệt độ và thời gian tối ưu để thu được lượng gamma-tocopherol và phenolic tổng cao nhất lần lượt là 200 độ C trong 10 phút và 200 độ C trong 20 phút [4].
Nghiên cứu năm 2009 về gia nhiệt hồng ngoại (1,1 đến 1,3 micromet, công suất 6 kW) so với gia nhiệt truyền thống cho thấy rang hồng ngoại hạt vừng ở 200 độ C trong 30 phút nâng cao hiệu suất chuyển hóa từ sesamolin sang sesamol từ 51% lên 82% [5]. Tuy nhiên, hàm lượng gamma-tocopherol đã giảm 17% khi xử lý ở 200 độ C và giảm tới 25% ở mức 220 độ C trong cùng thời gian 30 phút [5]. Dù vậy, hàm lượng các axit amin methionine và cysteine trong bột vừng sau khử béo vẫn được giữ nguyên [5].
Nghiên cứu năm 2019 trên bột bã vừng khử béo chỉ ra rằng chỉ số hoạt lực chống oxy hóa tổng hợp (ACI) đạt cực đại sau khi rang mẫu ở 240 độ C trong 20 phút, nhờ sự gia tăng của sesamol và pinoresinol diglucoside [8]. Tuy nhiên, mô phỏng tiêu hóa in vitro cho thấy dù lượng lignan giải phóng tăng 19,6%, hoạt tính dọn gốc tự do DPPH và chỉ số ACI lại sụt giảm tới 40% khi đi từ giai đoạn miệng sang giai đoạn ruột [8].
Nghiên cứu năm 2024 khảo sát cấu trúc lignin trong vỏ hạt vừng khi rang ở 190 đến 250 độ C trong 30 phút ghi nhận sự suy thoái sâu của phức hợp carbohydrate-lignin, khiến hàm lượng đường tổng giảm mạnh từ 8,59% xuống còn 0,45% [6]. Trọng lượng phân tử của phân đoạn lignin giảm từ 4377 xuống 2235 Da ở nhiệt độ 210 đến 250 độ C [6]. Tỷ lệ lignin loại H tăng từ 2,7% lên 26,1% do phản ứng khử methoxy, liên kết beta-O-4 giảm từ 5,8 xuống 1,2/100 Ar và liên kết beta-beta giảm từ 26,3 xuống 9,6/100 Ar [6]. Quá trình bẻ gãy liên kết này sinh ra nhiều nhóm hydroxyl phenolic hơn (từ 1,80 lên 2,53 mmol/g), góp phần vào độ ổn định oxy hóa của dầu [6].
Nghiên cứu năm 2017 trên hai giống vừng tại Cameroon cho thấy rang hạt ở 120 độ C trong 10 phút làm giảm đáng kể hàm lượng khoáng chất [3]. Rang ở 180 độ C trong 10 phút ảnh hưởng tiêu cực nhất đến các axit béo không no đa nối đôi, làm tăng đáng kể hàm lượng axit béo tự do cũng như chỉ số p-anisidine và totox [3]. Các nhà khoa học kết luận rằng phương pháp luộc bảo toàn độ ổn định oxy hóa và cấu hình axit béo tốt hơn so với rang [3].
Lợi ích của việc xử lý nhiệt đúng cách và giới hạn của bằng chứng
Việc xử lý nhiệt vừa phải mang lại nhiều lợi ích không thể phủ nhận đối với hạt vừng. Gia nhiệt có kiểm soát giúp nâng cao hiệu suất trích xuất dầu, phá vỡ màng tế bào thực vật và chuyển hóa sesamolin thành sesamol – chất chống oxy hóa cực mạnh có tác dụng hiệp đồng với tocopherol nhằm kéo dài độ bền bảo quản của dầu [1], [5]. Các hợp chất không xà phòng hóa từ vừng rang còn được ứng dụng thành công như chất phụ gia tự nhiên giúp kéo dài hạn sử dụng cho sản phẩm thịt viên tươi [1].
Tuy nhiên, các dữ liệu khoa học hiện nay chủ yếu được thực hiện trong môi trường phòng thí nghiệm với lò nướng điện đối lưu hoặc thiết bị hồng ngoại kiểm soát chặt chẽ nhiệt độ và thời gian [1], [4], [5]. Trong điều kiện nấu nướng thực tế tại gia đình, nhiệt độ chảo rang trực tiếp trên ngọn lửa ga hoặc bếp than thường khó đo lường và có thể cục bộ vượt ngưỡng 250–300 độ C chỉ sau vài phút lơ là. Ngoài ra, phần lớn các thử nghiệm đo lường hoạt tính chống oxy hóa mới dừng lại ở ống nghiệm hoặc mô hình tiêu hóa in vitro, chưa phản ánh hoàn toàn tác động chuyển hóa phức tạp trong cơ thể người [8].
Những hiểu lầm phổ biến khi rang vừng tại nhà
Nhiều người nội trợ vẫn lầm tưởng rằng hạt vừng rang càng ngả màu đen sẫm, vỏ nứt tách mạnh và bốc khói nghi ngút thì mới đạt độ thơm ngon nhất. Thực tế, khi hạt vừng xuất hiện khói và mùi khét, đó là dấu hiệu chất béo đã bị nhiệt phân và oxy hóa thành các chất carbonyl độc hại [1], [3].
