Nước ép dứa là thức uống giải khát quen thuộc, được nhiều người ưa chuộng nhờ hương vị thơm ngon và hàm lượng dưỡng chất dồi dào. Gần đây, trào lưu đun sôi nước dứa hoặc dùng dứa nấu canh ấm nóng được chia sẻ rầm rộ trên mạng xã hội với lời đồn giữ nguyên mọi lợi ích sức khỏe. Nhiều người thắc mắc liệu đun sôi nước dứa có làm mất đi bromelain – loại enzyme quý giá vốn làm nên tên tuổi của loại quả này hay không.

Câu trả lời ngắn gọn từ khoa học là: Không thể giữ được. Khi đun sôi ở nhiệt độ cao (100 độ C), enzyme bromelain tự nhiên sẽ nhanh chóng bị biến tính nhiệt, biến đổi cấu trúc và mất hoàn toàn hoạt tính phân giải protein [1], [2], [3].

Enzyme bromelain là gì và cơ chế tác động của nhiệt độ

Bromelain là nhóm enzyme protease có khả năng phân giải protein, được tìm thấy tự nhiên trong cây và quả dứa [2], [3]. Khi đi vào cơ thể, bromelain có thể được ứng dụng qua đường uống để hỗ trợ giảm viêm và cải thiện một số tình trạng bệnh lý [3]. Ngoài ra, bromelain còn được ghi nhận có đặc tính chống oxy hóa mạnh mẽ trong công nghiệp thực phẩm và dược phẩm [2].

Tuy nhiên, bản chất của bromelain là một protein phức tạp. Khi gặp nhiệt độ cao, các liên kết hydro và cấu trúc không gian ba chiều duy trì trung tâm hoạt động của enzyme bị bẻ gãy. Quá trình biến tính này diễn ra song song với hiện tượng kết tụ protein, khiến enzyme bị vô hiệu hóa vĩnh viễn và không còn khả năng xúc tác phản ứng [1].

Quá trình bất hoạt nhiệt và biến tính diễn ra như thế nào?

Một nghiên cứu công bố năm 2024 đã đi sâu khảo sát quá trình bất hoạt nhiệt, biến tính và kết tụ của các protease dạng papain, bao gồm ficin, bromelain và papain [1]. Các nhà khoa học đã thực hiện đo động học enzyme bị bất hoạt với cơ chất BAPNA, quét đo nhiệt lượng vi sai (DSC), đồng thời đánh giá độ kết tụ protein qua tán xạ ánh sáng động (DLS) và quang phổ ở bước sóng 280 nm [1].

Kết quả cho thấy, trong khi ficin và papain chỉ trải qua một giai đoạn suy giảm nhanh rồi ổn định hoạt tính dư, thì bromelain lại biểu hiện quá trình bất hoạt qua hai giai đoạn với các đặc tính động học khác nhau [1]. Đáng chú ý, quá trình biến tính cấu trúc của bromelain diễn ra cùng tốc độ với sự kết tụ protein [1]. Điều này chứng minh rằng nhiệt độ trực tiếp phá hủy cấu trúc không gian của bromelain, biến một enzyme có hoạt tính thành các phân tử protein kết tụ không còn chức năng sinh học [1].

Một nghiên cứu khác năm 2020 khi đánh giá cấu trúc của bromelain từ thân dứa bằng kỹ thuật huỳnh quang nhiệt cũng chỉ ra rằng nhiệt độ chuyển tiếp biến tính tự nhiên (Tm) của bromelain trong dung dịch đệm rơi vào khoảng 66,24 độ C [4]. Khi nhiệt độ vượt qua mốc này, khung cấu trúc nguyên bản của enzyme bắt đầu sụp đổ [4].

Tốc độ mất hoạt tính ở các mốc nhiệt độ cụ thể

Khả năng chịu nhiệt của bromelain tinh khiết được làm sáng tỏ chi tiết qua một nghiên cứu năm 2021 chiết xuất enzyme từ phụ phẩm vỏ dứa [2]. Nghiên cứu này đánh giá độ ổn định và động học của bromelain tinh chế dưới nhiều điều kiện nhiệt độ khác nhau [2].

