Củ sắn (khoai mì) là lương thực quen thuộc trên bàn ăn của nhiều gia đình, đồng thời là nguồn cung cấp tinh bột chính cho hàng trăm triệu người. Tuy nhiên, sắn trắng truyền thống hầu như chỉ cung cấp năng lượng thuần túy mà thiếu hụt nhiều vi chất thiết yếu. Liệu việc chuyển sang sử dụng các giống sắn vàng có thực sự mang lại lợi ích vượt trội cho sức khỏe hay không?

Câu trả lời hoàn toàn khẳng định dựa trên các bằng chứng nông học và y tế cộng đồng. Các giống sắn ruột vàng phát triển qua chương trình làm giàu vi chất sinh học sở hữu lượng tiền vitamin A (carotenoid) cao gấp nhiều lần sắn trắng, hỗ trợ đắc lực cho mục tiêu phòng ngừa thiếu hụt dinh dưỡng.

Nguồn lương thực chủ lực và gánh nặng thiếu vi chất

Củ sắn hiện là nguồn lương thực thiết yếu cung cấp carbohydrate và năng lượng cho hơn 2 tỷ người trên toàn cầu [1]. Đặc biệt, loại củ này đóng vai trò nguồn năng lượng chính cho khoảng 700 triệu người dân sinh sống tại các khu vực nhiệt đới và cận nhiệt đới [1]. Dù vậy, sắn trắng thông thường gần như hoàn toàn không chứa tiền vitamin A [2].

Trong khi đó, tình trạng thiếu hụt vitamin A vẫn là rối loạn dinh dưỡng diện rộng tại các quốc gia thu nhập thấp và là mối lo ngại y tế công cộng dai dẳng trên toàn cầu [1]. Thiếu hụt vitamin A được xác định là nguyên nhân hàng đầu dẫn đến mù lòa có thể phòng ngừa được ở trẻ em [1]. Tình trạng này còn liên quan mật thiết đến bệnh khô mắt (xerophthalmia) và làm tăng nguy cơ mắc bệnh hoặc tử vong do các bệnh lý như sốt rét, tiêu chảy và sởi [1, 4]. Do đó, sáng kiến lai tạo giống sắn ruột vàng giàu tiền vitamin A đã ra đời nhằm cải thiện tình trạng dinh dưỡng của những quần thể tiêu thụ nhiều sắn [1].

Bằng chứng hàm lượng beta-carotene vượt trội ở sắn vàng

Nhiều nghiên cứu thực địa đã chứng minh sắn vàng có hàm lượng carotenoid vượt xa các giống sắn trắng địa phương. Một nghiên cứu công bố năm 2021 tại Trung Phi ghi nhận các dòng sắn lai tạo dinh dưỡng chứa lượng beta-carotene tiền vitamin A cao gấp tới 6 lần so với giống địa phương [3]. Các giống mới này đạt mức carotenoid lên tới 11,1 mcg/g, cao gần gấp 3 lần so với các thế hệ giống sắn vàng trước đó [3].

Đặc biệt, nghiên cứu năm 2021 cũng chỉ ra rằng hàm lượng tiền vitamin A trong giống sắn vàng duy trì ổn định qua nhiều điều kiện môi trường gieo trồng khác nhau [3]. Điều này khác biệt với khoai lang, vốn là loại củ có hàm lượng carotenoid dễ bị biến thiên mạnh theo địa điểm trồng trọt [3].

Một nghiên cứu khác thực hiện năm 2020 tại Ghana cũng so sánh thành phần của sắn vàng và sắn trắng qua ba địa điểm [1]. Kết quả phân tích cho thấy tổng hàm lượng carotenoid dao động từ 1,18 đến 18,81 mcg/g trọng lượng tươi ở củ tươi và giữ được từ 1,01 đến 13,36 mcg/g sau khi luộc [1]. Tất cả giống sắn ruột vàng đều đạt chỉ số carotenoid cao hơn rõ rệt so với các đối chứng sắn trắng ở cả trạng thái củ tươi lẫn củ đã luộc chín [1]. Ngoài ra, hầu hết kiểu gen sắn vàng đều ghi nhận lượng protein cao hơn sắn trắng địa phương [1].

Cơ chế sinh học tạo nên sắc vàng giàu dưỡng chất

Màu vàng đặc trưng của thịt củ sắn bắt nguồn trực tiếp từ sự tích tụ của sắc tố carotenoid, thành phần tiền chất chuyển hóa thành vitamin A khi vào cơ thể người [4]. Nghiên cứu năm 2022 đi sâu vào cấp độ phân tử nhằm giải thích cơ chế sinh tổng hợp và ổn định dưỡng chất này trong củ sắn [5].

