Nhiều người lựa chọn gạo lứt thay cho gạo trắng vì mong muốn bổ sung chất xơ, vitamin và khoáng chất tốt cho tim mạch cũng như hỗ trợ kiểm soát đường huyết. Tuy nhiên, không ít người tiêu dùng bất ngờ khi biết rằng gạo lứt thường chứa lượng asen cao hơn đáng kể so với gạo trắng đã qua xay xát kỹ.

Thực tế khoa học đã chứng minh điều này hoàn toàn có cơ sở sinh học rõ ràng. Asen không phân bố ngẫu nhiên mà tích tụ tập trung ở lớp vỏ cám ngoài cùng và phôi hạt lúa, trong khi lõi tinh bột bên trong lại giữ lượng độc chất thấp hơn rất nhiều [1], [2].

Vì sao cây lúa lại tích tụ nhiều asen?

Cây lúa (Oryza sativa L.) là loài cây trồng hấp thu asen từ đất và nước mạnh hơn hầu hết các loại ngũ cốc khác [2], [3]. Quá trình này bắt nguồn từ điều kiện canh tác ngập nước truyền thống của ruộng lúa, tạo môi trường yếm khí khiến asen hòa tan mạnh vào nước trong đất [1].

Mặt khác, cây lúa có nhu cầu hấp thụ silic rất lớn để phát triển cấu trúc thân lá cứng cáp [1]. Tình cờ, arsenite (dạng ion asen hóa trị 3) lại có đặc tính hóa học tương đồng với silic, khiến hệ thống rễ lúa hấp thu nhầm asen từ nước ruộng và vận chuyển thẳng lên thân cây rồi đi vào hạt [1].

Các dạng asen vô cơ gồm arsenite (As(III)) và arsenate (As(V)) đều được xếp vào nhóm chất gây ung thư loại 1 và không có ngưỡng an toàn tuyệt đối [1], [4], [3]. Ngoài ra, vi sinh vật trong đất còn có thể methyl hóa asen vô cơ thành các dạng hữu cơ như axit dimethylarsinic (DMA) hoặc axit monomethylarsonic (MMA) trước khi cây hấp thụ [1], [5].

Bí ẩn cấu trúc tế bào giữ asen ở lớp cám

Khi được rễ cây hút lên, dòng chất dinh dưỡng và khoáng chất sẽ di chuyển theo bó mạch để nuôi dưỡng hạt lúa đang phát triển. Bằng kỹ thuật chụp huỳnh quang tia X synchrotron hiện đại, các nhà khoa học phát hiện asen vô cơ tập trung dày đặc ở vết bó mạch noãn (ovular vascular trace - OVT) và lớp vỏ cám ngoài cùng [1].

Ngược lại, hợp chất hữu cơ DMA lại có khả năng xuyên sâu qua các rào cản tế bào để thâm nhập vào lõi nội nhũ (phần tinh bột trắng) và vắng mặt tại vết bó mạch noãn [1]. Kết quả quan sát trên hạt lúa trồng trên đất thực tế cho thấy asen liên kết tại vết bó mạch noãn dưới dạng arsenite glutathione, arsenite tự do và DMA [1].

Cấu trúc giải phẫu của hạt lúa tạo nên một rào cản tự nhiên, khiến asen có xu hướng lắng đọng và tích tụ giữa lớp vỏ trấu và khối nội nhũ tinh bột [2]. Vết bó mạch và các tế bào lớp cám giàu phức hợp lưu huỳnh như glutathione đóng vai trò như một màng lọc giữ lại phần lớn độc chất arsenite mang điện tích trước khi chúng kịp đi sâu vào lõi hạt [1].

Dữ liệu từ các nghiên cứu quốc tế nói gì?

Sự chênh lệch asen giữa vỏ cám và lõi tinh bột đã được chứng minh qua hàng loạt nghiên cứu thực nghiệm trên khắp thế giới:

Năm 2022, nghiên cứu sử dụng kỹ thuật huỳnh quang tia X trên lúa trồng thủy canh và trồng đất đã xác lập mô hình bồi đắp chu vi của hạt lúa [1]. Nghiên cứu chỉ ra arsenite định vị cố định tại vết bó mạch noãn và lớp cám, trong khi DMA phân tán rộng vào nội nhũ [1]. Nghiên cứu cũng ghi nhận việc bổ sung tro trấu giàu silic vào đất làm thay đổi vị trí phân bố của asen, đẩy asen vào nội nhũ ở cả hai phân loài lúa japonica và indica [1].

