Hóa học đằng sau củ dền

Một tác dụng bất thường của củ dền là nó có thể gây ra ‘beeturia’ hay nước tiểu có màu đỏ sau khi ăn. 

Đây là một tình trạng chỉ ảnh hưởng đến ước tính 10-14% dân số, vậy các hợp chất hóa học đằng sau nó là gì, và tại sao nó không phải là một tác động phổ biến?

Hãy theo dõi bài viết hóa học đằng sau củ dền để hiểu rõ hơn về hiện tượng này cũng như một số lợi ích sức khỏe và tác hại khi sử dụng nó nhé!

Đôi nét

Củ dền (tiếng Anh: beetbeetroot) hay củ dền đỏ (red beet) là một loại rau truyền thống và phổ biến ở nhiều nơi trên thế giới. Đây là loại rau củ có màu đỏ được gắn với từ “beet”. 

Nó đặc biệt phổ biến ở Đông và Trung Âu, nơi nó là thành phần chính của món borscht, salad dầu giấm, salad “herring under fur” của Nga, bắp cải muối với củ dền. 

Ngày nay, củ dền thường xuyên được tiêu thụ như một phần của chế độ ăn uống bình thường, tươi hoặc sau khi chế biến nhiệt hoặc lên men, và thường được sử dụng trong sản xuất như một chất tạo màu thực phẩm được gọi là E162.

Củ dền có hai màu: tím than và đỏ thẫm, vỏ đen xù xì. Trong tự nhiên cũng có hai dạng củ: củ dền dài và củ dền tròn. Khi cắt ngang củ thấy ruột củ có nhiều khoang đậm nhạt khác nhau tạo thành các vòng tròn đồng tâm.

Sở dĩ dền có màu đỏ là nhờ hợp chất hỗn hợp tự nhiên betacyanin (đỏ) và betaxanthin (tím) cấu thành từ hóa tính thực vật.

Món borscht. Ảnh: Honest Cooking

Tất cả các bộ phận của cây này đều có những công dụng chữa bệnh khác nhau, chẳng hạn như chống oxy hóa, chống trầm cảm, chống vi trùng, chống nấm, chống viêm, lợi tiểu, long đờm và tiêu độc, bảo vệ gan, hoặc bảo vệ tim mạch.

Các lợi ích khác được báo cáo bao gồm việc ức chế quá trình peroxy hóa lipid và các tác dụng chemoprevention (đây là việc sử dụng các loại thuốc để ngăn chặn các tế bào từ phát triển thành một số loại ung thư).

Thành phần dinh dưỡng

Củ dền đỏ là loại rau có hàm lượng chất béo thấp, nhưng giàu chất bột đường, tinh bột, chất xơ hòa tan, protein, là sản phẩm có giá trị nhiệt lượng vừa phải. Rễ củ dền rất giàu vitamin C, A, E, K.

Chúng có hàm lượng vitamin B quan trọng (B1-thiamine, B2-riboflavin, B3-niacin, B5-axit pantothenic, B6-pyridoxine, B9-folates và B12-cyancobalamin), cũng như axit folic và các chất chống oxy hóa mạnh, chẳng hạn như triterpenes, sesquiterpenoids, carotenoid, coumarin, flavonoid (tiliroside, astragalin, rhamnocitrin, rhamnetin, kaempferol), betalains và các hợp chất phenolic.

Các hợp chất hoạt tính sinh học khác được tìm thấy trong củ dền là: saponin, ankaloid (calystegine B1, calystegine B2, calystegine C1, calystegine B3, ipomine), axit amin (threonine, valine, cystine, methionine, isoleucine, leucine, lysine, phenylalanin, histidin, arginin, axit glutamic, prolin, alanin, tyrosin – trong lá), tanin. 

Rễ củ dền là một nguồn cung cấp khoáng chất dồi dào, như mangan (tốt cho sức khỏe của xương), magiê, kali, natri, phốt pho, sắt, kẽm, đồng, bo, silica và selen.

Cấu trúc của β-caroten và dẫn xuất cúa zeaxanthin và violaxanthin. Ảnh: ResearchGate

Thành phần hóa học khác nhau tùy thuộc vào giống củ dền đỏ. Phạm vi thành phần hóa học và sự phân bố các hợp chất dinh dưỡng của củ dền đỏ phụ thuộc vào bộ phận giải phẫu của cây (lá, thân, rễ, vỏ). 

