Nhiễm trùng Cronobacter liên quan đến bột công thức cho trẻ sơ sinh

Sữa bột trẻ em (PIF) là sản phẩm dinh dưỡng thiết yếu cho trẻ sơ sinh, đặc biệt… 57 trang · Ho Chi Minh City University of Technology and Education · 2022.

• Tác giả: Nguyễn Trần Hoàng Anh
• Người hướng dẫn: Dr. Trương Quang Bình
• Trường học: Ho Chi Minh City University of Technology and Education
• Chuyên ngành: Food Safety
• Đề tài: Cronobacter Infections Linked to Powdered Infant Formula
• Loại tài liệu: Graduation Project
• Năm xuất bản: 2022
• Địa điểm: Ho Chi Minh City

Mục lục chi tiết

• 1. Overview of Powdered infant formula
• 1.1. Powdered infant formula
• 1.2. Processing of powdered infant formula
• 1.3. Preparation of the mix
• 1.4. Homogenisation and emulsification
• 1.5. Cronobacter illnesses linked powdered infant formula
• 1.6. Some reported cases of Cronobacter spp. infections related to powdered infant formula (PIF)
• 1.7. Reasons for the Cronobacter infection in powdered infant formula
• 1.8. Control in manufacturing environment
• 1.9. Biocides to control Cronobacter
• 1.10. Control in the home
• 1.11. Reducing the level of contamination through heating reconstituted PIF prior to use
• 1.12. Minimizing the chance of contamination of reconstituted formula during preparation
• 1.13. Minimizing the growth of C. sakazakii following reconstitution prior to consumption
• 1.14. Guidelines from Centers for Disease Control and Prevention - U. Department of Health & Human Services
• 2. Cronobacter sakazakii
• 2.1. Seven species of Cronobacter genus
• 2.2. Symptoms of Cronobacter Infection
• 2.3. Cases of Cronobacter sakazakii contamination in other products
• 2.4. Some reported cases of Cronobacter spp. infections related to powdered infant formula (PIF)

Tóm tắt

I. Tổng quan về sữa bột trẻ em

Sữa bột trẻ em (PIF) là sản phẩm dinh dưỡng thiết yếu cho trẻ sơ sinh, đặc biệt khi việc cho con bú không khả thi. PIF có thể chứa nhiều loại vi khuẩn, trong đó có Cronobacter sakazakii, một mối lo ngại lớn do khả năng gây bệnh nhiễm trùng nghiêm trọng. Theo FAO/WHO, có ít nhất 120 trường hợp nhiễm Cronobacter ở trẻ sơ sinh đã được báo cáo, với tỷ lệ tử vong cao. Việc sản xuất PIF cần tuân thủ các tiêu chuẩn an toàn thực phẩm nghiêm ngặt để giảm thiểu nguy cơ nhiễm trùng. Sữa bột trẻ em không phải là sản phẩm tiệt trùng, do đó, việc xử lý và bảo quản không đúng cách có thể dẫn đến sự phát triển của vi khuẩn gây hại.

1.1. Quy trình sản xuất sữa bột trẻ em

Quy trình sản xuất sữa bột trẻ em bao gồm nhiều bước như trộn khô, trộn ướt và phun sấy. Mỗi phương pháp có ưu và nhược điểm riêng. Phương pháp trộn khô giúp giảm thiểu nguy cơ ô nhiễm vi sinh vật, nhưng chất lượng sản phẩm phụ thuộc vào nguyên liệu đầu vào. Ngược lại, phương pháp trộn ướt cho phép kiểm soát tốt hơn các thông số chất lượng, nhưng lại tốn kém hơn về thiết bị và bảo trì. Việc xử lý nhiệt cũng là một điểm kiểm soát quan trọng để đảm bảo độ tinh khiết vi sinh của sản phẩm.

