Sharing Chemistry with the Community

Hóa học đằng sau hạt Chia

Đã có bao giờ bạn dùng thức uống hay trà sữa có chứa hạt Chia chưa? Đây là loại hạt ngũ cốc khá thú vị, vẻ bề ngoài và thưởng thức trông có vẻ giống hạt é của Việt Nam. Nhưng chúng chứa rất nhiều chất dinh dưỡng và hàng loạt những công dụng tuyệt vời cho sức khỏe như hỗ trợ giảm cân, duy trì hệ tiêu hóa khỏe mạnh, giải độc cơ thể, ngăn ngừa bệnh tim mạch.

Thực tế thì những công dụng tuyệt vời này có thật sự đúng? Trong bài viết này, chúng ta sẽ mổ xẻ về hóa học đằng sau hạt Chia nhé!

Lịch sử

Hạt Chia ( Salvia hispanica L. ) là một loại lương thực quan trọng đối với khu vực Mesoamerica (Trung bộ châu Mỹ) trong thời tiền Columbus, được người Maya và Aztec tiêu thụ chủ yếu để tăng sức đề kháng. Tuy nhiên, hạt Chia cũng được gắn liền với các nghi lễ thiêng liêng và phục vụ như là một lễ vật cho các vị thần của các nền văn minh này, làm dấy lên cơn thịnh nộ của người Công giáo Tây Ban Nha, người đã xem buổi lễ như một nghi lễ ngoại giáo.

Kết quả là sự canh tác của nó đã bị dập tắt trong nhiều thế kỷ và chỉ được nối lại vào đầu những năm 1990 bởi một nhóm các nhà nghiên cứu người Argentina hợp tác với Đại học Arizona (Hoa Kỳ). Kể từ đó, các nhà khoa học đã chuyển sang nghiên cứu nó.

Giới thiệu

Chia là một loại cây thân thảo lâu năm thuộc họ Lamiaceae . Nó đã được trồng ở Mexico trong nhiều thế kỷ và hạt được ngâm trong nước hoặc nước ép trái cây đã và vẫn được tiêu thụ ở một số vùng như một loại nước giải khát. Ngoài ra, nó còn được trồng đại trà ở Bôlivia, Argentina, Ecuador và Guatemala. Cùng với Chia, ngô, đậu và rau dền là những thực phẩm quan trọng nhất của hơn 11 triệu người khi Columbus đến Mỹ.

Bên cạnh đó, hạt Chia cũng được sử dụng như một món quà cho các vị thần Nahua vì đàn áp tôn giáo, và thực tế là nó không thể được trồng ở châu Âu, nó đã biến mất vào thế kỷ XVI. Hạt Chia có thể cao tới 2 m và có năng suất trung bình 250 g hạt trên mỗi cây, mùa sản xuất tốt nhất trong khoảng từ tháng 10 đến tháng 11, nơi có thời tiết mưa và nắng nóng.

Hạt Chia được sử dụng làm chất bổ sung dinh dưỡng, cũng như trong sản xuất các thanh, ngũ cốc ăn sáng và bánh quy ở Hoa Kỳ, Mỹ Latinh và Úc. Chúng có chứa một lượng lipid đáng kể (khoảng 40% tổng trọng lượng của hạt, gần 60% là omega-3) và cả chất xơ (hơn 30% tổng trọng lượng), cả hai thành phần quan trọng trong chế độ ăn uống của con người, và giá trị sinh học cao (khoảng 19% tổng trọng lượng).

Ngoài ra, nó có chứa khoáng chất, vitamin và chất chống oxy hóa tự nhiên như tocopherols (238-427 mg/kg ) và polyphenol, các hợp chất phenolic chính là axit chlorogen, axit caffeic, quercetin và kaempferol, bảo vệ người tiêu dùng chống lại một số điều kiện bất lợi như bệnh tim mạch và một số bệnh ung thư.

Hơn nữa hạt Chia là một nguồn protein tốt (19-27 g/100 g). Hàm lượng protein cao hơn so với các loại cây trồng truyền thống khác, chẳng hạn như ngô, lúa mì, gạo, yến mạch, lúa mạch và rau dền.

Mặc dù, Chia không được trồng đại trà như một nguồn protein, nhưng thành phần axit amin của nó không có yếu tố hạn chế trong chế độ ăn của người trưởng thành, nhưng threonine, leucine và lysine là những axit amin hạn chế trong chế độ ăn của trẻ trong thời kỳ mẫu giáo.

