Ăn ớt thấy cay nóng vì capsaicin trong ớt gắn vào một thụ thể trên đầu dây thần kinh vốn dùng để báo nhiệt độ cao, khiến não nhận tín hiệu "đang bỏng" dù miệng không hề nóng lên. Vì vậy cay về mặt khoa học không phải một vị như ngọt hay mặn, mà là cảm giác đau và nóng. Bạc hà làm mát theo cơ chế tương tự nhưng với thụ thể báo lạnh.
Bài này giải thích cảm giác cay, năm vị cơ bản mà lưỡi nhận được, vì sao bịt mũi thì ăn gì cũng nhạt, và vì sao "bản đồ lưỡi" trong nhiều sách cũ là sai. Cuối bài có cách nhờ AI gợi ý thí nghiệm vị giác nhỏ trong bếp. Bài mang tính khoa học phổ thông; người có vấn đề về tiêu hoá hay đang điều trị bệnh nên hỏi bác sĩ về chuyện ăn cay.
Capsaicin đánh lừa thụ thể nhiệt như thế nào
Trên đầu các dây thần kinh cảm giác ở miệng, da và nhiều nơi khác có một loại kênh protein tên là TRPV1. Kênh này mở ra khi nhiệt độ vượt quá khoảng mức gây bỏng nhẹ, cho các ion đi vào tế bào thần kinh và tạo tín hiệu báo nóng, báo đau gửi về não. Capsaicin có hình dạng khớp với kênh này và mở nó ra ngay ở nhiệt độ bình thường. Não nhận được tín hiệu giống hệt như khi bạn uống phải nước sôi.
Năm 2021, giải Nobel Sinh lý học hoặc Y học được trao cho David Julius và Ardem Patapoutian vì phát hiện các thụ thể cảm nhận nhiệt độ và xúc giác. Nhóm của Julius đã dùng chính capsaicin làm công cụ để lần ra gen tạo nên thụ thể TRPV1. Cùng hướng nghiên cứu đó tìm ra TRPM8, thụ thể báo lạnh bị menthol trong bạc hà kích hoạt, giải thích vì sao kẹo bạc hà cho cảm giác mát lạnh dù không lạnh.
Hiểu cơ chế này giúp giải thích những phản ứng quen thuộc khi ăn ớt: mặt đỏ, đổ mồ hôi, chảy nước mắt nước mũi. Cơ thể tưởng mình đang bị nóng nên kích hoạt các phản ứng làm mát và bảo vệ. Cảm giác cay cũng không chỉ ở lưỡi: dụi mắt sau khi thái ớt thấy xót vì mắt cũng có thụ thể ấy.
Vì sao uống nước không đỡ cay mà sữa lại đỡ
Capsaicin gần như không tan trong nước. Nó tan tốt trong chất béo và cồn. Uống nước lạnh chỉ làm dịu cảm giác trong chốc lát rồi cay quay lại, vì capsaicin vẫn bám trên niêm mạc.
Sữa có chất béo và protein casein. Chất béo hoà tan capsaicin, còn casein được cho là bao lấy và kéo nó ra khỏi thụ thể. Vì vậy một ngụm sữa thường đỡ cay hơn một cốc nước.
Tinh bột và đường cũng giúp phần nào. Cơm, bánh mì tạo lớp đệm cơ học, còn vị ngọt làm não chú ý sang cảm giác khác. Nhiều món ăn cay ở các nền ẩm thực đi kèm cơm hay bánh không phải tình cờ.
Người ăn cay thường xuyên chịu được nhiều hơn. Tiếp xúc lặp lại với capsaicin có thể làm đầu dây thần kinh tạm thời kém nhạy. Một phần cũng do người ta học được rằng cảm giác bỏng ấy không gây hại thật, nên não diễn giải nó thành dễ chịu hơn.
Năm vị cơ bản lưỡi nhận được và chúng báo hiệu gì
Các nụ vị giác trên lưỡi, vòm miệng và họng chứa tế bào thụ cảm cho từng nhóm vị. Các nhà khoa học hiện nay thống nhất có ít nhất năm vị cơ bản; một số vị khác như vị béo vẫn đang được bàn.
| Vị | Chất gây ra | Ý nghĩa sinh học thường được nêu |
|---|---|---|
| Ngọt | Đường | Báo hiệu nguồn năng lượng |
| Mặn | Ion natri, chủ yếu từ muối ăn | Giữ cân bằng muối nước cho cơ thể |
| Chua | Axit, tức ion hydro | Nhận ra quả chưa chín hoặc thức ăn lên men, có thể đã hỏng |
| Đắng | Rất nhiều loại hợp chất khác nhau | Cảnh báo chất có thể độc; vì vậy trẻ nhỏ thường ghét vị đắng |
| Umami (vị ngọt thịt) | Glutamate, có trong nước dùng xương, nước mắm, cà chua chín, nấm | Báo hiệu nguồn đạm |
Vị umami được nhà hoá học Nhật Bản Kikunae Ikeda mô tả từ đầu thế kỷ 20 khi tìm hiểu vị của nước dùng tảo bẹ, nhưng phải đến khi tìm ra thụ thể tương ứng thì giới khoa học mới công nhận rộng rãi đó là một vị cơ bản. Nước mắm, một gia vị gốc của bữa ăn Việt, giàu glutamate tự nhiên do quá trình ủ cá phân giải đạm.