II. Bệnh nhiễm trùng do Cronobacter

Bệnh nhiễm trùng do Cronobacter sakazakii thường xảy ra ở trẻ sơ sinh, đặc biệt là những trẻ sinh non hoặc có cân nặng thấp. Các triệu chứng bao gồm phản ứng ăn uống kém, vàng da, và có thể dẫn đến viêm màng não. Tỷ lệ tử vong ở trẻ sơ sinh nhiễm Cronobacter có thể lên đến 50%. Theo CDC, hầu hết các trường hợp nhiễm trùng đều liên quan đến việc tiêu thụ PIF. Việc phát hiện sớm và điều trị kịp thời là rất quan trọng để giảm thiểu nguy cơ tử vong và các biến chứng lâu dài.

2.1. Triệu chứng và chẩn đoán

Triệu chứng của nhiễm trùng Cronobacter ở trẻ sơ sinh bao gồm sốt cao, khóc liên tục, và tình trạng ngủ gà. Việc chẩn đoán sớm thông qua các xét nghiệm vi sinh là cần thiết để xác định sự hiện diện của vi khuẩn. Các bác sĩ cần chú ý đến tiền sử tiêu thụ PIF của trẻ để đưa ra chẩn đoán chính xác. Việc phát hiện và điều trị kịp thời có thể cứu sống nhiều trẻ em và giảm thiểu các biến chứng nghiêm trọng.

III. Biện pháp phòng ngừa nhiễm trùng

Để giảm thiểu nguy cơ nhiễm trùng do Cronobacter, các biện pháp phòng ngừa cần được thực hiện trong cả môi trường sản xuất và tại nhà. Việc sử dụng biocide để kiểm soát Cronobacter trong môi trường sản xuất là rất quan trọng. Tại nhà, cha mẹ cần chú ý đến việc chuẩn bị và bảo quản PIF đúng cách, bao gồm việc đun nóng lại trước khi cho trẻ sử dụng. Hướng dẫn từ CDC cũng cung cấp các chỉ dẫn cụ thể để đảm bảo an toàn thực phẩm cho trẻ sơ sinh.

3.1. Hướng dẫn từ CDC

CDC đã đưa ra nhiều hướng dẫn nhằm giảm thiểu nguy cơ nhiễm trùng do Cronobacter. Các khuyến nghị bao gồm việc rửa tay sạch sẽ trước khi chuẩn bị PIF, sử dụng nước sạch để pha chế, và bảo quản sữa bột ở nhiệt độ thích hợp. Ngoài ra, việc theo dõi các sản phẩm PIF có nguồn gốc rõ ràng và tuân thủ các tiêu chuẩn an toàn thực phẩm là rất cần thiết để bảo vệ sức khỏe của trẻ.

Nội dung chính

Bối cảnh và vấn đề nghiên cứu

Sữa mẹ là nguồn dinh dưỡng tối ưu cho sự phát triển toàn diện của trẻ sơ sinh và trẻ nhỏ. Tuy nhiên, trong những trường hợp người mẹ không thể cho con bú hoặc trẻ sinh non cần bổ sung vi chất đặc biệt, sữa bột công thức (Powdered Infant Formula - PIF) đóng vai trò như một sản phẩm thay thế hoặc bổ sung. Mặc dù có hoạt độ nước thấp ($a_w$ thấp), sữa bột công thức không phải là sản phẩm vô trùng thương mại. Do đó, sản phẩm này có nguy cơ chứa đựng các vi sinh vật gây bệnh cơ hội, đặc biệt là vi khuẩn thuộc chi Cronobacter (trước đây được phân loại là Enterobacter sakazakii).

Nhiễm khuẩn Cronobacter spp. ở trẻ sơ sinh tuy có tỷ lệ mắc không cao nhưng để lại hậu quả lâm sàng nghiêm trọng, bao gồm viêm màng não sơ sinh (neonatal meningitis), viêm ruột hoại tử (necrotizing enterocolitis - NEC) và nhiễm trùng máu (bacteremia), với tỷ lệ tử vong trong lịch sử dao động từ 40% đến 80%. Đáng chú ý, vào đầu năm 2022, vụ việc bùng phát 4 ca nhiễm khuẩn Cronobacter sakazakii và Salmonella Newport dẫn đến 2 ca tử vong tại Hoa Kỳ liên quan đến các dòng sữa bột công thức sản xuất tại nhà máy Sturgis (Michigan) của Abbott Laboratories đã làm dấy lên hồi chuông cảnh báo toàn cầu về an toàn vệ sinh trong sản xuất và sử dụng sữa bột công thức.