Nghiên cứu công bố năm 2022 phát hiện ra rằng ở củ sắn vàng có bốn biến thể protein mang tên ORANGE (OR) [5]. Mặc dù mức biểu hiện gen tương đương nhau ở ba biến thể, lượng protein OR thực tế lại cao hơn đáng kể ở các giống sắn vàng [5]. Trong khi đó, enzyme phytoene synthase (PSY1) - enzyme giới hạn tốc độ của con đường sinh tổng hợp carotenoid - có mức biểu hiện gen cao hơn ở sắn vàng nhưng lượng protein PSY không đổi [5].

Các nhà khoa học nhận thấy việc biểu hiện đơn lẻ gen PSY1 ngô kích thích tích tụ carotenoid và hình thành tinh thể, nhưng khi đồng biểu hiện với protein MeOR_X1 thì lượng carotenoid gia tăng mạnh mẽ [5]. Dữ liệu thực nghiệm gợi ý cơ chế sau dịch mã kiểm soát sự ổn định của protein OR và PSY đóng vai trò cốt lõi giúp sắn vàng duy trì và tích lũy hàm lượng carotenoid vượt bậc so với sắn trắng [5].

Hiệu quả cải thiện sức khỏe thực tế trên người

Giá trị dinh dưỡng của sắn vàng không dừng lại trên lý thuyết phân tích mà đã được kiểm chứng qua các thử nghiệm can thiệp dinh dưỡng lâm sàng. Một thử nghiệm ngẫu nhiên có đối chứng công bố năm 2016 theo dõi 342 học sinh Kenya từ 5 đến 13 tuổi có tình trạng thiếu hụt vitamin A cận biên [2]. Trẻ được chia ngẫu nhiên dùng sắn 6 ngày/tuần trong 18,5 tuần với khẩu phần: nhóm sắn trắng dùng giả dược, nhóm sắn vàng giàu tiền vitamin A (trung bình 1460 mcg beta-carotene/ngày) dùng giả dược, và nhóm sắn trắng kết hợp viên uống bổ sung beta-carotene (1053 mcg/ngày) [2].

Lượng tiêu thụ sắn trung bình mỗi ngày của trẻ trong 3 nhóm lần lượt là 378 g, 371 g và 378 g [2]. Kết quả sau can thiệp cho thấy cả nhóm ăn sắn vàng lẫn nhóm uống viên bổ sung beta-carotene đều tăng nồng độ retinol huyết thanh thêm 0,04 mcmol/L [2]. Đáng chú ý, nồng độ beta-carotene trong huyết thanh của nhóm ăn sắn vàng đã tăng vọt 524%, cao hơn hẳn mức tăng 166% ở nhóm bổ sung dạng viên uống [2]. Nghiên cứu không ghi nhận thay đổi trên nồng độ hemoglobin, protein gắn retinol hay prealbumin [2].

Một can thiệp khác công bố năm 2021 trên trẻ mầm non tại Nigeria cũng ghi nhận lượng tiêu thụ vitamin A ở nhóm ăn sắn vàng cao hơn 57% so với nhóm đối chứng [6]. Trong giai đoạn thử nghiệm, giống sắn vàng TMS 07/0593 (chứa khoảng 9 mcg/g beta-carotene trọng lượng ướt) đáp ứng đủ nhu cầu vitamin A tương đương cho 96% trẻ [6]. Ngay cả khi kết thúc can thiệp và quay lại chế độ ăn tự do thường nhật, việc thay thế sắn trắng bằng sắn vàng vẫn cung cấp tới 32% tổng lượng vitamin A và giúp triệt tiêu hoàn toàn tỷ lệ thiếu hụt dinh dưỡng ở trẻ em tham gia [6].

Tác động của phương pháp chế biến và bảo quản

Mặc dù sắn vàng rất giàu vi chất, quá trình chế biến và đun nấu có thể làm hao hụt đáng kể lượng carotenoid quý giá này. Nghiên cứu năm 2019 đánh giá mức độ lưu giữ vi chất ở các phương pháp chế biến truyền thống của châu Phi trên các giống Kindisa, Vuvu và hai dòng thử nghiệm [7]. Hàm lượng carotenoid tiền vitamin A của củ tươi gọt vỏ là 1,79-6,65 mcg/g; sau khi chế biến thành sắn luộc đạt 1,71-6,91 mcg/g, trong khi ở món fufu chỉ còn 0,04-0,37 mcg/g và món chikwangue là 0,52-1,75 mcg/g [7].

Tỷ lệ lưu giữ thực tế của carotenoid sau khi nấu đạt mức rất cao từ 93,2% đến 96,8% đối với củ sắn luộc [7]. Ngược lại, các phương pháp lên men và chế biến kéo dài làm thất thoát vi chất nghiêm trọng, tỷ lệ lưu giữ ở fufu chỉ đạt 0,8-3,1% và chikwangue chỉ đạt 4,0-18,1% [7]. Nghiên cứu năm 2019 cũng ghi nhận hiện tượng carotenoid bị hao hụt rõ rệt trong suốt quá trình bảo quản củ tươi [7].

