Acrylamide là gì và nó hình thành như thế nào?

Acrylamide (C₃H₅NO) là một hợp chất hữu cơ được sinh ra trong thực phẩm thông qua phản ứng Maillard – phản ứng hóa học giữa axit amin (đặc biệt là asparagine) và đường khử (như glucose, fructose) khi thực phẩm được nấu ở nhiệt độ cao, thường trên 120°C. Phản ứng này xảy ra mạnh mẽ trong các phương pháp chế biến như chiên, nướng, rang hoặc quay, đặc biệt với các thực phẩm giàu tinh bột và protein như khoai tây, ngũ cốc, cà phê và bánh mì.

Hình 1. Công thức  cấu tạo của Acrylamide

Cơ chế hình thành acrylamide bắt đầu khi nhiệt độ cao làm phân hủy asparagine – một axit amin tự nhiên có trong nhiều loại thực phẩm thực vật. Khi kết hợp với đường khử, asparagine trải qua một chuỗi phản ứng hóa học phức tạp, tạo ra acrylamide như một sản phẩm phụ. Điều kiện lý tưởng cho sự hình thành acrylamide là môi trường khô và nhiệt độ từ 120°C đến 200°C – cao hơn mức cần thiết để kích hoạt phản ứng Maillard thông thường nhưng không quá cao đến mức thực phẩm bị cháy hoàn toàn.

Các thực phẩm dễ sinh ra acrylamide nhất bao gồm:

• Khoai tây chiên và khoai tây nướng: Do hàm lượng asparagine và đường cao trong khoai tây.

• Bánh mì và bánh quy: Đặc biệt là phần vỏ nâu giòn.

• Cà phê rang: Quá trình rang hạt cà phê cũng tạo ra một lượng nhỏ acrylamide.

• Ngũ cốc rang hoặc snack chiên: Các sản phẩm chế biến sẵn thường chứa hàm lượng đáng kể.

Tác hại của acrylamide đối với sức khỏe

Acrylamide không chỉ là một sản phẩm phụ vô hại của quá trình nấu nướng. Các nghiên cứu trên động vật đã chỉ ra rằng nó là một chất gây độc thần kinh và có tiềm năng gây ung thư. Khi tiếp xúc lâu dài hoặc ở liều cao, acrylamide có thể gây tổn thương hệ thần kinh, ảnh hưởng đến khả năng vận động và cảm giác. Ngoài ra, acrylamide được Cơ quan Nghiên cứu Ung thư Quốc tế (IARC) xếp vào nhóm 2A – "có khả năng gây ung thư cho người" – dựa trên bằng chứng từ thí nghiệm trên chuột, nơi nó làm tăng nguy cơ ung thư vú, tuyến giáp và phổi.

Trong cơ thể người, acrylamide được chuyển hóa thành glycidamide, một chất trung gian độc hại hơn, có khả năng gây đột biến ADN. Tuy nhiên, mối liên hệ trực tiếp giữa acrylamide trong thực phẩm và ung thư ở người vẫn đang được nghiên cứu thêm. Các nhà khoa học cho rằng mức acrylamide từ chế độ ăn uống thông thường (khoảng 0,3–0,6 µg/kg trọng lượng cơ thể mỗi ngày) thường không đủ để gây nguy cơ đáng kể, nhưng việc tiêu thụ quá nhiều thực phẩm chiên rán lâu dài có thể tiềm ẩn rủi ro.

Hình 2. Khi nướng bánh mỳ quá nhiệt có khả năng sinh ra acrylamide

Ngoài ra, acrylamide còn liên quan đến việc tăng sản phẩm cuối của glycation (AGEs), có thể làm tăng quá trình lão hóa và các bệnh mãn tính như tiểu đường hoặc tim mạch. Vì vậy, mặc dù nguy cơ tức thì không quá lớn, việc giảm thiểu acrylamide trong thực phẩm vẫn là mục tiêu quan trọng để bảo vệ sức khỏe cộng đồng.

Các biện pháp phòng ngừa sự hình thành acrylamide

May mắn thay, chúng ta có thể kiểm soát và giảm thiểu sự hình thành acrylamide trong quá trình chế biến thực phẩm mà không làm mất đi hương vị hấp dẫn. Dưới đây là một số biện pháp hiệu quả:

1. Kiểm soát nhiệt độ nấu nướng
   Acrylamide hình thành mạnh ở nhiệt độ trên 120°C, đặc biệt từ 170–180°C trở lên. Do đó, nấu ở nhiệt độ thấp hơn (dưới 170°C) khi có thể giúp giảm lượng acrylamide. Ví dụ, chiên khoai tây ở 160°C thay vì 190°C vẫn cho ra sản phẩm ngon mà ít acrylamide hơn.

2. Giảm thời gian nấu
   Thời gian tiếp xúc với nhiệt độ cao càng dài, acrylamide càng tích tụ. Hãy nấu thực phẩm vừa đủ chín tới, tránh để quá nâu hoặc cháy. Với khoai tây chiên, nên chiên đến màu vàng nhạt thay vì vàng đậm.

3. Ngâm nguyên liệu trước khi nấu
   Ngâm khoai tây trong nước 15–30 phút trước khi chiên hoặc nướng giúp loại bỏ một phần đường khử và asparagine trên bề mặt, từ đó giảm nguy cơ hình thành acrylamide. Thêm một chút giấm hoặc axit citric vào nước ngâm cũng có thể tăng hiệu quả.

4. Sử dụng nguyên liệu thay thế
   Chọn các giống khoai tây có hàm lượng đường thấp hơn hoặc giảm lượng đường bổ sung (như siro, mật ong) trong công thức chế biến. Ngoài ra, thay thế chiên bằng luộc, hấp hoặc nướng ở nhiệt độ thấp cũng là cách hiệu quả.

5. Thêm phụ gia tự nhiên
   Một số nghiên cứu cho thấy việc bổ sung các chất chống oxy hóa (như rosemary, vitamin C) hoặc enzyme như asparaginase vào thực phẩm trước khi nấu có thể ức chế sự hình thành acrylamide mà không ảnh hưởng đến mùi vị.

6. Lưu trữ nguyên liệu đúng cách
   Với khoai tây, bảo quản ở nhiệt độ trên 8°C (tránh tủ lạnh) giúp giảm sự chuyển hóa tinh bột thành đường khử, từ đó hạn chế acrylamide khi nấu.

Kết luận

Acrylamide là một "mặt trái" của phản ứng Maillard – quá trình mang lại hương vị tuyệt vời cho thực phẩm chế biến ở nhiệt độ cao. Dù nguy cơ sức khỏe từ acrylamide trong chế độ ăn uống thông thường chưa được chứng minh hoàn toàn, việc nhận thức và kiểm soát sự hình thành của nó là điều cần thiết để bảo vệ sức khỏe lâu dài. Bằng cách điều chỉnh phương pháp nấu nướng, lựa chọn nguyên liệu và áp dụng các kỹ thuật đơn giản, chúng ta có thể vừa tận hưởng những món ăn ngon miệng, vừa giảm thiểu rủi ro tiềm ẩn. Trong một thế giới mà ẩm thực và sức khỏe luôn song hành, hiểu biết về acrylamide chính là chìa khóa để cân bằng giữa hai yếu tố này.

Tham khảo:

1. https://www.cancer.gov/about-cancer/causes-prevention/risk/diet/acrylamide-fact-sheet

2. https://www.efsa.europa.eu/en/topics/topic/acrylamide