Đề tài "Cronobacter Infections Linked to Powdered Infant Formula" được nhóm sinh viên Khoa Công nghệ Hóa học và Thực phẩm, Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật TP.HCM thực hiện trong khuôn khổ môn học An toàn Thực phẩm (Food Safety) vào tháng 6/2022, dưới sự hướng dẫn của TS. Trương Quang Bình.

Nhiệm vụ nghiên cứu của đề tài bao gồm:

1. Tổng quan cấu trúc thành phần, các công nghệ và quy trình sản xuất sữa bột công thức hiện nay.
2. Hệ thống hóa đặc tính sinh học, phân loại học và các nghiên cứu dịch tễ học về Cronobacter spp. liên quan đến sữa bột.
3. Phân tích các nguồn và nguyên nhân lây nhiễm Cronobacter trong toàn bộ chuỗi: từ nhà máy chế biến đến môi trường gia đình/bệnh viện.
4. Đề xuất các giải pháp kỹ thuật, biện pháp quản lý rủi ro (HACCP, GMP, kiểm soát vi sinh) và hướng dẫn thực hành an toàn nhằm ngăn ngừa nguy cơ nhiễm khuẩn cho trẻ sơ sinh.

Đối tượng nghiên cứu là vi khuẩn Cronobacter spp. (đặc biệt là C. sakazakii) và sản phẩm sữa bột công thức dành cho trẻ sơ sinh dưới 12 tháng tuổi. Phạm vi dữ liệu bao quát các báo cáo khoa học, dữ liệu dịch tễ từ Tổ chức Y tế Thế giới (WHO), Tổ chức Lương thực và Nông nghiệp Liên Hợp Quốc (FAO), Trung tâm Kiểm soát và Phòng ngừa Dịch bệnh Hoa Kỳ (US CDC), Cục Quản lý Thực phẩm và Dược phẩm Hoa Kỳ (US FDA) từ năm 1958 đến các vụ việc cập nhật năm 2022.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp

Khung lý thuyết và phân loại học vi sinh

Cơ sở lý thuyết của nghiên cứu dựa trên các nguyên lý vi sinh vật học thực phẩm, công nghệ chế biến sữa và đánh giá nguy cơ vi sinh (Microbiological Risk Assessment - MRA):

• Phân loại học vi khuẩn: Chi Cronobacter thuộc họ Enterobacteriaceae, bộ Enterobacterales, lớp Gammaproteobacteria, ngành Pseudomonadota. Chi này gồm 7 loài đã được định danh (C. sakazakii, C. malonaticus, C. turicensis, C. muytjensii, C. dublinensis, C. universalis, C. condimenti). Về mặt di truyền, kỹ thuật phân tích trình tự đa locus (Multilocus Sequence Typing - MLST) xác định dòng Sequence Type 4 (ST4) là dòng vô tính (clone) chủ yếu gây ra các ca viêm màng não nghiêm trọng ở trẻ sơ sinh trong 30 năm qua.
• Đặc tính sinh lý: Cronobacter là trực khuẩn Gram âm, kỵ khí tùy nghi, di động, không sinh bào tử, oxidase âm tính, catalase dương tính, có khả năng khử nitrate thành nitrite, tạo acetoin và âm tính với phản ứng Methyl Red. Đặc tính nổi bật nhất là khả năng chịu khô hạn cao (xerotolerance) nhờ các cơ chế biểu hiện gen đặc thù, giúp vi khuẩn sống sót trong bột sữa khô hơn hai năm.
• Khung quản lý an toàn thực phẩm: Dựa trên hệ thống phân tích mối nguy và điểm kiểm soát tới hạn (HACCP), thực hành sản xuất tốt (GMP), các tiêu chuẩn vi sinh của Ủy ban Tiêu chuẩn Thực phẩm Quốc tế (Codex Alimentarius) và biên bản kiểm tra vi phạm an toàn thực phẩm FDA Form 483.

