TS. Trần Thị Minh Huệ và CN. Đặng Thị Thắm
Viện Khoa học Kỹ thuật Nông Lâm nghiệp Tây Nguyên
1. Giới thiệu
Cà phê là một loại đồ uống phổ biến trên thế giới. Lượng cà phê hàng năm tiêu thụ là khoảng 4 kg cho mỗi người ở Mỹ và khoảng 3 kg ở Anh. Cà phê bao gồm hỗn hợp phức tạp của các hợp chất, trong đó caffeine được biết đến rộng rãi nhất. Tuy nhiên, cà phê cũng giàu chất hoạt tính sinh học khác với các hiệu ứng sinh lý rộng. Trong số 1000 chất sinh học được mô tả, có phenols, gồm chlorogenic và caffeic acid, lactones, diterpenes, bao gồm cafestol và kahweol, niacin, và tiền chất vitamin B3 trigonelline. Hơn thế nữa, cà phê giàu vitamin B3, magiê và kali (Messina và cs., 2015).
Nguồn caffeine mà con người tiêu thụ chủ yếu đến từ cà phê (chiếm 80,6%), trong khi chè và nước ngọt chiếm 12,3% và 5,9%. Nhiều loại rượu và đồ uống có chứa caffeine như red bull, coca-cola, chocolate, nhưng phần lớn là từ việc uống cà phê. Nồng độ của caffeine trong cà phê khác nhau, tùy thuộc vào phương pháp chuẩn bị đồ uống và loại cà phê. Một tách cà phê có thể chứa caffeine trong khoảng từ 65 mg đến 360 mg, trong khi hàm lượng caffeine của một ly cà phê đã tách cafein (decaffeinated coffee) nhỏ hơn, khoảng 10mg. Khoảng 99% lượng caffeine được hấp thụ sau khi uống, máu đạt nồng độ caffeine cao nhất sau khi uống 1 – 1,5 giờ, và thời gian bán hủy ở người lớn là 3 – 6 giờ (Messina và cs., 2015).
Trước đây cà phê thường được cho là loại thức uống có tác động tiêu cực, nay cà phê đã dần dần chuyển sang vị trí tích cực hơn do kiến thức về hóa sinh tốt hơn. Trong những năm gần đây, một số nghiên cứu đã chỉ ra rằng việc tiêu thụ cà phê có thể mang lại lợi ích cho sức khỏe thông qua các ảnh hưởng đến hệ sinh học, ví dụ, người uống cà phê thường xuyên sẽ có nguy cơ ít hơn về bệnh tiểu đường loại 2, ung thư đại tràng, xơ gan và sỏi mật. Vì lợi ích của cà phê đối với sức khỏe dường như vượt quá những tác động tiêu cực, cà phê có thể được coi là một thực phẩm chức năng (Grosso và cs., 2017).
Để đánh giá mối liên hệ giữa cà phê, lượng tiêu thụ caffeine đến sức khỏe, nhiều nghiên cứu đã được thực hiện thông qua các phân tích tổng hợp, các nghiên cứu quan sát và các thử nghiệm ngẫu nhiên có đối chứng.
2. Ảnh hưởng của cà phê với sức khỏe con người
Ảnh hưởng của cà phê với sức khỏe con người ở nhiều khía cạnh khác nhau đã được nghiên cứu từ rất lâu và được tổng quan khá kỹ trong nhiều tài liệu (Battig, 1987; Macrea, 1989). Gần đây nhất, kết quả nghiên cứu của Grosso và cs. (2017) cho thấy dùng cà phê có các lợi ích đối với một số bệnh mãn tính, bao gồm một số bệnh ung thư (nội mạc tử cung, ung thư vú, tuyến tiền liệt, đại trực tràng, đại tràng và gan), bệnh tim mạch (CVD – cardiovascular disease) và các tác động liên quan đến trao đổi chất (như bệnh tiểu đường Type 2 và hội chứng chuyển hóa) và các tổn thương thần kinh (như bệnh Parkinson, bệnh Alzheimer và bệnh trầm cảm). Tuy nhiên nghiên cứu khác (Messina và cs., 2015) thấy rằng caffeine trong cà phê gây ra một số tác dụng như kích thích hệ thần kinh trung ương; tăng tỷ lệ hô hấp, giãn phế quản, rối loạn tiêu hóa, rối loạn nhịp tim, tăng huyết áp, tăng nguy cơ hư thai, tăng chất béo trong huyết thanh (Grosso và cs., 2017). Các ảnh hưởng tích cực và tiêu cực của caffeine được thể hiện khái quát trong hình 1.
Hình 1. Ảnh hưởng sinh lý học của cà phê (Nguồn: Messina và cs., 2015)
2.1. Các ảnh hưởng tích cực
2.1.1. Đặc tính chống oxy hóa của cà phê
Các thành phần chính của cà phê có tác dụng chống oxy hóa và chống viêm là các hợp chất phenolic, caffeine, diterpenes, trigonelline và melanoidin.