Kết quả nghiên cứu động học cho thấy sự bất hoạt nhiệt của bromelain tuân theo phản ứng bậc một, với chu kỳ bán rã (thời gian làm mất 50% hoạt tính enzyme) suy giảm cực kỳ nhanh chóng khi nhiệt độ gia tăng [2]:

  • Ở 45 độ C: Chu kỳ bán rã của enzyme đạt 81,54 phút [2].
  • Ở 55 độ C: Thời gian bán rã giảm xuống còn 31,12 phút [2].
  • Ở 65 độ C: Chu kỳ bán rã chỉ còn 10,28 phút [2].
  • Ở 75 độ C: Thời gian bán rã chỉ còn vỏn vẹn 5,23 phút [2].

Dữ liệu này cho thấy ngay cả khi chưa đạt tới điểm sôi (100 độ C), chỉ cần duy trì ở 75 độ C trong hơn 5 phút, một nửa lượng enzyme đã bị vô hiệu hóa hoàn toàn [2]. Nghiên cứu năm 2021 cũng chỉ ra hoạt tính bromelain bị ức chế bởi các ion kim loại như Fe3+, Al3+ cùng các dung môi như methanol, ethanol; trong khi hoạt tính lại được gia tăng khi có mặt Ca2+, EDTA, glucose, D-xylose, maltose, kali natri tartrat, natri citrat, axit citric và natri nitrit [2].

Đặc biệt, một nghiên cứu năm 2019 khảo sát độ ổn định nhiệt của enzyme tự do so với dạng cố định trên bào tử vi khuẩn Bacillus đã ghi nhận rằng bromelain tự do đạt nhiệt độ hoạt động tối ưu ở 60 độ C và pH tối ưu là 6 [3]. Đáng chú ý, khi nâng nhiệt độ lên 80 độ C, enzyme bromelain tự do mất 100% hoạt tính chỉ sau 50 phút thử nghiệm [3]. Để khắc phục nhược điểm nhạy cảm nhiệt này trong y học, việc cố định enzyme lên giá thể bào tử vi khuẩn đã giúp bảo lưu được hơn 53% hoạt tính sau 50 phút ở 80 độ C, nâng nhiệt độ tối ưu lên 80 độ C và pH tối ưu lên mức 8 [3]. Tương tự, nghiên cứu năm 2007 cũng chỉ ra bromelain tự nhiên có pH tối ưu là 8,0 và khi được gắn polymer p(NIPAm) theo hướng đồng nhất thì nhiệt độ tối ưu mới có thể nâng lên 70 độ C và giảm tốc độ bất hoạt ở 60 độ C [5].

Ý nghĩa từ các nghiên cứu và giới hạn của bằng chứng

Những dữ liệu trên chứng minh rất rõ: bromelain ở trạng thái tự nhiên trong quả dứa có khả năng chịu nhiệt tương đối kém. Trong điều kiện chế biến tại gia đình, nhiệt độ sôi của nước đạt ngưỡng 100 độ C, cao hơn rất nhiều so với mốc 60-80 độ C được thử nghiệm trong phòng thí nghiệm [2], [3]. Do đó, việc đun sôi nước dứa trên bếp chắc chắn sẽ khiến bromelain bị phân hủy và mất sạch hoạt tính chỉ trong thời gian rất ngắn.

Tuy nhiên, người tiêu dùng cần hiểu rõ giới hạn của các nghiên cứu: phần lớn thử nghiệm được thực hiện trên enzyme tinh sạch hoặc trong hệ dung dịch mô phỏng [1], [2], [3]. Dù nước dứa tươi tự nhiên chứa thêm đường và axit citric (những chất được chứng minh giúp tăng hoạt tính enzyme [2]), sự hiện diện của chúng cũng không thể bảo vệ bromelain khỏi sự biến tính hoàn toàn trước mức nhiệt độ sôi 100 độ C.