Phương pháp nghiên cứu và nguồn dữ liệu

Đề tài sử dụng phương pháp tổng quan tài liệu có hệ thống (systematic literature review), thu thập, đối chiếu và phân tích dữ liệu thứ cấp từ các nguồn:

• Báo cáo đánh giá rủi ro vi sinh của FAO/WHO (2004, 2008) về Enterobacter sakazakii trong sữa bột công thức.
• Cơ sở dữ liệu ca bệnh và hướng dẫn lâm sàng của US CDC.
• Báo cáo thanh tra và thông báo thu hồi sản phẩm của US FDA (2019, 2021, 2022).
• Các công trình nghiên cứu thực nghiệm được công bố trên các tạp chí quốc tế (International Dairy Journal, Journal of Applied Microbiology, Frontiers in Pediatrics...).

Nội dung chính theo từng chương

1. Tổng quan về sữa bột công thức (Overview of Powdered infant formula)

Sữa bột công thức được định nghĩa là sản phẩm thay thế sữa mẹ hoặc chất tăng cường dinh dưỡng sữa mẹ (breast milk fortifiers) dành cho trẻ dưới 1 tuổi. Tiêu chuẩn vi sinh vật của Codex về Salmonella và Cronobacter áp dụng nghiêm ngặt cho sản phẩm dành cho trẻ dưới 6 tháng tuổi; các sản phẩm cho trẻ trên 6 tháng tuổi (follow-up formulas / follow-on formulas) thường không áp dụng cùng tiêu chí vi sinh này.

Báo cáo chi tiết 3 quy trình công nghệ sản xuất sữa bột công thức:

• Trộn khô (Dry blending): Phối trộn các nguyên liệu dạng bột rời đã qua xử lý nhiệt từ nhà cung cấp. Ưu điểm là tiết kiệm năng lượng, chi phí đầu tư thấp, không sử dụng nước nên giảm thiểu sự phát triển của vi sinh vật trong quá trình trộn; nhược điểm là chất lượng phụ thuộc hoàn toàn vào nguyên liệu đầu vào, không tích hợp được dầu lỏng và dễ bị phân tầng hạt trong vận chuyển.
• Trộn ướt - sấy phun (Wet mixing - spray drying): Phối trộn tất cả thành phần trong pha lỏng, thanh trùng/tiệt trùng, cô đặc rồi sấy phun. Ưu điểm là kiểm soát chất lượng đồng đều, cải thiện tính chất lý - hóa - sinh; nhược điểm là chi phí thiết bị và bảo trì cao, tồn tại đồng thời cả khu vực ướt và khô trong một nhà máy.
• Quy trình kết hợp (Mixed approach): Trộn ướt và sấy phun để tạo thành bột nền (foundation powder), sau đó trộn khô bổ sung các thành phần vi lượng nhạy nhiệt.

Quy trình sản xuất trộn ướt - sấy phun tiêu chuẩn bao gồm các công đoạn:

1. Chuẩn bị phối liệu: Nguồn đạm (SMP, DWP, WPC, WPI, MPC, đạm đậu nành, đạm thủy phân), dầu thực vật (đậu nành, cọ, hướng dương, bắp...), carbohydrate (lactose, sucrose, maltodextrin), khoáng chất và vitamin. Quá trình hoàn nguyên bột trải qua 4 giai đoạn: làm ướt (wetting), chìm (sinking), phân tán (dispersion) và hòa tan (dissolution). Đường ống và bồn chứa bắt buộc phải xả khí nén và vệ sinh tại chỗ (CIP) ít nhất một lần mỗi ngày.
2. Đồng hóa và nhũ hóa: Sử dụng áp lực cao để phân chia các hạt chất béo thành kích thước nhỏ, được bao bọc và ổn định bởi các phân tử protein lưỡng phần tại bề mặt tiếp xúc pha béo - nước.
3. Xử lý nhiệt: Xử lý nhiệt (thường đặt trước đồng hóa để tạo hệ nhũ tương bền) nhằm tiêu diệt vi sinh vật gây bệnh sinh dưỡng.
4. Cô đặc bốc hơi: Sử dụng thiết bị bốc hơi màng rơi (falling film evaporator) ở điều kiện chân không ($50 - 70^\circ\text{C}$). Độ nhớt sau bốc hơi của sữa nguyên kem không được vượt quá $60 - 100\text{ mPa}\cdot\text{s}$ để đảm bảo hiệu quả sấy.
5. Sấy phun: Sử dụng tháp sấy 2 hoặc 3 giai đoạn để sấy dịch sữa đã được nguyên tử hóa thành giọt mịn ($10 - 400\ \mu\text{m}$). Áp dụng kỹ thuật kết tụ sơ cấp và thứ cấp để tăng độ tan và khả năng chảy của bột.
6. Đóng gói: Bột sau khi sàng phân loại được vận chuyển bằng hệ thống áp suất dương pha đậm đặc vào silo, đóng hộp kim loại hoặc túi màng ghép dưới môi trường khí trơ ($N_2$) để chống oxy hóa lipid và DHA.

Nhóm nguyên liệu	Thành phần tiêu biểu
Nguồn Casein	Skim milk powder (SMP), evaporated skim milk, acid casein, sodium/calcium/potassium caseinate, milk protein concentrate (MPC)
Nguồn Whey	Demineralised whey powder (DWP), whey protein concentrates (WPC), whey protein isolates (WPI), hydrolyzed whey
Chất béo (Oils)	Dầu đậu nành, bắp, rum (safflower), hướng dương, hạt cải (colza), cọ, dừa (copra), lipid cấu trúc
Carbohydrate	Lactose, tinh bột, sucrose, si-rô bắp (corn syrup), corn syrup solids
Khoáng chất chính	Calcium carbonate, calcium phosphates, dibasic magnesium phosphate, potassium citrate, magnesium chloride
Khoáng chất vi lượng	Potassium iodide, ferrous sulphate, manganese sulphate, copper sulphate, zinc sulphate
Vitamin	Vitamin A, D, E, K, nhóm B ($B_1, B_2, B_6, B_{12}$), niacin, folic acid, pantothenic acid, biotin, choline, inositol
Chất chức năng	Soy lecithin, mono- và diglycerides

2. Các bệnh do Cronobacter liên quan đến sữa bột công thức (Cronobacter illnesses linked powdered infant formula)

Phần này làm rõ cơ chế gây bệnh, biểu hiện lâm sàng và dữ liệu dịch tễ học:

• Triệu chứng ở trẻ sơ sinh: Bú kém, kích động, vàng da, thở rên, thân nhiệt không ổn định. Khi chuyển biến thành viêm màng não, trẻ có biểu hiện sốt cao, khóc liên tục, li bì, thóp phồng, co cứng cổ và cơ thể, co giật.
• Dữ liệu dịch tễ CDC (1961 - 2018, $n=183$ ca xâm lấn): 67% (100/150) là trẻ sơ sinh dưới 28 ngày tuổi; tỷ lệ tử vong là 38% (42/112); 79% (81/102) bệnh nhi có tiền sử sử dụng sữa bột công thức. Giai đoạn 2004 - 2018 ghi nhận tỷ lệ mắc tăng lên (trung bình 8,7 ca/năm toàn cầu), trong đó tại Mỹ có 56% xảy ra ở trẻ sinh đủ tháng và 78% xảy ra ở trẻ không nằm viện.
• Tổng hợp các đợt bùng phát điển hình:

Địa điểm	Năm	Số ca mắc / Tử vong	Tài liệu tham khảo
St. Albans, Anh	1958	2 / 2	Urmenyi & Franklin, 1961
Đan Mạch	1965	1 / 0	Joker et al., 1965
Hà Lan	1983	8 / 0	Muytjens et al., 1983, 1985, 1990
Memphis, TN, Hoa Kỳ	1988	4 / Không nêu	Simmons et al., 1989
Boston, MA, Hoa Kỳ	1995/1996	5 / 4	Lai, 2001
Bỉ	1998	12 / 2	Van Acker et al., 2001
Knoxville, TN, Hoa Kỳ	2001	10 / 1	Himelright et al., 2002; Weir, 2002
Hoa Kỳ (4 bang)	2011	4 / 2	CDC, 2012
Trung Quốc	2017	2 / 1	Cui et al., 2017

