1. Đặt vấn đề
Hiện nay con người đang phải đối mặt với nhiều bệnh mãn tính như tiểu đường, tim mạch, ung thư, béo phì…Nhiều liệu pháp y dược đã được nghiên cứu và áp dụng trong quá trình điều trị các bệnh trên. Trong đó, giải pháp dựa trên chế độ ăn uống đang được quan tâm và áp dụng. Tinh bột kháng tiêu hóa là một dạng đặc biệt của tinh bột dựa trên cấu trúc các phân tử amylose. Nhờ cấu trúc này mà tinh bột kháng tiêu hóa được coi như chất xơ do khả năng kháng các enzyme tiêu hóa. Chúng ít bị biến đổi để tạo thành đường trong dạ dạy và ruột non và phần lớn được lên men tại ruột già để tạo thành các acid béo mạch ngắn và các hợp chất chuyển hóa khác. Nhờ những tính chất trên mà tinh bột kháng tiêu hóa được áp dụng trong khẩu phần ăn như một liệu pháp giúp hỗ trợ điều trị các bệnh như tiểu đường, béo phì, ung thư trực tràng, và cải thiện hệ vi sinh vật đường ruột. Bài viết này sẽ tổng quan các giá trị y dược của tinh bột biến tính như cải thiện hệ vi sinh vật đường ruột, ngăn ngừa ung thư trực tràng, hỗ trợ điều trị tiểu đường, giảm cân, béo phì. Với những tác dụng sinh học của tinh bột kháng tiêu hóa, việc nghiên cứu tìm các nguồn tinh bột này trong tự nhiên, phát triển phương pháp tạo ra tinh bột kháng tiêu hóa cũng như các kỹ thuật phân tích xác định hàm lượng của chúng cần được tập trung để khai thác giá trị của loại tinh bột này.
2. Tác dụng của tinh bột kháng tiêu hóa với hệ vi sinh vật đường ruột
Đường ruột của con người và động vật chứa hệ vi sinh vật rất phong phú và đa dạng. Các vi sinh vật này có vai trò quan trọng với sức khỏe vật chủ như sự phát triển của hệ miễn dịch, hấp thụ dinh dưỡng và bảo vệ cơ thể chống lại các vi sinh vật gây bệnh. Nhiều nghiên cứu gần đây cho thấy, hệ vi sinh vật đường ruột có liên quan đến nhiều bệnh mãn tính như tiểu đường, beos phì, bệnh viêm ruột, ung thư đại trực tràng. Ngoài ra chúng còn gây ra các bệnh liên quan đến hệ thần kinh và ảnh hưởng đến hành vi của vật chủ. Do đó việc nghiên cứu về hệ vi sinh vật đường ruột và chế độ dinh dưỡng ảnh hưởng đến hệ vi sinh vật đường ruột được nghiên cứu ngày càng nhiều. Các vi sinh vật đường ruột có khả năng phân hủy các chất xơ để tạo ra các acid béo mạch ngắn, là nguồn năng lượng dự trữ quản trọng của cơ thể cũng như tham gia vào quá trình điều hòa hệ miễn dịch. Nhiều nghiên cứu đã chứng mình vai trò của chất xơ, tinh bột kháng tiêu hóa đến hệ vi sinh vật đường ruột, tạo ra các vi sinh vật có lợi, làm giảm acid mật, phenol, ammoniac và tác động đến quá trình chuyển hóa chất béo và bệnh béo phì. Một số nghiên cứu cho thấy, hệ vi sinh vật đường ruột có thể tiêu hóa tinh bột kháng tiêu hóa để tạo năng lượng cho các vi sinh vật và giúp chúng phát triển và sản sinh ra các acid béo mạch ngắn. Một số sản phẩm bậc hai của quá trình lên men tinh bột kháng tiêu hóa cũng được sử dụng như một nguồn dinh dưỡng cho hệ vi sinh vật đường ruột. Nghiên cứu đánh giá tác động của tinh bột kháng tiêu hóa đến hệ vi sinh vật đường ruột cho thấy sự tăng số lượng các loài Actinobacteria và Bacteroidetes phyla và giảm loại Firmicutes.