Năm 2023, phân tích bằng phương pháp HPLC-ICP-MS trên 26 giống lúa thu thập từ hai tỉnh cho thấy hàm lượng asen tổng số trong gạo trắng dao động từ 0,03 đến 0,37 mg/kg (trung bình hai bộ mẫu là 0,28 và 0,21 mg/kg) [2]. Lượng As(III) cao gần gấp đôi As(V) trong cả gạo trắng và gạo lứt [2]. Đáng chú ý, tỷ lệ asen vô cơ và asen tổng số trong cám gạo luôn cao hơn gạo trắng [2]. Khi thử nghiệm bổ sung selen (0,3 mg/kg) vào giai đoạn mầm, lượng asen tích lũy trong gạo trắng giảm lần lượt 73,8% (asen tổng), 76,8% (As(III)) và 78,3% (As(V)) [2].

Tại Trung Quốc, phân tích 108 mẫu gạo và cám gạo từ thị trường địa phương công bố năm 2014 cho thấy tỷ lệ cám/gạo của asen tổng số lên tới 6,8 lần và asen vô cơ là 6,4 lần [5]. Đặc biệt, tỷ lệ tích lũy của riêng dạng As(V) trong cám cao gấp 104,7 lần so với hạt gạo xát (335 microgam/kg ở cám so với 3,2 microgam/kg ở gạo), giải thích cho hơn 95% mức chênh lệch asen giữa hai thành phần [5].

Tại Thái Lan, nghiên cứu năm 2012 kiểm nghiệm 180 mẫu gạo trắng, gạo lứt (gồm ba loại: gạo trắng thường, gạo hoa lài jasmine, gạo nếp) và 44 mẫu cám gạo [6]. Hàm lượng asen vô cơ trong gạo trắng dao động trung bình từ 68,3 đến 75,9 ng/g, trong khi ở gạo lứt là 120 đến 131 ng/g [6]. Riêng trong cám gạo, nồng độ asen vô cơ lên tới 599 đến 673 ng/g [6]. Như vậy, cám gạo chứa asen tổng số cao gấp 7 lần và asen vô cơ cao gấp 9 lần so với gạo trắng tương ứng, dù cả gạo trắng và gạo lứt vẫn nằm trong ngưỡng giới hạn quy định 200 ng/g [6].

Năm 2008, một báo cáo khác ghi nhận asen vô cơ trong cám gạo thương phẩm và cám xay thủ công đạt mức khoảng 1 mg/kg chất khô, cao gấp 10-20 lần nồng độ trong hạt gạo nguyên [3]. Kiểm tra 5 sản phẩm cám gạo hòa tan thương mại từ Mỹ và Nhật Bản dùng bổ sung dinh dưỡng cho thấy mức asen vô cơ từ 0,61 đến 1,9 mg/kg [3].

Nghiên cứu quy mô năm 2021 trên bộ 53 mẫu cám gạo toàn cầu ghi nhận mức asen vô cơ trung bình cao nhất ở Thái Lan đạt 0,619 mg/kg và thấp nhất ở Guatemala là 0,017 mg/kg [7]. Nghiên cứu cũng chỉ ra kỹ thuật tưới ướt khô xen kẽ (AWD) kết hợp đất xử lý hóa chất MSMA làm tăng đáng kể lượng asen vô cơ trong cám (p = 0,016) [7].

Nghiên cứu trên 76 giống lúa tại Bangladesh năm 2009 cho thấy hàm lượng asen trong hạt phụ thuộc lớn vào kiểu gen (dao động từ 0,07 đến 0,74 mg/kg), trong đó các giống lúa địa phương vỏ cám đỏ tích tụ nhiều asen hơn giống vỏ cám nâu [4].

Hiểu lầm thường gặp về gạo hữu cơ và cám lên men

Nhiều người tiêu dùng tin rằng chọn mua gạo lứt hoặc cám gạo được gắn nhãn canh tác hữu cơ sẽ hoàn toàn sạch bóng độc chất asen. Tuy nhiên, dữ liệu khoa học cho thấy không có sự khác biệt đáng kể về nồng độ asen giữa phương thức canh tác hữu cơ và canh tác thông thường [7]. Asen vốn có sẵn tự nhiên trong đất và nguồn nước ngầm của ruộng lúa, nên tiêu chuẩn hữu cơ không ngăn được rễ cây hút chất này [1], [7].