– Thành phần phenolic trong cà phê chủ yếu bao gồm axit chlorogenic, tannin, lignan và anthocyanin là những hợp chất quy định chất lượng, hương vị và mùi vị của cà phê. Axit chlorogenic đã được chứng minh là có tác dụng chống oxy hóa, giảm sản xuất chất trung gian gây viêm.
– Caffeine là thành phần cà phê được nghiên cứu nhiều nhất do ảnh hưởng của nó trong việc ức chế thần kinh, cũng như trong các hệ thống tim mạch, hô hấp, thận và dạ dày, ruột, và mô mỡ.
– Cafestol và kahweol là hai diterpene tự nhiên có trong hạt cà phê. Các diterpene cà phê này làm tăng sự biểu hiện của NAD (P) H: Quinone oxidoreductase 1, một loại enzyme liên quan đến tổng hợp các chất chống oxy hoá nội sinh và làm tăng sản xuất glutathione và γ-glutamylcysteine synthase, enzyme hạn chế sự tổng hợp glutathion, một chất nội sinh quan trọng.
– Trigonelline là một loại chất dẫn xuất alkaloid thực vật của vitamin B6 có trong hạt cà phê và nó là một trong những tác nhân chính gây ra vị đắng trong cà phê. Các nghiên cứu trên động vật cho thấy trigonelline có thể tạo ra các phản ứng oxy hóa bằng cách tăng hoạt tính của chất chống oxy hoá.
– Các hợp chất Melanoidin là các polyme có trọng lượng phân tử cao, có màu nâu đậm, và có chứa nitơ. Melanoidin có thể gây ra phản ứng oxy hóa và hoạt động chống viêm (Grosso và cs., 2017).
2.1.2. Cà phê và hệ vi sinh đường ruột
Các tác dụng chống viêm của cà phê thông qua việc thay đổi hệ vi sinh đường ruột. Các nghiên cứu về tế bào, động vật và con người đưa ra bằng chứng là dùng cà phê gây ra những thay đổi trong cấu trúc và chức năng của hệ vi sinh đường ruột, góp phần trong liệu trình chống béo phì. Việc tăng lợi khuẩn được so sánh với tác dụng chống viêm, do đó, có thể làm giảm viêm cục bộ, giảm quá trình tiền ung thư, giảm nguy cơ mắc bệnh Parkinson. Ngoài ảnh hưởng trực tiếp của hệ vi sinh đường ruột lên sự trao đổi chất, sự thay đổi vi sinh vật có vai trò quan trọng trong biến đổi sinh học của các polyphenol, có thể có tác dụng bổ sung các lợi ích liên quan đến tiêu thụ cà phê, chẳng hạn như sự gia tăng các chất chuyển hóa polyphenol, có tính chất chống oxy hóa (Grosso và cs., 2017).
2.1.3. Cà phê và bệnh ung thư
Các hợp chất hóa thực vật chứa trong cà phê (diterpene, melanoidin và polyphenol) có thể mang lại các tác dụng có lợi, bao gồm ức chế sự mất cân bằng oxy hóa và tổn hại oxy hóa ở vị trí liên quan. Những hoạt động này đóng vai trò nhất định trong giai đoạn đầu của việc chuyển một tế bào bình thường thành một khối u ác tính. Cà phê đã được chứng minh là một phần trong các cơ chế bảo vệ, bao gồm điều chỉnh việc sửa chữa ADN, hoạt động enzyme giai đoạn II, và sự chết rụng tế bào, cũng như có tác dụng chống tăng sinh, chống quá trình tạo mạch máu và chống di căn; sự phát triển của các gen giải độc và chống oxy hóa.
Ngoài những tác dụng chung ở cấp độ tế bào, thì việc sử dụng cà phê có thể đem lại những lợi ích cụ thể tại các điểm ung thư riêng lẻ. Hấp thu nhiều caffeine có liên quan tích cực đối với sự gia tăng globulin gắn với hormone giới tính và có thể ảnh hưởng đến nguy cơ ung thư nội mạc tử cung và ung thư vú. Đối với ung thư đại trực tràng, ảnh hưởng của việc sử dụng cà phê có liên quan đến sự bài tiết axit mật và sterol trung tính vào ruột già, thay đổi thành phần vi sinh vật, và tăng khả năng vận động ruột ở vùng trực tràng. Sử dụng cà phê cũng làm tăng khả năng giải độc và các đặc tính chống gây đột biến của niêm mạc đại trực tràng bằng cách tăng nồng độ glutathione. Các diterpene cà phê đóng vai trò quan trọng, bởi chúng có thể làm giảm đột biến bằng cách chuyển hóa mạnh các hợp chất gây ung thư, các cơ chế có lợi trong việc ngăn ngừa ung thư (Grosso và cs., 2017).
