Vitamin D kích thích tổng hợp các protein vận chuyển canxi trong ruột non, tăng cường hấp thu canxi trong chế độ ăn uống và do đó làm giảm nguy cơ mắc bệnh còi xương ở người lớn và bệnh còi xương ở trẻ em. Vitamin D đầy đủ cũng rất quan trọng đối với chức năng cơ và làm giảm nguy cơ té ngã ở người cao tuổi và có thể giúp bảo vệ chống lại một số bệnh ung thư, bệnh đường hô hấp ở trẻ em, bệnh tim mạch, bệnh thoái hóa thần kinh và cả bệnh tiểu đường loại 1 và loại 2. Mặc dù vitamin D được phân loại là một loại vitamin, nhưng cơ thể có thể sản xuất đủ lượng vitamin này khi da tiếp xúc với tia cực tím (UV) từ mặt trời. Nếu hạn chế tiếp xúc với ánh sáng mặt trời, cần có nguồn vitamin D trong chế độ ăn uống để duy trì nồng độ 25-hydroxyvitamin D (25(OH)D) lưu thông lành mạnh. Người ta ước tính rằng có 1 tỷ người trên toàn thế giới bị thiếu vitamin D (nồng độ 25(OH)D ≤50 nmol/L), với tỷ lệ vượt quá 50% thường được báo cáo trong các nghiên cứu dựa trên dân số.
Hai dạng vitamin D chính trong chế độ ăn uống là D2 (có trong nấm và nấm men) và D3 (có trong động vật); lượng vitamin D3 và D4 ít hơn cũng có trong nấm. Một số loại thực phẩm trong chế độ ăn uống của phương Tây là nguồn cung cấp vitamin D tốt, trong đó nguồn thực phẩm tự nhiên tốt nhất là cá nhiều dầu. Một số quốc gia có chính sách tăng cường vi chất dinh dưỡng tự do, với các loại thực phẩm như sữa, bơ thực vật, ngũ cốc ăn sáng và nước trái cây được tăng cường vitamin D. Nấm được phơi nắng và tiếp xúc với tia UV có thể là một nguồn cung cấp vitamin D quan trọng trong chế độ ăn uống (dưới dạng vitamin D2). Nấm được tăng cường vitamin D là thực phẩm không có nguồn gốc động vật duy nhất chứa một lượng đáng kể vitamin D có khả năng hấp thụ sinh học, và do đó, có tiềm năng trở thành nguồn cung cấp vitamin D chính trong chế độ ăn uống của người ăn chay và thuần chay.
Bài đánh giá này đề cập đến tiềm năng của nấm như một nguồn cung cấp vitamin D tốt trong chế độ ăn uống. Các tác giả đã xem xét các loại nấm được tiếp xúc với các nguồn bức xạ UV khác nhau (bức xạ mặt trời, đèn huỳnh quang UV và đèn UV xung) để đánh giá khả năng tăng hàm lượng vitamin D2 và kiểm tra xem lượng vitamin D2 tạo ra có ý nghĩa về mặt dinh dưỡng hay không. Các tác giả tập trung vào ba loại nấm được tiêu thụ nhiều nhất trên thế giới: nấm mỡ Agaricus bisporus (chiếm 30% lượng tiêu thụ toàn cầu), nấm sò Pleurotus (tất cả các loài: chiếm 27% lượng tiêu thụ toàn cầu), và nấm hương Lentinula edodes (chiếm 17% lượng tiêu thụ toàn cầu), tổng cộng chiếm khoảng ba phần tư lượng nấm tiêu thụ trên toàn thế giới. Các nghiên cứu về các loài nấm ăn được khác cũng được đưa vào khi cần thiết hoặc khi có rất ít thông tin về các loại nấm phổ biến nhất.
* Nhu cầu và lượng vitamin D hấp thụ trong chế độ ăn uống
Lượng vitamin D khuyến nghị là 5–15 µg/ngày (200–600 IU) ở Úc và New Zealand, tùy thuộc vào độ tuổi, 15–20 µg/ngày (600–800 IU) ở Hoa Kỳ, 15 µg/ngày (600 IU) theo quy định của Cơ quan An toàn Thực phẩm Châu Âu, 15–20 µg/ngày (600–800 IU) đối với người Canada và 10 µg/ngày (400 IU) ở Vương quốc Anh.