Vì sao cây ớt lại cay, và vì sao con người vẫn thích ăn cay
Capsaicin tập trung nhiều nhất ở phần gân trắng bên trong quả, nơi hạt bám vào, chứ không chủ yếu ở hạt như nhiều người nghĩ. Một giả thuyết được các nhà sinh học bàn nhiều là cây ớt "chọn" cay để chọn người phát tán hạt. Động vật có vú như chuột có thể nhai nát hạt, còn chim nuốt cả hạt và thải ra ở nơi xa. Thụ thể TRPV1 của chim gần như không phản ứng với capsaicin, nên chim ăn ớt không thấy cay, còn chuột thì tránh. Capsaicin cũng có thể giúp quả chống lại một số loại nấm hại.
Độ cay của các giống ớt khác nhau rất xa. Người ta từng đo bằng cách pha loãng dịch chiết ớt cho đến khi một nhóm người nếm không còn thấy cay, đặt theo tên dược sĩ Wilbur Scoville. Ngày nay phòng thí nghiệm đo trực tiếp nồng độ capsaicin và các chất cùng họ bằng máy phân tích, rồi quy đổi sang thang quen thuộc. Cùng một giống, quả trồng ở nơi nắng nóng khô hạn thường cay hơn quả trồng nơi mát ẩm.
Vậy vì sao con người, loài có thụ thể nhạy với capsaicin, lại chủ động tìm đến cảm giác bỏng rát? Chưa có câu trả lời duy nhất. Nhà tâm lý học Paul Rozin đưa ra ý tưởng về "khổ dâm lành tính": con người thích những trải nghiệm có vẻ nguy hiểm nhưng biết chắc là an toàn, giống cảm giác đi tàu lượn. Một số người còn cho rằng cơ thể tiết ra các chất giảm đau tự nhiên khi bị kích thích cay, tạo cảm giác dễ chịu sau đó, nhưng mức độ ảnh hưởng của cơ chế này còn được tranh luận. Văn hoá ăn uống của gia đình từ nhỏ cũng góp phần lớn.
Mũi mới là nửa kia của vị giác
Lưỡi chỉ nhận được vài vị cơ bản, còn phần lớn thứ ta gọi là "hương vị" của món ăn đến từ mũi. Khi nhai và nuốt, các phân tử mùi bay ngược từ khoang miệng lên mũi qua đường phía sau, chạm vào tế bào khứu giác. Não gộp tín hiệu từ lưỡi, từ mũi, cùng với cảm giác nóng lạnh, cay, độ giòn dai, rồi tạo ra trải nghiệm thống nhất mà ta gọi là vị phở hay vị xoài.
Bạn có thể tự thử: bịt chặt mũi, nhắm mắt, nhờ người khác đưa cho một miếng táo và một miếng lê đã gọt cắt nhỏ giống nhau. Nhiều người khó phân biệt được, chỉ còn thấy ngọt và hơi chua. Mở mũi ra, mùi trái cây ùa về ngay. Đây cũng là lý do khi bị nghẹt mũi, ăn gì cũng thấy nhạt.
Mũi người có vài trăm loại thụ thể mùi khác nhau, mỗi loại nhận một số phân tử, và não đọc tổ hợp kích hoạt của chúng giống như đọc tổ hợp ba loại tế bào nón với màu sắc, chỉ là với số chiều lớn hơn rất nhiều. Đây là lĩnh vực mà các mô hình học máy đang được thử để dự đoán mùi của một phân tử từ cấu trúc hoá học, kết quả còn nhiều giới hạn.
Bản đồ lưỡi: một lời đồn sống dai trong sách giáo khoa
Nhiều người từng học hình vẽ cái lưỡi chia vùng: đầu lưỡi nhận ngọt, hai bên nhận chua và mặn, cuống lưỡi nhận đắng. Hình này xuất hiện trong sách vở nhiều thập kỷ và đến nay vẫn còn trên mạng. Nó bắt nguồn từ một nghiên cứu đầu thế kỷ 20 ghi nhận độ nhạy có chênh lệch nhỏ giữa các vùng, rồi bị diễn giải quá đà thành mỗi vùng chỉ nhận một vị.