2.1.4. Cà phê và sức khỏe lá gan
Các hợp chất phenolic, melanoidin và caffeine có tác dụng chống oxy hóa ở gan giúp ngăn ngừa các tổn thương mô tự do bằng cách giảm các loại oxy phản ứng, từ đó đóng vai trò trung tâm trong quá trình chống viêm, tiêu biểu là bệnh gan nhiễm mỡ không do rượu, viêm gan nhiễm mỡ và, cuối cùng là xơ hóa gan.
2.1.5. Cà phê và sự chuyển hóa
Các bằng chứng cho thấy lợi ích của các thành phần trong cà phê đối với sự chuyển hóa insulin và glucose. Tiêu thụ axit chlorogenic đã được chứng minh là làm giảm nồng độ gluco huyết tương lúc đói, tăng độ nhạy cảm đối với insulin và làm chậm sự xuất hiện của glucose trong tuần hoàn sau khi vận chuyển gluco (Grosso và cs., 2017).
2.1.6. Cà phê và sức khỏe tim mạch
Sử dụng cà phê có tác động có lợi tới sức khỏe tim mạch. Hầu hết các tác động được cho là có liên quan đến tác dụng chống oxy hóa của cà phê, cụ thể giảm tiến triển của xơ vữa động mạch, tăng khả năng chất chuyển hóa lưu thông chính của folate và caffeine để tăng sản xuất nitric oxide và xử lý các gốc superoxide (Grosso và cs., 2017).
2.1.7. Cà phê và bệnh sỏi thận
Cà phê cũng đã được chứng minh là làm giảm nguy cơ mắc bệnh sỏi mật và có thể là sỏi đường tiết niệu. Trong các nghiên cứu thực nghiệm, cà phê đã được chứng minh là kích thích tăng tiết hoóc-môn kích thích túi mật, tăng cường co bóp túi mật, cải thiện chức năng niêm mạc túi mật, và giảm sự kết tinh cholesterol trong mật; những tác động này được cho rằng là phụ thuộc vào hàm lượng caffeine. Hơn nữa, caffeine cũng làm tăng sự bài tiết canxi và oxalat trong nước tiểu, có tác dụng chống viêm, có vai trò ngăn ngừa phát sinh bệnh sỏi thận (Grosso và cs., 2017).
2.1.8. Cà phê và sức khỏe tâm thần
Những ảnh hưởng tiềm ẩn của cà phê đối với bệnh Parkinson và sức khoẻ tâm thần có thể phản ánh thông qua phản ứng bảo vệ thần kinh. Caffeine hoạt động như một chất đối kháng với thụ thể ức chế thần kinh, dẫn đến sự phóng thích các thiết bị truyền dẫn kích thích.
Cà phê còn có ảnh hưởng đến các bệnh thoái hóa não (Messina và cs., 2015). Bệnh Alzheimer là dạng mất trí nhớ phổ biến nhất của người già, mặc dù có những cải tiến trong các nghiên cứu nhưng nhận thức về các yếu tố rủi ro về môi trường liên quan đến rối loạn này vẫn còn ít. Caffeine có thể có tác dụng làm giảm sự phát triển của bệnh Alzheimer. Một số nghiên cứu cho rằng caffeine, axit chlorogenic, hoặc sự kết hợp của cả hai có thể giúp chống lại sự suy giảm nhận thức hoặc các tính năng sinh học của bệnh Alzheimer trong hệ thống thần kinh trung ương. Mặc dù các nghiên cứu dịch tễ học báo cáo rằng thường xuyên tiêu thụ cà phê có khả năng bảo vệ cho người bị bệnh Alzheimer ở người Canada, cần phải thực hiện thêm các nghiên cứu để xác định xem tiêu thụ caffeine có thể có ảnh hưởng đến sự phát triển của bệnh Alzheimer hoặc suy giảm nhận thức liên quan đến tuổi.
2.2. Các ảnh hưởng tiêu cực
Các tác động có khả năng gây bất lợi liên quan đến sử dụng cà phê như tăng nguy cơ ung thư phổi và dạ dày; tăng lipid huyết thanh. Lipid trong cà phê có chứa cafestol và kahweol làm tăng huyết thanh cholesterol có thể đóng một vai trò trong sự khởi đầu của bệnh tim mạch vành như nhồi máu cơ tim và não, mất ngủ và tim mạch biến chứng. Caffeine tạo ra hầu hết các tác dụng sinh học thông qua phản ứng đối kháng với tất cả các loại thụ thể ức chế thần kinh, đi kèm với mệt mỏi cơ bắp và các vấn đề liên quan đến việc nghiện cà phê (Messina và cs., 2015).