Ước tính lượng vitamin D hấp thụ qua chế độ ăn uống ở Hoa Kỳ là 5–6 µg/ngày ở nam giới trưởng thành và 3,5–4,5 µg/ngày ở phụ nữ trưởng thành, mặc dù lượng hấp thụ của những người dùng thực phẩm bổ sung vitamin D có thể đạt đến lượng hấp thụ đầy đủ. Người lớn Canada hấp thụ trung bình 5,8 µg/ngày từ thực phẩm, bao gồm các thực phẩm tăng cường vitamin D như sữa. Lượng vitamin D hấp thụ của người châu Âu ước tính là 2–4 µg/ngày. Trong dân số Ireland, lượng vitamin D tổng thể hấp thụ trung bình ở người lớn ước tính là 3,5 µg/ngày, đạt 3,7 µg/ngày ở những người tiêu thụ thực phẩm tăng cường vitamin D. Tất cả những ước tính này đều cao hơn lượng hấp thụ qua chế độ ăn uống ước tính của người lớn là 2–3 µg/ngày ở Úc, nơi việc tăng cường vitamin D bị hạn chế hơn. Tuy nhiên, với các phương pháp phân tích cải tiến đối với vitamin D và các chất chuyển hóa của nó trong thực phẩm, ước tính trước đây về lượng vitamin D hấp thụ ở Úc đã bị tranh cãi và có thể lên tới 4,3 µg/ngày chỉ từ thực phẩm động vật, khi bao gồm cả vitamin D3 và chất chuyển hóa hydroxyl hóa của nó là 25-hydroxyvitamin D3 (25(OH)D3).
Sự khác biệt giữa lượng vitamin D thực tế và lượng khuyến nghị cho thấy rằng chỉ riêng nguồn thực phẩm không có khả năng cung cấp vitamin D đầy đủ.
* Chuyển hóa vitamin D trong nấm
Có năm giới sinh học: Animalia, Plantae, Fungi, Protista (ví dụ, tảo) và Monera (ví dụ, vi khuẩn). Nấm nằm trong giới nấm, khiến chúng trở thành những thực thể sinh học rất khác so với thực vật và động vật, mặc dù được coi là một loại rau theo quan điểm ẩm thực. Không giống như thực vật, nấm có nồng độ ergosterol cao trong thành tế bào của chúng, đóng vai trò tương tự như cholesterol ở động vật, tức là tăng cường màng tế bào, điều chỉnh tính lưu động của màng và hỗ trợ vận chuyển nội bào. Sự hiện diện của cả ergosterol và vitamin D2 trong nấm lần đầu tiên được báo cáo vào đầu những năm 1930.
Khi tiếp xúc với tia UV, ergosterol trong thành tế bào nấm được chuyển đổi thành tiền vitamin D2, sau đó được đồng phân hóa nhiệt trong một quá trình phụ thuộc vào nhiệt độ thành ergocalciferol, thường được gọi là vitamin D2. Thông qua một quá trình tương tự, pro-vitamin D4 (22,23-dihydroergosterol) từ nấm được chuyển đổi thành vitamin D4. Tất cả các loại nấm thường được tiêu thụ đều có provitamin D4, khiến chúng trở thành nguồn vitamin D4 tiềm năng nếu tiếp xúc với bức xạ UV. Nhìn chung, có mối tương quan tích cực giữa hàm lượng D2 và D4 trong nấm được chiếu tia UV.
* Hàm lượng vitamin D trong nấm tươi
Nấm tươi trong tự nhiên
Mối quan tâm gần đây về hàm lượng vitamin D2 trong nấm bắt đầu với phát hiện rằng loài nấm ăn được trong tự nhiên ở Phần Lan (Cantharellus tubaeformis) được lấy mẫu vào cuối mùa hè và đầu mùa thu cung cấp 3–30µg D2/100g trọng lượng tươi (FW), trong khi nấm mỡ mua từ các cửa hàng bán lẻ cung cấp ít hơn 1 µg D2/100g FW. Kể từ đó, một lượng lớn vitamin D2 đã được tìm thấy trong nấm Cantharellus tubaeformis hoang dã (21,1µg D2/100g FW), Cantharellus cibarius (10,7µg D2/100g FW) và Boletus edulis (58,7µg D2/100g FW). Một lượng nhỏ vitamin D2 (1,5µg/100g FW) đã được báo cáo trong các loài Agaricus hoang dã ở Đan Mạch.