Lá củ dền giàu carotenoid hơn so với củ. Điều này được giải thích là do các carotenoid được tích lũy trong lục lạp của phần xanh của thực vật dưới dạng hỗn hợp của α- và β-caroten, β-cryptoxanthin, lutein, zeaxanthin, violaxanthin và neoxanthin.

Lá và thân cây xanh là một giải pháp hoàn hảo trong vấn đề béo phì và quản lý cân nặng, vì chúng thường chứa ít calo. Mức độ cao của vitamin A, K và C rất quan trọng để sản xuất một loại protein cần thiết cho sức khỏe của xương. 

Các loại rau lá xanh là nguồn cung cấp sắt và canxi chính cho bất kỳ chế độ ăn uống nào. Lá rau được sử dụng để ngăn ngừa các bệnh mãn tính, chẳng hạn như ung thư, bệnh tim mạch và tiểu đường, vì chúng có hoạt tính chống viêm và chống ung thư. Lá củ dền được sử dụng để giảm huyết áp.

Củ dền đỏ là một nguồn polyphenol đáng kể, cùng với betalain, cho thấy tác dụng chống oxy hóa cao và khả năng loại bỏ tận gốc.

Carotenoid là một loại hợp chất quan trọng, còn được gọi là tetraterpenoid, là các sắc tố hữu cơ. Các carotenoid từ củ dền đỏ không phải là đại diện cho số lượng nhỏ. 

Các carotenoid trong củ dền đỏ là β-carotene và lutein, là những chất chống oxy hóa mạnh chống lại một số bệnh ung thư.

Cấu trúc của lycopen. Ảnh: Internet

Ngay cả lycopene, carotenoid màu đỏ đã được báo cáo có khả năng chống oxy hóa đáng kể, có vẻ như củ dền đỏ không phải là một nguồn lycopene rất có giá trị. Vì vậy, một lượng đáng kể lycopene có trong cà chua, dưa hấu, ổi ruột đỏ, đu đủ.

Tham khảo thêm thành phần của các chất dinh dưỡng khác nhau của củ dền đỏ được thể hiện tại đây.

Hóa học đằng sau

Có lẽ không có gì đáng ngạc nhiên, chính các hợp chất tạo ra màu đỏ của củ dền cũng có thể dẫn đến nước tiểu có màu đỏ (khoảng 10-14% người ăn củ dền). 

Màu đỏ đậm hay màu tím của củ dền là do sự hiện diện của một nhóm hợp chất gọi là betacyanins hay betalain. 

Nhóm này bao gồm một số hợp chất có cấu trúc hóa học tương tự; betanin là một nhân tố chính trong quá trình tạo màu, và thực sự được chiết xuất từ ​​củ dền và được sử dụng làm màu thực phẩm (được đặt tên là ‘Beetroot Red’ và được ký hiệu bằng số E (E162). 

Một họ hợp chất khác có mặt là betaxanthin. Chúng có màu vàng độc lập và có ở nồng độ thấp hơn so với betacyanins.

Chiết xuất betanin (EEC No. E162), được Liên minh Châu Âu chấp thuận là chất tạo màu thực phẩm màu đỏ, đã được sử dụng làm chất tạo màu cho các sản phẩm thực phẩm, chẳng hạn như kẹo cứng, sữa chua, kem, nước xốt salad, kem phủ làm sẵn, hỗn hợp bánh, sản phẩm thay thế thịt, hỗn hợp đồ uống dạng bột, hỗn hợp nước thịt, kẹo marshmallow, nước ngọt và món tráng miệng gelatin, nước trái cây và Burakovyi kvas.

Nguồn: Liliana Ceclu
Cấu tạo của các thuốc nhuộm chính trong củ dền. Ảnh: Divinomar Severino

Betalain là chất chuyển hóa thứ cấp có nguồn gốc từ axit amin L-tyrosine: Betaxanthin là dẫn xuất immonium của axit betalamic với các amin và axit amin khác nhau, và betacyanins, trong đó axit betalamic xuất hiện ngưng tụ với cyclo-dihydroxyphenylalanin (cyclo-DOPA). 

Betaxanthin có màu vàng và phổ hấp thụ của chúng có bước sóng cực đại (λ) ở khoảng 480 nm, không phụ thuộc vào bản chất của axit amin. Ngược lại, betacyanins có màu tím, với phổ hấp thụ tập trung ở λ = 540 nm.