Một ngộ nhận khác là việc lên men cám gạo sau thu hoạch có thể loại bỏ độc chất kim loại nặng. Nghiên cứu thực tế xác nhận quá trình lên men sau thu hoạch hầu như không làm thay đổi nồng độ asen trong cám gạo [7]. Đánh giá rủi ro sức khỏe cho thấy liều dùng cám gạo chứa nồng độ asen vô cơ cao nhất ở cả người lớn, trẻ em và trẻ sơ sinh đều vượt qua ngưỡng an toàn về thương tật (THQ) và rủi ro ung thư trọn đời (LCR) [7].

Ai nên thận trọng khi dùng nhiều gạo lứt?

Mặc dù gạo lứt giàu dưỡng chất quý, việc tiêu thụ sản phẩm nguyên cám với tần suất dày đặc cần được lưu ý ở một số nhóm đối tượng:

  • Trẻ em, trẻ sơ sinh và phụ nữ mang thai: Cơ thể trẻ nhỏ có khối lượng thấp nên liều lượng hấp thụ asen trên mỗi kg cân nặng (mg/kg/ngày) sẽ cao hơn nhiều so với người lớn khi dùng chung một khẩu phần [7], [3]. Cần thận trọng đặc biệt với các loại bột ăn dặm hoặc thực phẩm bổ sung làm từ cám gạo hòa tan, vốn có thể chứa từ 0,61 đến 1,9 mg/kg asen vô cơ [3]. Nếu trẻ ăn theo liều 20 g cám gạo hòa tan/ngày theo khuyến nghị của nhà sản xuất, lượng asen nạp vào sẽ vượt mức 0,01 mg/ngày – vốn là mức giới hạn tối đa cho 1 lít nước sinh hoạt theo chuẩn châu Âu và Mỹ [3].

  • Người có hệ tiêu hóa yếu hoặc mắc bệnh mạn tính: Asen vô cơ là chất độc tích lũy lâu dài, không có ngưỡng an toàn tối thiểu [4], [3]. Bệnh nhân đang điều trị bệnh nền nên tham khảo ý kiến chuyên gia dinh dưỡng hoặc bác sĩ để xây dựng thực đơn cân bằng.

Cách áp dụng thực tế để giảm thiểu rủi ro

Người tiêu dùng không nhất thiết phải từ bỏ hoàn toàn thói quen ăn gạo lứt bổ dưỡng, mà có thể áp dụng các biện pháp chế biến và lựa chọn thông minh để bảo vệ sức khỏe:

  • Nấu bằng phương pháp nước sôi tuần hoàn (percolating water): Nghiên cứu năm 2017 chứng minh việc nấu cám và gạo trong dòng nước sôi chảy tuần hoàn không chứa asen có thể loại bỏ tới 96% lượng asen vô cơ [8]. Tỷ lệ loại bỏ này phụ thuộc trực tiếp vào thể tích nước nấu sử dụng [8]. Phương pháp này giúp giữ nguyên hầu hết các nguyên tố vi lượng và đa lượng quý, không làm đổi hàm lượng hữu cơ (chỉ làm giảm đường hòa tan và làm tăng tỷ lệ chất xơ do hao hụt sinh khối), dù có làm giảm nhẹ lượng đồng, kali và phốt pho [8].

  • Nấu nhiều nước và chắt bỏ nước đầu: Đối với bữa cơm gia đình không có dụng cụ chuyên dụng, việc nấu gạo lứt với lượng nước lớn (tỷ lệ nước/gạo cao) rồi chắt bỏ phần nước thừa trước khi ủ chín cũng giúp hòa tan và cuốn trôi bớt lượng asen tự do bám ở bề mặt cám.

  • Đa dạng hóa nguồn tinh bột: Không nên phụ thuộc hoàn toàn vào gạo lứt trong mọi bữa ăn suốt thời gian dài. Người nội trợ nên luân phiên giữa gạo trắng, gạo lứt, khoai lang, yến mạch và các loại hạt để vừa tận dụng được dưỡng chất, vừa phân tán nguy cơ phơi nhiễm độc chất từ một loại lương thực duy nhất.

Hiểu rõ bản chất vì sao lớp cám gạo lứt giữ lại nhiều asen giúp người tiêu dùng có cái nhìn khoa học, không hoang mang nhưng cũng không chủ quan. Bằng cách sơ chế đúng cách và ăn uống đa dạng, gia đình hoàn toàn có thể tận hưởng trọn vẹn lợi ích dinh dưỡng tự nhiên mà vẫn chủ động phòng tránh rủi ro cho sức khỏe.