• Vụ việc thu hồi sữa của Abbott Laboratories (2022):
  • Tháng 2/2022, Abbott tự nguyện thu hồi các sản phẩm Similac, Alimentum và EleCare sản xuất tại Sturgis (Michigan) sau khi nhận 4 khiếu nại về trẻ nhiễm Cronobacter sakazakii (khiến 2 trẻ tử vong tại Ohio) và Salmonella Newport.
  • Tiêu chí nhận diện lô thu hồi: Hai chữ số đầu từ 22 đến 37; mã chứa "K8", "SH" hoặc "Z2"; hạn sử dụng từ 01/04/2022 trở đi. Ngày 28/02/2022, thu hồi bổ sung lô Similac PM 60/40 (Lot # 27032K80 / 27032K800).
  • Kết quả kiểm tra của FDA thông qua Form 483: Phát hiện vi phạm vệ sinh nhà xưởng qua các năm 2019, 2021 và 2022; mẫu môi trường tại phòng đóng gói của dây chuyền chiết rót dương tính với Cronobacter sakazakii. Mặc dù giải trình tự gen cho thấy chủng trong mẫu môi trường nhà máy không trùng khớp hoàn toàn với mẫu bệnh phẩm của trẻ, các sai phạm quy trình kiểm soát đã xác nhận nguy cơ nhiễm chéo nghiêm trọng.

3. Nguyên nhân lây nhiễm Cronobacter trong sữa bột công thức (Reasons for the Cronobacter infection in powdered infant formula)

Nhiễm khuẩn Cronobacter xuất phát từ hai nhóm nguyên nhân:

1. Nhiễm khuẩn nội sinh tại cơ sở chế biến (In processing facilities):
   • Nhiễm từ nguyên liệu thô bổ sung sau công đoạn thanh trùng (đặc biệt trong quy trình trộn khô hoặc bổ sung vi chất nhạy nhiệt).
   • C. sakazakii bị tiêu diệt hoàn toàn bởi chế độ thanh trùng thông thường, nhưng có khả năng tái nhiễm từ môi trường chế biến hạ nguồn (downstream equipment), hệ thống lọc khí, tháp sấy phun và tầng sôi. Khí dung (aerosol) hình thành từ cửa hút/xả khí và người vận hành có thể đưa mầm bệnh vào tháp sấy.
   • Vi khuẩn hình thành màng sinh học (biofilm) bám dính dai dẳng trên bề mặt thép không gỉ của thiết bị qua nhiều năm.
2. Nhiễm khuẩn ngoại sinh tại gia đình và bệnh viện (In the home/hospital):
   • Nhiễm chéo từ bề mặt bồn rửa, bàn bếp, dụng cụ pha chế, máy xay sinh tố (như vụ bùng phát tại bệnh viện Memphis năm 1989 do máy xay nhiễm Cronobacter ở mức $8\text{ CFU}/100\text{ g}$).
   • Sử dụng nước pha sữa bị nhiễm khuẩn hoặc bình sữa, muỗng lường không được tiệt trùng đúng cách.
   • Lạm dụng thời gian và nhiệt độ (time-temperature abuse): Mặc dù mật độ ban đầu trong sữa bột rất thấp ($\le 3\text{ CFU}/100\text{ g}$), nếu sữa sau khi pha để ở nhiệt độ phòng ($25^\circ\text{C}$) trong thời gian dài, vi khuẩn sẽ tăng trưởng theo cấp số nhân sau pha lag (lag phase).