Thêm vào đó, hạt Chia là một nguyên liệu quan trọng để sử dụng như thực phẩm chức năng do các đặc tính đặc biệt của chúng, mang lại lợi thế hơn các nguồn có sẵn khác. Chia là lý tưởng cho việc làm phong phú một số sản phẩm như thức ăn trẻ em, đồ nướng, thanh ngũ cốc, sữa chua và nước sốt.

Thành phần dinh dưỡng

Đánh giá gần đây về tính chất và công dụng của hạt Chia cho thấy nó có giá trị dinh dưỡng cao với hàm lượng axit α-linolenic (omega-3) và linoleic (omega-6), chất chống oxy hóa, chất xơ và protein trong chế độ ăn uống.

Sự hiện diện của các axit béo này trong chế độ ăn uống đảm bảo giảm sự xuất hiện của các bệnh tim mạch, vì các bệnh mãn tính tiếp tục là nguyên nhân hàng đầu gây tử vong và tàn tật ở các nước công nghiệp và cũng đang phát triển nhanh chóng ở các nước không công nghiệp hóa. Có bằng chứng dịch tễ học cho thấy chế độ ăn uống giúp tăng cường sức khỏe rất giàu chất xơ và omega-3 và ít chất béo bão hòa, chất béo chuyển hóa và cholesterol.

Ngoài ra, hạt Chia có triển vọng là nguồn chất chống oxy hóa, do sự hiện diện của polyphenol. Có bằng chứng cho thấy hạt Chia có thể mang lại lợi ích sức khỏe. Với việc tiêu thụ 25 g hạt Chia mỗi ngày trong 7 tuần, đã có sự gia tăng nồng độ axit α-linolenic và axit eicosapentaenoic trong huyết tương ở phụ nữ sau mãn kinh lần lượt là 138% và 30%.

Khi điều tra những lợi ích của việc ăn hạt Chia đối với rối loạn lipid máu và kháng insulin gây ra do tiêu thụ chế độ ăn giàu sucrose (62,5%) trên chuột trong ba tuần, cho thấy hạt chia ngăn ngừa sự khởi phát của rối loạn lipid máu và kháng insulin, và glycemia không thay đổi. Ngoài ra, khi hạt chia cung cấp chất béo trong hai tháng cuối của thời kỳ cho ăn, nó làm giảm lượng mỡ nội tạng ở chuột.

Thay thế các thành phần ít dinh dưỡng bằng giá trị dinh dưỡng cao hơn mà không ảnh hưởng đến hương vị của thực phẩm là một thực hành có liên quan cho một chế độ ăn uống lành mạnh. Hạt Chia đặc biệt thú vị trong logic này, ngoài việc cải thiện giá trị dinh dưỡng, còn có khả năng giữ nước và dầu tuyệt vời, những đặc điểm khiến nó trở thành ứng cử viên tự nhiên làm phụ gia cho các sản phẩm tẩm bột và làm thực phẩm nhũ tương. Do tính chất của nó, hạt Chia được sử dụng nhiều trong ngành công nghiệp thực phẩm.

Giải thích hóa học

  • Axit béo thiết yếu

Việc tiêu thụ axit béo omega-3 thúc đẩy biến dạng hồng cầu và giảm độ nhớt của máu ngay cả khi dùng liều thấp. Những tác động này tạo điều kiện cho vi tuần hoàn và cho phép oxy hóa mô lớn hơn. Ngoài ra, tiêu thụ thường xuyên thực phẩm giàu omega-3 làm giảm mức cholesterol trong máu và chất béo trung tính, đồng thời cũng làm giảm huyết áp, có liên quan đến tỷ lệ bệnh tim mạch thấp hơn.

Từ việc tiêu thụ chúng, có sự sinh tổng hợp trong cơ thể của các axit béo EPA (eicosapentaenoic, C20: 5) và DHA (docosahexaenoic, C22: 6), mặc dù chúng có cấu trúc tương tự nhau, có chức năng sinh lý và trao đổi chất rất khác nhau. EPA chủ yếu liên quan đến việc bảo vệ sức khỏe tim mạch ở người lớn và DHA được coi là nền tảng cho sự phát triển của não và hệ thống thị giác, có liên quan đến sức khỏe bà mẹ và trẻ em.