3. Tác dụng của tinh bột kháng tiêu hóa trong ngăn ngừa ung thư đại tràng
Việc sử dụng chế độ ăn uống giàu chất xơ từ lâu đã được chứng minh có tác dụng bảo vệ khỏi ung thư đại tràng. Các nghiên cứu gần đây cho thấy, sử dụng tinh bột kháng tiêu hóa trong khẩu phần ăn có thể giúp ngăn ngừa các bệnh liên quan đến ruột như viêm ruột và ung thư đại tràng. Kết quả nghiên cứu chỉ ra rằng, chế độ ăn thịt đỏ liên tục trong 4 tuần (300g/ngày) làm tăng chất O6– methyl-deoxyguanosine và gene từ micro RNA-17-92 (biểu hiện trong bệnh nhân ung thư đại tràng) ở người. Tuy nhiên, khi bổ sung thêm tinh bột kháng tiêu hóa vào đối tượng sử dụng khẩu phần ăn này thì các chỉ số trên không tăng. Điều này có thể là do tinh bột kháng tiêu hóa bảo vệ đại tràng chống lại tác động gây hại của thịt đỏ trong khẩu phần ăn. Một thử nghiệm trên người mang gen ung thư đại tràng di truyền (bệnh nhân mắc hội chứng lynch), có nguy cơ cao phát sinh polyp và ung thư. Khi sử dụng chế độ ăn chưa 30g/ngày tinh bột ngô giàu amylose trong 29 tháng không ảnh hưởng đến sự phát triển của polyp và ung thư đại tràng so với nhóm đối chứng trong 4 năm sau đó.
Nhiều nghiên cứu trên động vật cho thấy, khi xử lý chuột bằng chất gây ung thư trực tràng azoxymethane và hoặc chế độ ăn giàu protein gây tổn thương biểu mô đại tràng. Sau đó, cho chuột ăn chế độ ăn giàu chất xơ hoặc tinh bột kháng tiêu hóa làm tăng khối lượng phân, pH phân, nồng độ butyrate và quá trình chết theo chương trình của tế bào biểu mô, đồng thời giảm các các dấu hiệu tăng sinh tế bòa và khả năng phát sinh ung thư. Khi cho chuột ăn thức ăn nhiều protein cùng với bổ sung tinh bột kháng tiêu hóa giúp làm giảm các sản phẩm lên men của protein, đồng thời giảm sự phát triển của ung thư đại tràng. Kết quả nghiên cứu cũng cho thấy, tinh bột kháng tiêu hóa không gây tổn thương AND của chuột. Nhiều giả thuyết đã được đưa ra để giải thích cơ chế khả năng chống lại ung thư đại tràng của tinh bột kháng tiêu hóa. Các giả thiết này đều cho rằng khả năng giữ nước của phân, hệ vi sinh vật đường ruột thay đổi và việc tạo ra các acid béo mạch ngắn là lý do tinh bột kháng tiêu hóa thể hiện tác dụng với bệnh ung thu trực tràng.
4. Tác dụng của tinh bột kháng tiêu hóa với bệnh tiểu đường
Bệnh tiểu đường là bệnh lý mãn tính liên quan đến việc tăng đường huyết, sau đó là các biến chứng gây độc toàn bộ các cơ quan. Nguyên nhân của bệnh là do giảm insulin, béo phì, và sự phản ứng của đường lúc trước và sau khi ăn. Việc điều chỉnh chế độ ăn được cho là một giải pháp hữu ích để điều khiển sự phát triển của bệnh tiểu đường. Nhiều nghiên cứu chỉ ra rằng, việc bổ sung tinh bột biến tính vào khẩu phần ăn, hàm lượng glucose trong máu sau khi ăn thấp hơn so với việc sử dụng tinh bột thông thường. Ngoài ra, sử dụng tinh bột kháng tiêu hóa có thể làm giảm sự tăng chỉ số đường huyết ở bữa ăn tiếp theo. Một thử nghiệm chỉ ra rằng, những người ăn nhiều tinh bột kháng tiêu hóa vào bữa sáng có chỉ số đường huyết thấp hơn sau khi ăn tinh bột thông thường vào bữa trưa so với nhóm sử dụng tinh bột thông thường vào bữa sáng. Do đó, việc sử dụng tinh bột kháng tiêu hóa thay thế tinh bột thông thường có thể giúp kiểm soát được bệnh tiểu đường và hiện tượng tăng cân do tinh bột kháng tiêu hóa có hệ số chuyển đổi năng lượng thấp hơn so với tinh bột thông thường.