Hiểu lầm thường gặp về việc đun nấu nước dứa

Nhiều người lầm tưởng rằng nước dứa sau khi đun sôi vẫn mang lại trọn vẹn tác dụng kháng viêm và phân giải chất đạm của bromelain tự nhiên. Thực tế, nước ép dứa nấu chín chỉ còn lại hương vị thơm, đường tự nhiên, một số khoáng chất và một phần vitamin bền nhiệt.

Một hiểu lầm khác là cho rằng thêm muối hay mật ong vào nấu chung sẽ "giữ chân" được enzyme. Mặc dù một số loại đường như glucose, maltose có thể hỗ trợ độ bền của enzyme trong dung dịch thử nghiệm [2], chúng không thể tạo ra màng chắn thần kỳ nào ngăn được sự bẻ gãy cấu trúc phân tử khi đun sôi. Nếu mục đích của bạn khi uống nước dứa là để nạp bromelain hỗ trợ tiêu hóa hoặc chống viêm, đun sôi là phương pháp hoàn toàn sai lầm.

Những ai nên thận trọng khi dùng nước dứa?

Dù nước dứa tươi rất giàu enzyme bromelain, không phải ai cũng có thể uống tùy thích:

  • Người bị viêm loét dạ dày, tá tràng hoặc trào ngược dạ dày thực quản nên cẩn trọng, bởi độ chua và hoạt tính protease có thể gây cồn cào, khó chịu niêm mạc.
  • Người có tiền sử dị ứng với dứa (ngứa miệng, phát ban, sưng môi) cần tuyệt đối tránh xa.
  • Người đang dùng các loại thuốc điều trị bệnh mạn tính, đặc biệt là thuốc chống đông máu hoặc kháng sinh, nên tham khảo ý kiến bác sĩ trước khi bổ sung lượng lớn bromelain hay nước dứa tươi vào khẩu phần hàng ngày.

Hướng dẫn áp dụng đúng cách trong đời sống

Để tận dụng tối đa hoạt tính enzyme tự nhiên từ dứa mà vẫn đảm bảo an toàn, bạn có thể thực hiện theo các bước sau:

  • Ưu tiên dùng tươi: Uống nước ép dứa tươi hoặc ăn dứa tươi trực tiếp ngay sau khi gọt để bromelain giữ được hoạt tính cao nhất. Không nên để nước ép ngoài không khí quá lâu.
  • Không gia nhiệt quá mức: Nếu bụng yếu hoặc không thích đồ lạnh, bạn chỉ nên ngâm ấm cốc nước dứa trong nước ấm dưới 45-50 độ C, tuyệt đối không đun trực tiếp trên bếp hay quay lò vi sóng [2].
  • Mẹo nấu nướng ướp thịt: Hoạt tính phân giải protein của bromelain là trợ thủ đắc lực giúp làm mềm thịt bò, thịt lợn dai. Hãy ướp nước dứa tươi với thịt trước khi nấu khoảng 15-30 phút ở nhiệt độ phòng. Khi đưa lên bếp nấu chín, enzyme sẽ hoàn thành nhiệm vụ làm mềm thịt trước khi tự tiêu biến bởi nhiệt.
  • Thời điểm và liều lượng: Uống khoảng 100-150 ml nước dứa tươi sau bữa ăn nhiều đạm giúp hỗ trợ tiêu hóa tốt hơn. Tránh uống khi bụng đang quá đói.

Đun sôi nước dứa là giải pháp tốt nếu bạn chỉ muốn một thức uống ấm bụng, thanh nhiệt và tiệt trùng an toàn. Ngược lại, nếu mục tiêu của bạn là khai thác hoạt tính enzyme bromelain quý giá để chăm sóc sức khỏe, hãy luôn chọn cách thưởng thức dứa tươi nguyên bản.