Nấm tươi bán lẻ
Hầu hết các loại nấm tươi bán lẻ được bán ở Anh, Châu Âu, Bắc Mỹ, Úc và New Zealand, đặc biệt là nấm nút, đều được trồng trong phòng trồng có kiểm soát khí quyển, sau đó được thu hoạch và vận chuyển đến chợ và các cửa hàng bán lẻ bằng phương tiện vận chuyển lạnh. Vì chúng thường được trồng trong bóng tối nên thời điểm duy nhất chúng có khả năng tiếp xúc với ánh sáng là khi hái dưới đèn huỳnh quang, thường phát ra ít hoặc không phát ra bức xạ UV. Do đó, hàm lượng vitamin D2 trong nấm nút tươi bán lẻ được bán trên toàn thế giới thường được báo cáo là dưới 1 µg/100 g FW [9,17,33,34,36,37]. Vì 100 g được coi là một khẩu phần nấm thực tế (khoảng ba cây nấm nút), nên một khẩu phần thông thường sẽ cung cấp lượng vitamin D2 không đáng kể. Cơ sở dữ liệu dinh dưỡng quốc gia của Bộ Nông nghiệp Hoa Kỳ liệt kê nấm hương, nấm nút trắng và nấm sò là tất cả đều chứa ít hơn 1 µg/100 g FW vitamin D2.
Nấm tươi tiếp xúc với ánh sáng mặt trời
Khi nấm mỡ tươi được cố ý tiếp xúc với ánh sáng mặt trời vào buổi trưa trong 15–120 phút, chúng tạo ra một lượng đáng kể vitamin D2, thường vượt quá 10 µg/100 g FW, gần bằng nhu cầu vitamin D hàng ngày được khuyến nghị ở nhiều quốc gia. Tuy nhiên, lượng vitamin D2 được tạo ra phụ thuộc vào thời điểm trong ngày, mùa, vĩ độ, điều kiện thời tiết và thời gian tiếp xúc. Vì những loại nấm này có diện tích bề mặt trên thể tích cao hơn (do đó, tiếp xúc nhiều ergosterol hơn), nên nấm thái lát tiếp xúc với ánh nắng mặt trời tạo ra nhiều vitamin D2 hơn so với nấm nguyên quả từ cùng một lượng tiếp xúc với tia UV. Vào buổi trưa giữa mùa hè ở Đức, hàm lượng vitamin D2 trong nấm thái lát cao tới 17,5 µg/100 g FW sau 15 phút phơi nắng và đạt 32,5 µg/100 g FW sau 60 phút phơi nắng.
Nấm tươi tiếp xúc với tia UV từ đèn
Một cách hiệu quả để sản xuất lượng vitamin D2 có liên quan đến dinh dưỡng là chiếu nấm vào các mức bức xạ UV cụ thể, được kiểm soát thông qua đèn UV huỳnh quang hoặc đèn UV xung. Nấm sẽ tạo ra vitamin D2 để đáp ứng với việc tiếp xúc với bức xạ UV trong cả giai đoạn phát triển và sau thu hoạch; tuy nhiên, những người trồng thương mại sử dụng đèn UV sau thu hoạch vì những lý do thực tế. Nấm tươi, khi được tiếp xúc có chủ đích với nguồn bức xạ UV sau thu hoạch, sẽ tạo ra một lượng đáng kể vitamin D2 thường đạt tới 40 µg/g khối lượng khô (DM) (khoảng 320 µg/100 g FW). Bước sóng hiệu quả nhất để kích thích sản xuất vitamin D2 trong nấm là bức xạ UV-B (280–315 nm). Một số nhà nghiên cứu đã sử dụng bức xạ UV-A (315–400 nm) và bức xạ UV-C (<280 nm), tuy nhiên bức xạ UV-A không hiệu quả trong việc tăng nồng độ vitamin D2 trong mọi trường hợp.
Ở nấm hương tươi, nồng độ ergosterol cao nhất ở phiến, tiếp theo là mũ và cuống, trong đó phiến nấm có nồng độ ergosterol gấp đôi so với mũ. Phiến của nấm hương tạo ra nhiều vitamin D2 hơn khi tiếp xúc với bức xạ UV-B so với mũ hoặc cuống, trong đó phiến tạo ra lượng vitamin D2 gấp bốn lần so với mũ (22,8 µg/g DM so với 5,2 µg/g DM). Nấm sò nguyên quả đã được chứng minh là tạo ra lượng vitamin D2 gấp đôi so với nấm hương ở cùng mức độ tiếp xúc với tia UV: khi thái lát và tiếp xúc với bức xạ đèn UV-B trong 60 phút, nấm sò tạo ra tới 140 µg/g DM. Cường độ chiếu xạ là yếu tố quan trọng nhất trong việc xác định nồng độ vitamin D2: 90 phút tiếp xúc với bức xạ UV-B ở mức 1,14 W/m2 ở 28oC là điều kiện tối ưu để tạo ra vitamin D2, tạo ra 240 µg/g DM. Chiếu xạ bằng đèn UV-B cũng đã được chứng minh là làm tăng nồng độ vitamin D4 trong nấm sò từ 0 đến 20 µg/g DM ở 20oC chỉ sau 30 phút.
Ảnh hưởng của nhiệt độ đến sản xuất vitamin D2 vẫn chưa được nghiên cứu chi tiết, mặc dù hai nghiên cứu cho thấy nhiệt độ từ 25 đến 35oC có thể lý tưởng cho mục đích thương mại. Một nghiên cứu cho thấy sản xuất vitamin D2 trong nấm sò nguyên quả tăng từ 152 µg/g DM lên 178 µg/g DM khi nhiệt độ tăng từ 15oC lên 35oC, trong khi kết quả từ một nghiên cứu khác cho thấy quá trình chuyển đổi tối ưu ergosterol thành vitamin D2 trong nấm hương xảy ra ở 35oC và độ ẩm 78%, tạo ra ca. 50 µg/g DW.
Kết luận
Tiêu thụ nấm đang tăng nhanh chóng trên toàn thế giới, với sản lượng nấm tăng từ 1 tỷ kg năm 1978 lên 27 tỷ kg năm 2012 (mức tiêu thụ bình quân đầu người tăng từ 0,25 kg lên 4 kg). Vì nấm cung cấp lượng vitamin nhóm B có liên quan về mặt dinh dưỡng và các khoáng chất selen, kali, đồng và kẽm, nên chúng là thực phẩm bổ dưỡng, ít năng lượng. Hiện nay, một số trang trại nấm thương mại lớn hơn ở Hoa Kỳ, Ireland, Hà Lan và Úc chiếu tia UV vào nấm tươi, tạo ra ít nhất 10µg D2/100 g FW; do đó, một khẩu phần 100g sẽ cung cấp 50–100% lượng vitamin D cần thiết hàng ngày cho người tiêu dùng. Chiếu tia UV- B vào nấm khô cũng có thể tạo ra lượng vitamin D2 có ích về mặt dinh dưỡng, mặc dù phương pháp này cho đến nay vẫn chưa phổ biến.
Có thể hình dung rằng chiếu tia UV-B sau thu hoạch (đối với nấm tươi) hoặc sau khi sấy (đối với nấm khô và nấm dạng bột) có thể trở thành thông lệ thương mại tiêu chuẩn. Ánh sáng mặt trời, đèn UV thông thường và đèn UV xung có khả năng nâng nồng độ vitamin D2 lên mức có ý nghĩa về mặt dinh dưỡng, mặc dù đèn UV xung có thể là phương pháp hiệu quả nhất về mặt chi phí để sản xuất thương mại nấm tăng cường vitamin D, vì thời gian tiếp xúc thấp (thường trong 1–3 giây) để đạt được ít nhất 10 µg/100 g FW. Có rất ít sự đổi màu ở nấm sau khi xử lý UV xung, có thể là do thời gian tiếp xúc ngắn, dưới 4 giây; tuy nhiên, có nhiều báo cáo về sự đổi màu bề mặt của nấm sau khi tiếp xúc lâu hơn với tia UV từ đèn huỳnh quang UV. Vì người tiêu dùng có thể không thích bởi sự đổi màu của nấm, nên phương pháp xử lý UV xung có thể được những người trồng thương mại ưa chuộng.
Nấm tăng cường vitamin D chứa nồng độ vitamin D2 cao, có tính khả dụng sinh học và tương đối ổn định trong quá trình bảo quản và nấu nướng. Do đó, việc tiêu thụ nấm tăng cường vitamin D có thể góp phần đáng kể vào việc giảm bớt vấn đề sức khỏe cộng đồng toàn cầu về tình trạng thiếu hụt vitamin D. Cần có thêm nghiên cứu để xác định mức bức xạ UV tối ưu cần thiết để tạo ra lượng vitamin D2 có lợi về mặt dinh dưỡng trong nấm, cùng với điều kiện bảo quản và phương pháp nấu nướng tối ưu. Lợi ích sinh lý của vitamin D2 có nguồn gốc từ nấm so với vitamin D3 có nguồn gốc từ năng lượng mặt trời cũng cần được nghiên cứu thêm.
Nguồn tham khảo: Bài tổng quan này chúng tôi sử dụng bài viết “A Review of Mushrooms as a Potential Source of Dietary Vitamin D” của các tác giả Glenn Cardwell, Janet F. Bornman, Anthony P. James và Lucinda J. Black trên tạp chí Nutrients 10, 1498 xuất bản năm 2018.
Trần Đông Anh - Khoa CNSH - Học viện Nông nghiệp Việt Nam