Mức độ chấp nhận của người tiêu dùng và hiểu lầm thường gặp

Nhiều người e ngại màu vàng khác lạ của củ sắn mới có thể khiến người tiêu dùng từ chối sử dụng. Tuy nhiên, một khảo sát năm 2018 tại Nigeria trên 122 người tiêu dùng cho thấy các món bột nhào truyền thống làm từ sắn vàng lai tạo sinh học được chấp nhận tốt hơn so với sắn trắng truyền thống hoặc sắn trắng trộn dầu cọ đỏ [4]. Khoảng 85% người tham gia đã biết từ trước về sắn vàng; họ liên kết màu vàng tự nhiên của củ với các thông điệp "tốt cho thị lực" và "tốt cho sức khỏe trẻ nhỏ" [4].

Dù vậy, nhận thức cộng đồng vẫn chịu ảnh hưởng lớn từ thông tin dinh dưỡng và văn hóa vùng miền. Tổng quan hệ thống năm 2017 cho thấy tại bang Imo (Nigeria), ban đầu người dân yêu cầu giảm giá hơn 25% mới mua sắn vàng, nhưng khi được cung cấp thông tin lợi ích dinh dưỡng, họ sẵn sàng trả giá cao hơn 20% cho sắn vàng nhạt [8]. Ngược lại, tại Brazil, người tiêu dùng sẵn lòng trả thêm 60%-70% để mua sắn vàng biến đổi gen so với sắn thường [8].

Một hiểu lầm phổ biến là màu vàng của củ sắn đồng nghĩa với việc củ đã bị hỏng hoặc chứa độc tố lạ. Thực chất, sắc vàng này đến từ các hợp chất hữu cơ carotene tự nhiên vốn có lợi cho mắt và hệ miễn dịch [1, 3]. Cần hiểu rằng sắn vàng là giải pháp dinh dưỡng bổ trợ, không thể thay thế hoàn toàn các phương pháp điều trị y tế khi đã mắc bệnh lý mắt nghiêm trọng.

Cảnh báo an toàn và đối tượng cần thận trọng

Dù sắn vàng giàu vi chất, người chế biến cần tuyệt đối lưu tâm đến độc tố tự nhiên có trong củ sắn. Nghiên cứu năm 2020 phát hiện hàm lượng xyanua (cyanide) trong các kiểu gen sắn vàng khảo sát nằm trong ngưỡng của các giống sắn ngọt, tuy nhiên chỉ số này vẫn vượt quá giới hạn khuyến cáo tối đa có thể chấp nhận được [1]. Do đó, người tiêu dùng không được ăn sống hay chế biến qua loa.

Củ sắn cần được gọt sạch vỏ, ngâm rửa kỹ và nấu chín hoàn toàn để loại bỏ xyanua trước khi ăn [1]. Những người có vấn đề về hấp thu dinh dưỡng hoặc tiền sử nhạy cảm với độc tố thực vật cần thận trọng khi tiêu thụ củ tươi chưa qua xử lý kỹ thuật đúng chuẩn.

Cách áp dụng thực tế để tối ưu dưỡng chất

Để hấp thu tối đa dưỡng chất từ sắn ruột vàng, cách chế biến đóng vai trò quyết định. Phương pháp luộc chín trực tiếp là lựa chọn tối ưu nhất trong bữa ăn thường ngày nhờ khả năng bảo toàn tới 93,2% - 96,8% lượng carotenoid tự nhiên của củ [7]. Nên ưu tiên sử dụng củ tươi mới thu hoạch, tránh tích trữ sắn quá lâu trong kho do carotenoid sẽ bị suy giảm theo thời gian lưu trữ [7].

Bên cạnh đó, beta-carotene là dạng vi chất tan trong chất béo. Dữ liệu thực tế cho thấy sự hiện diện của các nguồn dầu mỡ như dầu cọ đỏ trong bữa ăn hằng ngày của trẻ giúp hỗ trợ tốt quá trình cung cấp vitamin A từ chế độ ăn [6]. Vì vậy, kết hợp sắn luộc với một lượng nhỏ chất béo lành mạnh trong khẩu phần sẽ hỗ trợ cơ thể chuyển đổi vi chất này một cách tối ưu.

Tóm lại, sắn ruột vàng là một thành tựu lai tạo sinh học giá trị, cung cấp lượng carotenoid tự nhiên cao giúp cải thiện đáng kể vi chất cho cơ thể [1, 6]. Bằng cách chế biến đúng cách qua việc gọt vỏ và luộc chín kỹ, người tiêu dùng có thể tận dụng nguồn tinh bột giàu vi chất này một cách an toàn và bổ dưỡng [1, 4].