Khả năng của carbohydrate có chỉ số đường huyết thấp như tinh bột kháng tiêu hóa trong việc giảm các biến chứng của bệnh tiểu đường có thể lên quan đến việc bảo vệ chức năng thận và duy trì tình trạng dinh dưỡng đầy đủ đặc biệt là liên quan đến vitamin D. Nhiều nghiên cứu dịch tễ học đã ghi nhận hiện tượng thiếu vitamin D ở bệnh nhân tiểu đường. Kết quả nghiên cứu sử dụng tinh bột kháng tiêu hóa cho thấy, sự bài tiết qua nước tiểu của vitamin D và chất chất chuyển hóa bị ức chế ở các con chuột bị tiểu đường.
5. Tác dụng của tinh bột kháng tiêu hóa với bệnh nhân thừa cân, béo phì
Hiện tượng tăng cân và béo phì là hệ quả của việc tiêu thụ một lượng lớn năng lượng từ nguồn thực phẩm bên ngoài. Do đó, để giảm vấn đề này cần kiểm soát năng lượng vào cơ thể. Năng lượng của tinh bột biến tính tạo ra trong quá trình tiêu hóa thức ăn là khoảng 8 kJ/g trong 15 kJ/g. tinh bột thường giá trị này là Một trong những cách làm phổ biến là tăng lượng chất xơ trong khẩu phần ăn giúp tạo cảm giác no và giảm chỉ số cân nặng cơ thể (BMI). Nhiều nghiên cứu trên động vật cho thấy, việc thay thế tinh bột thông thường bằng tinh bột kháng tiêu hóa trong khẩu phần ăn giúp làm giảm cân 40% so với mẫu đối chứng. Việc bổ sung 8% tinh bột kháng tiêu hóa thay thế tinh bột thường giúp làm giảm mỡ thừa so với các mẫu bổ sung 4% và đối chứng không bổ sung.
Việc bổ sung tinh bột kháng tiêu hóa vào bữa ăn giúp tăng cảm giác no. Kết quả nghiên cứu chỉ ra rằng bổ sung tinh bột kháng tiêu hóa làm tăng bài tiết hormone tạo cảm giác no GLP-1 và PYY. Ngoài ra, việc bổ sung tinh bột kháng tiêu hóa vào khẩu phần ăn giúp tạo cảm giác no lâu. Nghiên cứu cho thấy bổ sung 25g tinh bột kháng tiêu hóa vào bữa sáng giúp giảm cảm giác thèm ăn trong ngày. Nghiên cứu này cũng cho thấy nồng độ GLP-1 của người dùng tinh bột kháng tiêu hóa thấp hơn so với người dùng tinh bột thường.
Viện nghiên cứu và phát triển sản phẩm thiên nhiên (IRDOP) đã xây dựng, thẩm định và thực hiện phương pháp xác định hàm lượng tinh bột kháng tiêu hóa trong mẫu bột. Điều này giúp cho các nhà khoa học, nhà sản xuất đánh giá được hàm lượng của tinh bột kháng tiêu hóa trong các sản phẩm nông sản, dược liệu từ thiên nhiên như củ mài, củ rong riềng, chuối xanh, đậu xanh…cũng như đánh giá chất lượng các sản phẩm tinh bột kháng tiêu hóa trên thị trường cũng như đơn vị đang nghiên cứu phát triển các sản phẩm từ tinh bột kháng tiêu hóa.
Tài liệu tham khảo
1. Birt, D. F., Boylston, T., Hendrich, S., Jane, J. L., Hollis, J., Li, L., … & Whitley, E. M. (2013). Resistant starch: promise for improving human health. Advances in nutrition, 4(6), 587-601.
2. Raigond, P., Ezekiel, R., & Raigond, B. (2015). Resistant starch in food: a review. Journal of the Science of Food and Agriculture, 95(10), 1968-1978.
3. Fuentes-Zaragoza, E., Riquelme-Navarrete, M. J., Sánchez-Zapata, E., & Pérez-Álvarez, J. A. (2010). Resistant starch as functional ingredient: A review. Food Research International, 43(4), 931-942.