4. Các giải pháp kiểm soát và khuyến nghị (Recommended solutions)

Kiểm soát trong môi trường sản xuất

• Chất khử trùng hóa học (Biocides): Khảo sát của Condell et al. (2012) trên 90 chủng Cronobacter cho thấy nồng độ ức chế tối thiểu (MIC) ở dạng phù du (planktonic) đạt từ 0,2% đến 50% nồng độ khuyến cáo. Tuy nhiên, khi vi khuẩn tạo màng sinh học (biofilm) hoặc tế bào bị sấy khô trên bề mặt, 5/8 loại biocide thương mại mất tác dụng tiêu diệt ở mức liều gấp đôi khuyến cáo ($2\times\text{MIC}$).
• Hợp chất kháng khuẩn tự nhiên:
  • Trans-cinnamaldehyde (TC) (chiết xuất từ vỏ quế): Ức chế hình thành biofilm, làm giảm khả năng chịu stress thẩm thấu, nhiệt và acid của vi khuẩn. TC can thiệp vào quá trình chuyển hóa, ức chế enzyme $F_0F_1\text{ ATPase}$, làm giảm biểu hiện các gen điều hòa stress (rpoS, phoP/phoQ, ompR) và gen độc lực ompA.
  • Polyphenol: Nghiên cứu của Kim et al. (2010) chứng minh nước ép nho muscadine đỏ chứa hàm lượng polyphenol cao (đặc biệt là tannic acid) có hoạt tính kháng Cronobacter mạnh.
  • Prebiotic: Phối hợp Galactooligosaccharides (GOS) và Polydextrose (PDX) có khả năng ức chế sự bám dính của Cronobacter vào biểu mô tế bào ruột.
• Hệ thống HACCP và giám sát vi sinh: Thực hiện phân tách nghiêm ngặt vùng ướt và vùng khô; áp dụng chương trình giám sát môi trường định kỳ đối với vi khuẩn họ Enterobacteriaceae; kiểm soát nghiêm ngặt chất lượng nguyên liệu trộn khô.

Khuyến nghị của FAO/WHO và hướng dẫn kiểm soát tại gia đình (CDC)

• Nhiệt độ nước pha sữa: Đánh giá rủi ro của FAO/WHO chỉ ra rằng sử dụng nước có nhiệt độ trên $70^\circ\text{C}$ để pha sữa bột công thức tạo ra mức giảm 4-log ($99,99%$) vi khuẩn C. sakazakii, tương đương với việc giảm nguy cơ nhiễm bệnh đến 10.000 lần.
• Thời gian và nhiệt độ bảo quản: Nếu để sữa đã pha ở $25^\circ\text{C}$ sau 6 giờ, nguy cơ tương đối tăng 30 lần; sau 10 giờ ở $25^\circ\text{C}$, nguy cơ tăng vọt lên 30.000 lần. Do đó, cần làm nguội nhanh và bảo quản dưới $10^\circ\text{C}$ nếu chưa sử dụng ngay.
• Quy tắc an toàn thực hành theo CDC:
  1. Ưu tiên nuôi con bằng sữa mẹ; đối với trẻ sinh non, nhẹ cân hoặc dưới 2 tháng tuổi, khuyến khích sử dụng sữa công thức dạng lỏng vô trùng thương mại (liquid formula).
  2. Rửa tay bằng xà phòng ít nhất 20 giây hoặc cồn $\ge 60%$ trước khi chuẩn bị sữa.
  3. Tiệt trùng bình sữa, núm vú và dụng cụ hút sữa sau mỗi lần dùng; không đặt trực tiếp dụng cụ vào bồn rửa.
  4. Đun sôi nước sạch, để nguội không quá 5 phút (duy trì $\ge 70^\circ\text{C}$) trước khi rót vào bình và cho bột vào lắc đều; làm nguội bình sữa dưới vòi nước chảy hoặc ngâm bát nước đá trước khi cho trẻ ăn; kiểm tra nhiệt độ sữa trên cổ tay.
  5. Sử dụng sữa trong vòng 1 giờ kể từ khi bắt đầu bú hoặc trong vòng 2 giờ sau khi pha. Đổ bỏ phần sữa thừa; bảo quản sữa trong ngăn mát tủ lạnh tối đa 24 giờ.

