Tinh dầu bạc hà và menthol: vì sao ngửi thấy mát lạnh

Ngửi hay thoa tinh dầu bạc hà thấy mát lạnh vì menthol trong dầu kích hoạt thụ thể TRPM8, một "cảm biến lạnh" nằm ở đầu dây thần kinh trên da và niêm mạc. Bình thường TRPM8 chỉ mở khi nhiệt độ hạ xuống dưới chừng 25 °C; menthol làm nó mở ngay ở nhiệt độ cơ thể, nên não nhận tín hiệu "lạnh" dù da không hề nguội đi. Cái mát của bạc hà là một ảo giác hoá học, không phải sự hạ nhiệt thật.

Thụ thể TRPM8 và giải Nobel 2021

Năm 2002, hai nhóm nghiên cứu ở Mỹ, một do David Julius dẫn đầu, một có Ardem Patapoutian, gần như đồng thời công bố đã tìm ra thụ thể bị menthol và hơi lạnh cùng kích hoạt. Họ đặt tên nó là TRPM8. Đây là một kênh ion trên màng tế bào thần kinh: khi mở ra, ion dương tràn vào, tế bào phát tín hiệu điện, và não diễn dịch tín hiệu đó là "mát".

Trước đó, nhóm của Julius đã tìm ra TRPV1, thụ thể bị capsaicin trong ớt và nhiệt độ nóng kích hoạt. Ớt "cay nóng" và bạc hà "the mát" vì thế là hai mặt của cùng một câu chuyện: phân tử đánh lừa cảm biến nhiệt. Năm 2021, David Julius và Ardem Patapoutian cùng nhận giải Nobel Sinh lý học hoặc Y học cho các khám phá về thụ thể cảm nhận nhiệt độ và xúc giác.

Một phép thử ai cũng làm được

Nhai một viên kẹo cao su bạc hà vài phút rồi uống một ngụm nước ở nhiệt độ phòng. Nước bình thường bỗng thấy lạnh buốt. Lý do: menthol đã làm TRPM8 "nhạy" hơn, ngưỡng mở thấp xuống, nên chỉ cần nước mát hơn khoang miệng một chút là tín hiệu lạnh bùng lên.

Nhiều loại bạc hà, không phải loại nào cũng có menthol

Chi Mentha có nhiều loài và rất nhiều giống lai. Lượng menthol trong tinh dầu khác nhau rõ rệt giữa chúng.

Peppermint là giống lai tự nhiên giữa bạc hà nước (Mentha aquatica) và bạc hà lục. Các loại rau thơm Việt như húng lủi, húng Láng cũng thuộc chi Mentha; nhiều tài liệu xếp chúng gần nhóm bạc hà lục và bạc hà nước, mùi thiên về ngọt thơm hơn là the buốt.

Có một chỗ dễ nhầm theo vùng miền: ở miền Nam, "bạc hà" nấu canh chua là cọng dọc mùng (Alocasia odora), một cây họ Ráy, không liên quan gì tới chi Mentha và không có menthol.

Bạc hà não: menthol kết tinh từ tinh dầu

Menthol là một rượu terpene vòng, công thức C10H20O, nóng chảy ở khoảng 42–43 °C. Ở nhiệt độ phòng, menthol tinh khiết là tinh thể hình kim trong suốt, hiệu thuốc Đông y quen gọi là bạc hà não.

Với bạc hà Á, menthol nhiều đến mức chỉ cần làm lạnh tinh dầu là nó tự kết tinh. Quy trình công nghiệp cơ bản: cất lá bạc hà bằng hơi nước lấy dầu thô, đưa dầu vào bể làm lạnh, menthol tách ra thành tinh thể, lọc lấy rồi kết tinh lại cho sạch. Phần dầu lỏng còn lại gọi là dầu bạc hà đã tách menthol (dementholised oil), vẫn còn khoảng ba bốn chục phần trăm menthol, được bán làm hương liệu rẻ hơn. Ấn Độ hiện là nguồn menthol tự nhiên lớn nhất thế giới, chủ yếu từ bạc hà Á.