Thực tế, nụ vị giác ở mọi vùng của lưỡi đều nhận được cả năm vị, độ nhạy chỉ hơi khác nhau. Bạn tự kiểm được dễ dàng: chấm một chút đường lên cuống lưỡi hay một chút muối lên đầu lưỡi, vị vẫn rõ ràng.
Câu chuyện bản đồ lưỡi là ví dụ tốt để nói với học sinh về cách một sai lầm lan truyền: một kết quả thật bị đơn giản hoá thành hình vẽ dễ nhớ, hình vẽ được chép từ sách này sang sách khác mà không ai kiểm lại. Trợ lý AI học từ văn bản trên mạng nên đôi khi cũng lặp lại những lời đồn kiểu này, và đó là lý do nên tự làm thí nghiệm.
Nhờ AI thiết kế một buổi thí nghiệm vị giác trong bếp
Vị giác là chủ đề lý tưởng cho thí nghiệm gia đình vì nguyên liệu có sẵn, an toàn và kết quả cảm nhận ngay. Trợ lý AI giúp bạn lên kế hoạch, còn người lớn lo phần dao kéo.
- Hỏi AI: Gợi ý ba thí nghiệm vị giác an toàn cho trẻ 8 tuổi chỉ dùng đường, muối, chanh và trái cây, có người lớn giám sát, nêu dự đoán trước khi làm.
- Chọn một thí nghiệm như thử táo và lê khi bịt mũi, chuẩn bị nguyên liệu cắt nhỏ giống nhau.
- Trẻ ghi lại dự đoán, rồi ghi điều cảm nhận được ở từng lần thử, có bịt mũi và không bịt mũi.
- Cả nhà so kết quả với dự đoán, rồi hỏi lại AI để giải thích những chỗ lệch.
- Không cho trẻ thử ớt cay mạnh, không dụi mắt khi tay dính ớt; trẻ có dị ứng thức ăn thì loại nguyên liệu đó ra.
Không có đúng sai hay điểm số trong buổi thử vị; mỗi người cảm nhận khác nhau là chính điều thú vị để bàn. Nếu chụp ảnh buổi thí nghiệm gửi cho AI, cắt bỏ phần có mặt trẻ.
Câu hỏi thường gặp
Ăn ớt có làm bỏng miệng thật không?
Capsaicin tạo cảm giác bỏng bằng cách kích hoạt thụ thể nhiệt, không làm nhiệt độ trong miệng tăng như nước sôi. Tuy vậy ăn quá cay có thể gây khó chịu ở dạ dày ở một số người. Người có bệnh tiêu hoá nên hỏi bác sĩ về mức ăn cay phù hợp.
Vì sao thái ớt xong dụi mắt thì rất xót?
Mắt và vùng da mỏng quanh mắt cũng có thụ thể TRPV1. Capsaicin dính trên tay chạm vào sẽ kích hoạt chúng. Capsaicin không tan tốt trong nước, nên rửa tay bằng xà phòng kỹ sau khi thái ớt, hoặc đeo găng khi thái nhiều.
Cay có phải là một vị không?
Về mặt khoa học, cay không phải vị cơ bản vì không do tế bào vị giác trên nụ vị nhận, mà do dây thần kinh cảm giác đau và nhiệt nhận. Trong đời thường và ẩm thực, người ta vẫn gọi cay là một vị, điều đó hoàn toàn bình thường.
Vì sao bị cảm thì ăn gì cũng nhạt?
Khi nghẹt mũi, các phân tử mùi khó đến được tế bào khứu giác. Lưỡi vẫn nhận ngọt, mặn, chua, đắng, umami, nhưng phần hương mà não quen gọi là vị của món ăn bị mất. Khi hết nghẹt mũi, cảm giác vị thường trở lại.
Trẻ con ghét rau đắng có phải do kén ăn không?
Trẻ nhỏ nhạy với vị đắng hơn người lớn, có thể là cơ chế tự bảo vệ trước chất độc. Khẩu vị thay đổi dần theo tuổi và theo số lần được tiếp xúc. Cho trẻ thử lại nhiều lần trong không khí vui vẻ thường hiệu quả hơn ép ăn.
AI có thể dự đoán mùi vị của một món ăn không?
Các nhà nghiên cứu đang thử dùng học máy dự đoán mùi của phân tử từ cấu trúc hoá học, kết quả có tiến bộ nhưng còn nhiều giới hạn. Trợ lý AI thông thường chỉ mô tả mùi vị dựa trên văn bản đã đọc, không tự nếm được, nên hãy coi đó là gợi ý tham khảo.