Ngoài vai trò dinh dưỡng của nó trong chế độ ăn uống, các axit béo omega-3 có thể giúp ngăn ngừa hoặc điều trị nhiều loại bệnh, trong đó có bệnh tim, ung thư, viêm khớp, trầm cảm, bệnh Alzheimer, trong số những người khác.

Chia rất giàu axit béo không bão hòa đa (PUFA), đặc biệt là axit α-linolenic, omega-3. Sự hiện diện của các axit béo này trong chế độ ăn uống của các cá nhân thúc đẩy giảm tỷ lệ mắc các bệnh tim mạch, trong đó cả cá và thực vật biển được coi là chất trung gian quan trọng nhất.

  • Hợp chất phenolic

Mặc dù rất cần thiết cho sự sống, oxy có thể gây hại cho cơ thể, vì quá trình trao đổi chất của tế bào thúc đẩy sự hình thành các gốc tự do. Các gốc này oxy hóa các hợp chất khác nhau như protein, axit nucleic, DNA và lipid, có thể dẫn đến sự hình thành các bệnh thoái hóa. Sự quan tâm trong nghiên cứu các hợp chất phenolic đã tăng lên rất nhiều, chủ yếu là do khả năng chống oxy hóa của các chất này để cô lập các gốc tự do, có hại cho sức khỏe con người.

Các hợp chất phenolic đã được coi là nhóm hợp chất quan trọng nhất, có mặt khắp nơi của vương quốc thực vật và được tổng hợp trong quá trình phát triển bình thường của cây, cũng như ứng phó với các tình huống khác nhau, như căng thẳng và bức xạ UV, trong số các loại khác.

Về lý thuyết, các hợp chất phenolic là các chất được hình thành bởi ít nhất một vòng thơm, trong đó ít nhất một hydro được thay thế bởi một nhóm hydroxyl, được tìm thấy ở dạng este hoặc heteroside, và không ở dạng tự do. Chúng có thể được phân loại thành các hợp chất hòa tan trong nước (axit phenolic, phenylpropanoids, flavonoid và quinones) và các hợp chất không tan trong nước (tannin cô đặc, lignin và thành tế bào liên kết với axit hydroxycinnamic).

Hành vi của các hợp chất chống oxy hóa phenolic có liên quan đến khả năng chelat kim loại, ức chế lipoxygenase và thu giữ các gốc tự do, như 2,2-diphenyl-1-picrylhydrazyl (DPPH), mặc dù đôi khi nó cũng có thể thúc đẩy các phản ứng của quá trình oxy hóa in vitro.

Chia có tiềm năng lớn trong ngành công nghiệp thực phẩm, vì quá trình oxy hóa của nó là rất nhỏ, so với các nguồn omega-3 khác như hạt lanh, cho thấy sự phân hủy nhanh chóng do không có chất chống oxy hóa.

Hạt Chia chứa một số hợp chất có hoạt tính chống oxy hóa mạnh do các chất như myricetin, quercetin, kaempfenol và axit caffeic. Các hợp chất này là chất chống oxy hóa chính và hiệp đồng góp phần vào hoạt động chống oxy hóa mạnh mẽ của chúng. Tầm quan trọng của việc này là hoạt động chống lại quá trình oxy hóa lipid không chỉ ảnh hưởng đến chất lượng thực phẩm mà còn ảnh hưởng đến sức khỏe của người tiêu dùng.

  • Protein

Tỷ lệ protein (19% -23%) của hạt Chia, tương tự như đậu lăng (23%), đậu Hoà Lan (25%) và đậu xanh (21%), được chỉ định sử dụng làm nguồn dinh dưỡng cho động vật và con người, vì hạt chứa tất cả các axit amin thiết yếu cần thiết cho dinh dưỡng của con người.

Protein chính của hạt Chia là protein lưu trữ, chiếm khoảng 60% -80% tổng protein, và phân tích của chúng rất phức tạp bởi tính không đồng nhất của polypeptide và các hành vi hòa tan khác nhau. Các globulin là các phân số lớn nhất trong hạt Chia.

Tiêu thụ hạt Chia cung cấp nhiều lợi ích sức khỏe và protein có thể được cung cấp dưới dạng peptide có hoạt tính sinh học. Peptide nói chung có thể thực hiện một số hoạt động dựa trên thành phần và trình tự axit amin của chúng, chẳng hạn như: điều hòa miễn dịch, kháng khuẩn, chống huyết khối, hạ cholesterol máu, hạ huyết áp và chống oxy hóa, và mức độ thủy phân là yếu tố chính ảnh hưởng đến hoạt động sinh học trong thủy phân protein của Chia.