Menthol tự nhiên và tổng hợp

Phân tử menthol có ba tâm bất đối, nên có tám đồng phân lập thể. Chỉ (−)-menthol, dạng có trong bạc hà, cho cảm giác mát mạnh và mùi bạc hà sạch; các đồng phân khác mát yếu hơn và mùi kém. Menthol tổng hợp công nghiệp được làm theo nhiều con đường, ví dụ từ myrcene, từ citral hoặc citronellal, từ m-cresol. Khi đạt đúng dạng (−)-menthol tinh khiết, sản phẩm tổng hợp về hoá học là cùng một phân tử với menthol từ cây.

Ngoài menthol, ngành hương liệu còn có các "chất làm mát" tổng hợp không mùi, như nhóm hợp chất WS-3, WS-23 phát triển từ thập niên 1970, dùng trong kẹo, kem đánh răng để tạo cảm giác mát mà không mang mùi bạc hà.

Menthol trong đời sống

• Kem đánh răng, kẹo, nước súc miệng: tạo cảm giác "sạch", che vị của các thành phần khác.
• Dầu xoa, cao dán, miếng dán giảm đau: menthol kích thích cảm giác mát, làm não "bận" với tín hiệu đó; đây là lý do người dùng thấy dễ chịu hơn. Sản phẩm dùng ngoài có menthol ở nồng độ được quy định và ghi trên nhãn.
• Thuốc lá bạc hà: menthol làm dịu cảm giác rát của khói, khiến khói dễ hít sâu hơn. Đây là lý do Liên minh châu Âu cấm thuốc lá điếu có hương bạc hà từ năm 2020.

Nghiên cứu nói gì

Một số thử nghiệm nhỏ ở Đức từ thập niên 1990 cho thấy dung dịch tinh dầu bạc hà thoa lên thái dương giúp một phần người tham gia dễ chịu hơn khi đau đầu kiểu căng cơ. Viên nang dầu bạc hà bao tan ở ruột cũng đã được nghiên cứu cho hội chứng ruột kích thích. Cả hai đều là thử nghiệm với chế phẩm có liều chuẩn, dùng theo hướng dẫn y tế; chúng không có nghĩa nhỏ tinh dầu bạc hà vào nước uống là an toàn hay có tác dụng. Đau đầu kéo dài, đau bụng thường xuyên cần đi khám để tìm nguyên nhân.

Dùng tinh dầu bạc hà an toàn

• Trẻ nhỏ: không thoa, không nhỏ tinh dầu bạc hà hay sản phẩm chứa menthol lên hoặc gần mặt, mũi trẻ nhỏ. Hơi menthol đậm có thể gây phản xạ co thắt thanh quản, trẻ khó thở. Với trẻ dưới 2 tuổi, hỏi bác sĩ nhi trước bất kỳ sản phẩm nào có menthol.
• Pha loãng: với da người lớn, mức khoảng 1–2% trong dầu nền là đủ cảm giác mát. Dầu nguyên chất có thể gây rát, đỏ, nhất là vùng da mỏng.
• Tránh mắt: dầu bạc hà dính tay rồi dụi mắt gây cay xót rất mạnh. Lỡ dính thì rửa nhiều nước sạch.
• Không uống tinh dầu. Menthol liều cao gây buồn nôn, chóng mặt, có thể ngộ độc. Trẻ nuốt phải: không gây nôn, gọi 115 hoặc đến cơ sở y tế.
• Người có bệnh trào ngược dạ dày, hen, đang mang thai hoặc cho con bú nên hỏi bác sĩ trước khi dùng thường xuyên.
• Bảo quản: chai kín, tối màu, nơi mát. Menthone và các thành phần khác bị oxy hoá dần, mùi chuyển sang hăng, đắng.

Trồng một chậu bạc hà để tự kiểm chứng

Bạc hà là cây dễ trồng nhất trong nhóm cây thơm: một cành cắm vào chậu đất ẩm, để chỗ có nắng sáng, vài tuần đã ra rễ. Nếu có dịp trồng cạnh nhau một chậu peppermint và một chậu bạc hà lục, hãy vò mỗi loại một lá và xoa lên mu bàn tay. Peppermint để lại vệt mát rõ sau vài giây; bạc hà lục thơm ngọt nhưng gần như không mát. Hai lá cùng chi, khác nhau chỉ vì một bên có menthol và một bên có carvone.