Độ bền màu của betalain bị ảnh hưởng mạnh bởi độ pH và nhiệt độ. Chúng ổn định ở pH 3-4 đến 6-7, nhưng khả năng ổn định nhiệt của chúng là lớn nhất trong khoảng pH 4 và 5. Kết quả của sự phân hủy betanin, cyclo-DOPA và axit betalamic được hình thành. 

Phản ứng này là thuận nghịch. Betanin phụ thuộc vào ánh sáng và không khí. Ngoài ra, các nghiên cứu về tính ổn định của betalaines chứng minh rằng tính nhạy cảm với nhiệt độ của betaxanthin cao hơn betacyanin.

Sự phân hủy betanin thành cyclo-DOPA và axit betalamic. Ảnh: Liliana Ceclu

Betacyanins có thể gây ra hiện tượng ‘beeturia‘ hay nước tiểu màu đỏ vì chúng không phải lúc nào cũng bị phân hủy trong hệ tiêu hóa của một số người. 

Lý do cho điều này vẫn còn một chút không chắc chắn; người ta cho rằng ở pH axit trong dạ dày thấp, các hợp chất được chia nhỏ, và rằng khi axit trong dạ dày không phải là mạnh mẽ, điều này không xảy ra. 

Do đó, các hợp chất này có thể đi qua phần còn lại của hệ tiêu hóa, được hấp thụ qua thành ruột trong đại tràng vào máu, sau đó được thận lọc ra và đi vào nước tiểu. 

Tất nhiên, một số hợp chất chưa được chuyển hóa có thể vẫn còn trong ruột kết và tạo ra hiệu ứng thú vị của poo tím (purple poo).

Có thể sự phân hủy của các hợp chất này cũng có thể bị ảnh hưởng bởi các yếu tố di truyền nhưng vẫn chưa được xác định chính xác. 

Ví dụ, nếu một người về mặt di truyền có nồng độ axit mạnh hơn trong dạ dày, họ có thể phá vỡ hợp chất một cách hiệu quả và không bao giờ gặp phải tình trạng nước tiểu màu đỏ. 

Tuy nhiên, một số nghiên cứu đã đánh giá thấp các yếu tố di truyền và thay vào đó gợi ý rằng tất cả chúng ta bài tiết betanin trong nước tiểu ở một mức độ nào đó sau khi ăn củ dền và chỉ có các yếu tố môi trường mới ảnh hưởng đến việc nồng độ này có đủ cao để tạo ra màu đỏ hay không. 

Theo một gợi ý thú vị khác, nước tiểu màu đỏ có khả năng là dấu hiệu ban đầu của bệnh huyết sắc tố (tích tụ quá nhiều sắt trong cơ thể).

Lợi ích sức khỏe và tác hại

Lợi ích sức khỏe và tác hại của củ dền. Ảnh: Youtube

Nội dung sau đây chỉ có tính chất tham khảo, không thay thế cho việc chẩn đoán hoặc điều trị y khoa.

Lợi ích sức khỏe

  • Giảm huyết áp
  • Tăng hiệu suất tập thể dục
  • Ngăn ngừa ung thư
  • Cải thiện chức năng não
  • Ngăn ngừa xơ vữa động mạch
  • Giảm cân hiệu quả
  • Giúp gan khỏe mạnh

Tác hại

  • Làm cản trở quá trình hấp thụ các chất dinh dưỡng
  • FODMAPs – Triệu chứng khó tiêu hóa
  • Khiến nước tiểu màu hồng
  • Các tình trạng liên quan đến sắt và đồng
  • Khiến phân bị đen
  • Ảnh hưởng trong thời kỳ mang thai
  • Gây hạ huyết áp
  • Gây sỏi thận
  • Ảnh hưởng đến hệ tiêu hóa
  • Gây sỏi mật
  • Gây buồn nôn, khó tiêu và tiêu chảy, tăng nồng độ cholesterol.
  • Tăng hàm lượng đường

Bài viết đến đây là hết rồi. Hi vọng sẽ giúp ích cho các bạn phần nào trong tương lai. Lần sau nếu có ai hỏi về chủ đề này thì hãy nhớ về hóa học đằng sau chúng nhé!

Tham khảo Liliana Ceclu, Compound Interest, Bhupinder Singh, HelloBACSIWikipedia.

Chia sẻ: