Bằng cách kết hợp các chất xơ hòa tan và không hòa tan, startup BioLumen (Hoa Kỳ) đã tìm ra cách “giữ lại” đường trong thực phẩm sau khi ăn, giúp mọi người có thể tận hưởng đồ ngọt mà không còn lo ngại về đường trong thực phẩm.
Không ai có thể phủ nhận sức hấp dẫn của đường. Từ niềm vui trong chiếc bánh sinh nhật cho đến sự thoải mái khi thưởng thức một thanh chocolate - những đồ ăn ngọt ngào gắn bó với những buổi lễ kỷ niệm và mang lại niềm an ủi cho chúng ta. Tuy nhiên, vị ngọt của đường lại dẫn đến “vị đắng” về sức khỏe. Tình trạng tiêu thụ đồ ngọt quá mức khiến tỉ lệ người béo phì và tiền tiểu đường ngày càng tăng, phác họa nên một bức tranh ảm đạm về sức khỏe toàn cầu.
Làm thế nào để giảm bớt tác hại của đường trong thực phẩm là bài toán không đơn giản. Giải pháp chính hiện nay là sử dụng các chất tạo ngọt thay thế đường. Tuy nhiên, số lượng chất ngọt thay thế đường vẫn còn hạn chế, hơn nữa, các chất này có thể ảnh hưởng đến mùi vị và kết cấu thực phẩm, một số cũng tiềm ẩn mối lo ngại về an toàn cho sức khỏe. Và dù tốt hay xấu, các chất tạo ngọt này không có tác dụng kích thích trung tâm khen thưởng ở não bộ giống như đường.
Trong bối cảnh đó, startup BioLumen, ra đời vào năm 2019, có trụ sở tại San Francisco, Hoa Kỳ, đã lựa chọn một cách tiếp cận hoàn toàn khác: họ không loại bỏ đường trong thực phẩm trước khi ăn, mà là sau khi ăn. Họ đã tạo ra một loại thực phẩm bổ sung dạng bột, có cấu trúc giống như miếng bọt biển, được làm từ các chất xơ hòa tan và không hòa tan. Người ta có thể dùng sản phẩm này dưới dạng viên thực phẩm bổ sung, nguyên liệu cho thêm vào các món ăn, từ kem, chocolate cho đến bánh quy… Khi vào đến dạ dày, nó có thể nở ra như một miếng bọt biển, giúp “thấm bớt” đường trong thức ăn, làm giảm sự hấp thụ đường trong cơ thể.
“Nó không chỉ giúp giảm lượng calo nạp vào mà còn bảo vệ gan khỏi lượng đường tăng đột biến. Trong khi đó, bạn không cần dùng những chất làm ngọt nhân tạo có hại cho sức khỏe, cứ ăn đồ ngọt chứa đường như bình thường, và chúng tôi sẽ giải quyết vấn đề đó”, Paolo Costa, nhà đồng sáng lập và CEO của BioLumen, cho biết.
Nuôi dưỡng hệ vi sinh đường ruột
Ý tưởng này đến với các nhà đồng sáng lập BioLumen một cách tình cờ. “Trong một lần đi máy bay, tôi thấy các món ăn được phục vụ trên máy bay rất nhiều calo và không ngon miệng. Với nền tảng về công nghệ polymer, tôi chợt nghĩ rằng nếu mình bọc đồ ăn này bằng nhựa thì sao?”, Paolo Costa nhớ lại. Sau đó, Costa đã trao đổi với một số nhà nghiên cứu ở Stanford. “Họ rất hào hứng với ý tưởng này, nhưng nhựa không phải là một đề xuất khả thi, nên chúng tôi đã chuyển sang một hợp chất tự nhiên xuất hiện trong nhiều thực phẩm: cellulose”. Và từ đó, những “hạt bọt biển” hấp thụ đường ra đời.
Với cấu trúc tựa bọt biển, từng ngóc ngách các hạt vật liệu (làm bằng cellulose) của BioLumen đã được tẩm hydrogel (chất xơ hòa tan) mà họ đã sáng chế. Khi vào hệ tiêu hóa, các ngóc ngách nơi hydrogel và các chất xơ hòa tan đang “ẩn náu” sẽ “nở ra”, sau đó, chúng “thu giữ” glucose, fructose, sucrose và các loại tinh bột đơn giản trong dạ dày. Trong suốt quá trình tiêu hóa, phần lớn các chất này vẫn bị các "hạt bọt biển" giữ lại, không bị hấp thụ sớm trong cơ thể. “Sản phẩm của chúng tôi ở dạng cellulose, có thể trộn vào thực phẩm hoặc uống riêng. Khi vào dạ dày, nó giãn nở khoảng 100 lần, giúp hấp thụ đường và chất béo”, TS. Robert Lustig, một bác sĩ nội tiết nhi khoa và là tác giả của những cuốn sách khoa học nổi tiếng như Fat Chance: Beating the Odds against Sugar, Processed Food, Obesity, and Disease, đồng sáng lập startup BioLumen, giải thích.
Nhờ cơ chế này, “sản phẩm của chúng tôi giúp giảm bớt tỉ lệ hấp thụ đường glucose khoảng 36%, với fructose là 38%, sucrose là 42% và các loại tinh bột đơn giản khoảng 9%”, ông cho biết. Hơn nữa, sản phẩm cũng góp phần cải thiện hệ vi sinh đường ruột, bởi khi vào đến ruột kết, các vật liệu này sẽ “nhả” ra nhiều đường hơn, cung cấp dưỡng chất để nuôi các loại lợi khuẩn chịu trách nhiệm tạo ra axit béo chuỗi ngắn có lợi. Những loại vi khuẩn này thường bị “bỏ đói” vì các chất dinh dưỡng thường sẽ bị tá tràng hấp thụ ngay khi ra khỏi dạ dày. Phần đường còn lại trong các ‘hạt bọt biển’ không được hấp thụ sẽ được bài tiết một cách tự nhiên. “Do thức ăn di chuyển qua ruột hầu như không được hấp thụ nên hệ vi sinh vật đường ruột sẽ có cơ hội xử lý lượng thức ăn này. Chúng tôi đang nuôi dưỡng đường ruột, vì chúng tôi đang tăng cường sản xuất axit béo chuỗi ngắn [trong ruột già] lên tới 60%”, TS. Lustig nói.
Những tính chất thú vị trong các “hạt bọt biển” của BioLumen xuất phát từ cấu trúc đặc biệt của chúng. “Điểm mấu chốt nằm ở cấu trúc vật liệu”, Costa phân tích. “Liệu ăn một quả táo có giống uống một ly nước táo không? Không. Nước táo sẽ được tá tràng (phần đầu tiên của ruột non) hấp thụ ngay lập tức. Trái cây khó hấp thụ hơn nhiều vì chất dinh dưỡng nằm trong mạng lưới chất xơ hòa tan và không hòa tan (cellulose). Tương tự, sản phẩm của chúng tôi được ‘dệt’ từ một mạng lưới chất xơ dày đặc, giúp giải phóng từ từ các chất dinh dưỡng”.
Để bảo vệ kỹ thuật “dệt” vật liệu này, BioLumen đã tiến hành nộp hồ sơ đăng ký bảo hộ sáng chế và nhận được sáu bằng sáng chế liên quan đến vật liệu này. Do đó, “những kẻ muốn bắt chước có lẽ sẽ gặp khó khăn trong việc xâm phạm quyền sở hữu trí tuệ của chúng tôi”, Costa nói.
Thưởng thức đồ ngọt theo cách lành mạnh hơn
BioLumen không phải là đơn vị duy nhất đang tìm cách ứng dụng các đặc tính tự nhiên của chất xơ thực vật để ngăn chặn sự hấp thụ đường trong cơ thể. Gần đây, tập đoàn thực phẩm đa quốc gia Kraft Heinz đã phối hợp với Viện Kỹ thuật sinh học Wyss (Đại học Harvard) nhằm tìm ra giải pháp chuyển hóa đường thành chất xơ, dựa trên một loại enzyme từ thực vật. “Những loại công nghệ như thế này sẽ mang lại lợi ích lớn cho toàn bộ ngành công nghiệp thực phẩm”, John Topinka, người đứng đầu bộ phận R&D tại Kraft Heinz, cho biết.
Sản phẩm mới của BioLumen đã được tung ra thị trường Hoa Kỳ vào tháng 11 năm ngoái dưới dạng thực phẩm bổ sung (một lĩnh vực mà nhiều người cho rằng chưa được quản lý). Theo thử nghiệm của BioLumen, một gram sản phẩm có thể hấp thụ sáu gram đường. Nếu dùng hai gói sản phẩm mỗi ngày, một tháng sẽ tốn khoảng 150 USD (tương đương 120 bảng Anh) theo giá bán lẻ sản phẩm. Hiện nay, BioLumen vẫn chưa bán số lượng lớn cho các nhà bán lẻ. Trong tầm nhìn dài hạn, họ muốn thương mại hóa sản phẩm này dưới dạng nguyên liệu cho các nhà sản xuất thực phẩm. Sản phẩm đã nhận được “chứng nhận an toàn” (GRAS - Generally Recognized as Safe) ở Hoa Kỳ. Hiện nay, BioLumen đang tìm cách giảm bớt chi phí sản xuất.
Mặc dù có nhiều triển vọng song các công nghệ này cũng phải đối mặt với không ít thách thức. Bao gồm sự chấp nhận của người tiêu dùng, các rào cản pháp lý và thử nghiệm cuối cùng về hiệu quả của chế độ ăn trong thế giới thực... Tuy nhiên, những giải pháp mới giúp giảm hấp thụ đường vẫn thu hút sự chú ý bởi lợi ích khổng lồ mà chúng mang lại. Cuộc hành trình của BioLumen và các công nghệ tương tự không chỉ là câu chuyện về sự sáng tạo trong khoa học, nó phản ánh một xã hội đang cố gắng dung hòa cơn thèm ăn với sức khỏe con người. Bằng cách hình dung lại cách chúng ta tương tác với đường, những startup như BioLumen không những cung cấp sản phẩm mới mà còn mang đến một góc nhìn mới – có lẽ, trong tương lai, chúng ta có thể ăn đồ ngọt thoải mái mà không sợ tác động tiêu cực đến sức khỏe.
Nguồn: The Guardian, BNN Breaking, AgFunderNews