Một hiểu lầm khác là hạt vừng chứa lớp vỏ bảo vệ rất dày nên có thể chịu được nhiệt độ cao vô hạn định. Nghiên cứu năm 2024 chứng minh cấu trúc vỏ hạt vừng bị biến tính mạnh mẽ từ 210 đến 250 độ C, làm tiêu hao lượng đường tự nhiên và phá vỡ các liên kết hóa học quan trọng [6]. Hơn nữa, việc rang ở nhiệt độ cao còn làm gia tăng lượng chất béo chuyển hóa trans-oleic và trans-linoleic vốn là những chất tiềm ẩn nguy cơ gây xơ vữa mạch máu [2].
Nhiều người cũng cho rằng vừng sau khi rang cháy vẫn giữ trọn lượng vitamin E. Trên thực tế, gamma-tocopherol suy giảm nghiêm trọng khi bị quá nhiệt (giảm tới 25% khi chịu nhiệt kéo dài) [4], [5].
Nhóm người cần thận trọng khi sử dụng hạt vừng rang quá lửa
Những người đang mắc bệnh lý tim mạch, xơ vữa động mạch hoặc rối loạn mỡ máu cần tuyệt đối tránh sử dụng các loại hạt vừng hoặc dầu vừng đã bị rang cháy xém. Các axit béo chuyển hóa (t-oleic, t-linoleic) và các sản phẩm oxy hóa lipid thứ cấp hình thành từ nhiệt độ cao là tác nhân trực tiếp làm tăng gánh nặng viêm mạn tính và ảnh hưởng xấu đến thành mạch [1], [2].
Người có hệ tiêu hóa kém, viêm loét dạ dày hoặc bệnh lý đường ruột mạn tính cũng nên hạn chế ăn vừng rang khét. Quá trình biến tính lipid làm tăng nồng độ axit béo tự do và các gốc hydroperoxide, dễ gây kích ứng niêm mạc đường tiêu hóa, dẫn đến hiện tượng đầy trướng bụng, ợ nóng và khó tiêu [3].
Những người mắc các bệnh mạn tính hoặc đang trong quá trình điều trị y khoa đặc biệt cần tham khảo ý kiến bác sĩ chuyên khoa hoặc chuyên gia dinh dưỡng để xây dựng khẩu phần chất béo thực vật an toàn, không tự ý dùng các chế phẩm từ hạt biến tính nhiệt để hỗ trợ điều trị bệnh.
Hướng dẫn rang vừng chuẩn khoa học và bảo toàn dưỡng chất
Để thu được trọn vẹn giá trị dinh dưỡng của hạt vừng mà không kích hoạt các phản ứng sinh độc tố, người tiêu dùng cần tuân thủ các nguyên tắc chế biến sau:
Về nhiệt độ và thiết bị, nếu sử dụng lò nướng điện gia dụng hoặc nồi chiên không dầu có màn hình điều chỉnh nhiệt, mức nhiệt tối ưu để rang hạt vừng khô được khuyến nghị trong khoảng 180 đến 200 độ C [4]. Tuyệt đối không cài đặt nhiệt độ chạm mốc 220 độ C trở lên để ngăn ngừa sự suy thoái của gamma-tocopherol và sự bùng phát chất béo dạng trans [2], [4].
Về thời gian, với mức nhiệt 200 độ C trong lò điện, thời gian rang lý tưởng nhất là từ 10 đến tối đa 20 phút [4]. Nếu rang thủ công bằng chảo trên bếp ga, nên để lửa nhỏ vừa, dùng chảo đáy dày để tản nhiệt đều và đảo liên tục tay. Cần bắc chảo xuống ngay khi hạt vừng bắt đầu nổ lách tách nhẹ, hạt phồng căng và tỏa mùi thơm dịu, tránh để hạt chuyển sang màu nâu sẫm hoặc bốc khói khét.
Về độ ẩm, hạt vừng cần được phơi khô hoàn toàn trước khi rang khô. Nghiên cứu đã chứng minh nếu mẫu hạt còn độ ẩm cao, lignan có thể bị phân hủy ngay ở nhiệt độ 100 độ C [7]. Ngoài ra, có thể cân nhắc phương pháp luộc chín hoặc hấp chín trong một số món ăn gia đình để bảo vệ tối ưu cấu hình axit béo và hạn chế tối đa quá trình oxy hóa tự do của dầu [3]. Sau khi rang chín, vừng cần được để nguội nhanh và bảo quản trong hũ thủy tinh kín khí, đặt ở nơi khô ráo, tránh ánh sáng để làm chậm quá trình tự oxy hóa.
Kết luận
Hạt vừng là nguồn cung cấp dồi dào chất béo lành mạnh, lignan và vitamin E, nhưng những giá trị này chỉ được bảo toàn khi phương pháp chế biến nhiệt được kiểm soát đúng đắn. Việc rang vừng ở nhiệt độ quá cao vượt ngưỡng 200–220 độ C hoặc rang cháy xém không chỉ làm hao hụt các chất chống oxy hóa tự nhiên mà còn thúc đẩy oxy hóa lipid và sản sinh chất béo chuyển hóa độc hại. Giữ mức nhiệt vừa phải, thời gian ngắn và đảo đều tay chính là chìa khóa đơn giản nhất để hạt vừng luôn thơm ngon và an toàn cho sức khỏe.