Caffeine có liên quan đến tăng huyết áp cấp tính. Chưa có sự đồng thuận rõ ràng về cơ chế giải thích những ảnh hưởng về huyết áp ở những người uống cà phê thường xuyên và lâu dài. Cơ sở đáng tin cậy về mặt sinh học là việc sử dụng cà phê có thể dẫn đến sự dung nạp, và do vậy sẽ có ít tác động đáng kể tới mạch máu. Hơn nữa, các hợp chất oxy hóa có trong cà phê có thể phản ứng lại với các tác động của caffeine trong việc làm tăng huyết áp.
Các mối liên quan bất lợi với caffeine chủ yếu là các tác động liên quan đến thai kỳ bao gồm cân nặng khi sinh thấp, chết thai và bệnh bạch cầu ở trẻ em hoặc có thể ảnh hưởng đến hoóc-môn sau mãn kinh
3. Kết luận và đề xuất
Caffeine là thành phần được nghiên cứu nhiều nhất trong cà phê. Lần đầu được phân lập từ hạt cà phê vào năm 1820, sau đó rất nhiều nghiên cứu về dược lý và ứng dụng lâm sàng được thực hiện. Quan điểm toàn cầu về tác động của cà phê đối với sức khỏe đã được chuyển từ đa số cho là có hại đến có thể có lợi. Các nghiên cứu cho thấy tiêu thụ cà phê có tác dụng có lợi cho một số các bệnh mãn tính, bao gồm ung thư, và tim mạch, trao đổi chất và thần kinh. Ảnh hưởng tiêu cực chủ yếu liên quan đến người mang thai và người có bệnh tim mạch. Các tác động bất lợi khác như ung thư phổi và dạ dày, dường như bị ảnh hưởng bởi hiệu ứng khói thuốc do người uống cà phê hút thuốc (Grosso và cs., 2017).
Với mức tiêu thụ khoảng 4 – 5 ly/ngày sẽ có lợi cho sức khỏe và giảm nguy cơ bị ảnh hưởng xấu từ cà phê. Cà phê không nên dùng làm chất thay thế, nhưng là một đối tác trong chiến lược chung để thúc đẩy sức khỏe, cùng với việc tập thể dục và chế độ ăn uống lành mạnh tiếp tục đóng vai trò quan trọng và không thể thay thế. Như vậy các bằng chứng từ dịch tễ học cho thấy rằng uống cà phê ở hầu hết mọi người là có lợi và tương quan nghịch với nguy cơ mắc các bệnh khác nhau. Tuy nhiên, mối quan hệ giữa việc dùng cà phê và ảnh hưởng tích cực đến sức khỏe không chứng minh được nguyên nhân nên nghiên cứu có kiểm soát là cần thiết để làm sáng tỏ mối quan hệ này và để phân tích các kiểu tiêu thụ cà phê có liên quan đến sức khỏe (Messina và cs., 2015).
Trong thực tế, những người tiêu thụ một lượng lớn cà phê có xu hướng hút thuốc nhiều và có nhiều khả năng tiêu thụ rượu quá mức. Do đó, không thể xác định được yếu tố gây nhiễu một cách rõ ràng để có thể giải thích một cách chính xác tiềm năng có lợi của việc tiêu thụ cà phê đối với sức khỏe con người. Trong tương lai, các nghiên cứu nên bao gồm phân hạng theo tình trạng hút thuốc để loại trừ yếu tố gây nhầm lẫn và mô tả tốt hơn mối quan hệ giữa liều dùng và phản ứng. Nghiên cứu giữa tiêu thụ cà phê thông thường và cà phê đã tách caffeine là rất quan trọng để xác định xem lợi ích là do caffeine hay do các thành phần khác, chẳng hạn như axit chlorogenic (Grosso và cs., 2017).
Tài liệu tham khảo
1. Battig, K. (1987). The physiological effects of coffee consumption. In: Coffee: Botany, biochemistry and production of beans and beverage. Ed.: Clifford, M.N. and Willson, K.C. Croom Helm. USA.
2. Grosso, Giuseppe; Justyna Godos; Fabio Galvano; Edward L. Giovannucci (2017). Coffee, Caffeine, and Health Outcomes: An Umbrella Review. The Annual Review of Nutrition. 37:131–56.
3. Macrae, R. (1989). Nitrogenous Components. In: Coffee – Volume 1: Chemistry. Ed.: Clarke, R.J. and Macrae, R. Elsevier applied Science. London and New York.
4. Messina G., Zannella C., Monda V., Dato A., Liccardo D., De Blasio S., Valenzano A., Moscatelli F., Messina A., Cibelli G. and Monda M. (2015). The Beneficial Effects of Coffee in Human Nutrition. Biology and Medicine. 7: 4. 1-5.