Nhưng không có hoạt động kháng khuẩn nào được quan sát thấy trong thủy phân Chia, vì mức độ thủy phân cao (16,1% đến 43,8%) dẫn đến độ dài chuỗi ngắn hơn của các peptide cấu thành của nó, ngăn chúng phá hủy màng tế bào vi sinh vật.

Phân lập protein Chia cho thấy giá trị của khả năng giữ nước và dầu lần lượt là 4,06 g/g  và 4,04 g/g  , điều này cho thấy tỷ lệ dư lượng kỵ nước cao. Xem xét các tính chất này, protein Chia có tiềm năng sử dụng như một thành phần chức năng trong nhiều ứng dụng thực phẩm, như xúc xích và nhũ tương thực phẩm.

Phần protein của bột Chia có thể được khai thác như một thành phần dinh dưỡng hấp dẫn trong các sản phẩm thực phẩm chế biến, chủ yếu là do xu hướng của người tiêu dùng chọn thực phẩm liên quan đến sức khỏe và hạnh phúc.

  • Chất xơ thực phẩm

Lượng sợi hạt Chia cao (34,6%) có thể làm tăng cảm giác no và giảm tiêu thụ năng lượng. Nuốt phải cũng có tác dụng có lợi cho việc khắc phục các yếu tố nguy cơ liên quan đến sự khởi phát của các bệnh mãn tính khác nhau, ngoài ra còn có nhiều bệnh quan trọng đối với sức khỏe cộng đồng như béo phì, bệnh tim mạch và tiểu đường loại 2.

Khi ngâm trong nước, hạt Chia tiết ra một loại gel nhầy trong suốt mà vẫn bám chặt vào hạt. Trong epicarp của hạt giống được tìm thấy các tế bào sản xuất chất nhầy khi được làm ẩm. Khi tiếp xúc với nước, epicarp phồng lên, lớp biểu bì vỡ ra khi nó cạn kiệt tính đàn hồi của nó và nội dung của các tế bào nhìn thấy như chất nhầy bao quanh toàn bộ bề mặt của hạt giống. Gel này có thành phần chủ yếu là xyloza, glucose và glucuronic, tạo thành một polysacarit phân tử cao phân nhánh (0,8-2×10 -6 Da).

Theo nghiên cứu thì chất nhầy của hạt Chia là một loại polysacarit hữu ích như chất xơ hòa tan và ăn kiêng. Ngoài ra, các phần sợi của hạt thể hiện khả năng giữ và hấp thụ nước rất lớn và có thể được sử dụng như một tác nhân nhũ hóa và chất ổn định nhũ tương. Việc tiêu thụ chất xơ này có thể là một sự thay thế quan trọng để cải thiện sức khỏe của con người.

Năm 1996, hạt Chia được FAO mô tả là một nguồn kẹo cao su polysacarit tiềm năng do tính chất nhầy đặc biệt của nó trong dung dịch nước và nồng độ thấp. Gel được hình thành, khi ăn vào, tạo ra một hàng rào vật lý ngăn cách các enzyme tiêu hóa với carbohydrate, thúc đẩy quá trình chuyển đổi carbohydrate thành đường, do đó tiêu hóa chậm. Ngoài ra, nó giữ cho lượng đường trong máu có ích trong việc ngăn ngừa và kiểm soát bệnh tiểu đường.

Hạt Chia chứa 5% -6% chất nhầy, có thể được sử dụng làm chất xơ trong chế độ ăn kiêng. Theo nghiên cứu khả năng hydrat hóa chất nhầy của hạt Chia thì một mẫu chất nhầy 100 mg có thể hấp thụ 2,7 g nước, gấp 27 lần trọng lượng của nó. Kết quả cho thấy hàm lượng chất xơ hòa tan trong chế độ ăn uống càng cao thì khả năng giữ nước càng lớn.

Hey! Đến đây thì bài viết đã hết rồi. Tuy khá dài, nhưng hy vọng sẽ giúp ích cho các bạn trong tương lai. Lần sau nếu ai hỏi về hóa học của hạt Chia thì hãy nhớ về hóa học đằng sau chúng nhé!

Tham khảo M. S. Coelho, Chemistryislife, Sciepub và tổng hợp.

Trả lời