Kết quả và đóng góp

Kết quả chính từ các số liệu nghiên cứu

• Tổng hợp hệ số giảm rủi ro vi sinh học: Can thiệp bằng nước pha sữa $\ge 70^\circ\text{C}$ giảm rủi ro 10.000 lần nếu thực hiện đều đặn 100%, và giảm 5 lần nếu đạt tỷ lệ tuân thủ 80%.
• Chỉ rõ động học rủi ro theo thời gian bảo quản: Nguy cơ tăng 30 lần tại mốc 6 giờ và 30.000 lần tại mốc 10 giờ ở điều kiện $25^\circ\text{C}$.
• Chứng minh tính kém hiệu quả của các chất khử trùng thông thường trước cấu trúc màng sinh học biofilm của Cronobacter, từ đó xác thực tiềm năng của các chất kháng khuẩn tự nhiên như trans-cinnamaldehyde và tannic acid.

Đóng góp của đề tài

1. Đã cập nhật và xâu chuỗi bức tranh dịch tễ học về Cronobacter từ các ca bệnh đầu tiên năm 1958 đến sự cố an toàn thực phẩm tại nhà máy Abbott Hoa Kỳ năm 2022.
2. Phân tích chi tiết các điểm kiểm soát tới hạn trong cả 3 công nghệ sản xuất sữa bột (trộn khô, trộn ướt - sấy phun, công nghệ kết hợp), làm rõ cơ chế lây nhiễm chéo sau thanh trùng.
3. Cung cấp tài liệu tổng hợp có cấu trúc logic về các biện pháp can thiệp kỹ thuật từ quy mô công nghiệp (GMP, HACCP, biocide, hợp chất tự nhiên) đến quy mô tiêu dùng gia đình (chuẩn hóa quy trình pha chế theo khuyến nghị FAO/WHO/CDC).

Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp

• Hạn chế:

  • Đề tài là nghiên cứu tổng quan tài liệu (literature review), chưa thực hiện các phân tích thực nghiệm vi sinh hoặc lấy mẫu phân lập thực tế trên các lô sữa bột lưu thông tại thị trường Việt Nam.
  • Số liệu thống kê ca bệnh trên thế giới còn thiếu tính đồng nhất do hầu hết các quốc gia (theo CDC) chưa đưa nhiễm trùng Cronobacter vào danh mục bệnh truyền nhiễm bắt buộc phải báo cáo (notifiable disease), dẫn đến hiện tượng bỏ sót ca bệnh trong cộng đồng.
  • Các giải pháp sử dụng tinh dầu tự nhiên (trans-cinnamaldehyde) và polyphenol mới dừng lại ở các thử nghiệm in vitro/mô hình phòng thí nghiệm, chưa đánh giá tác động cảm quan và độ ổn định hóa học khi đưa vào dây chuyền sản xuất công nghiệp thực tế.

• Hướng nghiên cứu tiếp:

  • Nghiên cứu thực nghiệm đánh giá khả năng sống sót và hình thành biofilm của các chủng Cronobacter phân lập tại Việt Nam trên các bề mặt vật liệu chế biến thực phẩm.
  • Đánh giá khả năng ứng dụng các hợp chất kháng khuẩn tự nhiên hoặc prebiotic trong công thức sữa mà không làm biến đổi hương vị, độ tan và giá trị dinh dưỡng của sản phẩm.

Giá trị tham khảo

Tài liệu có giá trị tham khảo hữu ích cho:

• Sinh viên và giảng viên ngành Công nghệ Thực phẩm, Đảm bảo Chất lượng & An toàn Thực phẩm: Cung cấp tài liệu chi tiết về công nghệ chế biến sữa bột (các thông số sấy, bốc hơi, đồng hóa) và phương pháp đánh giá mối nguy vi sinh vật chịu hạn.
• Bộ phận QA/QC, R&D tại các nhà máy chế biến sữa: Tham khảo các điểm hở vi sinh trong quy trình trộn khô/sấy phun, cơ chế kháng biocide của biofilm để thiết lập quy trình CIP và giám sát môi trường nhà xưởng (Environmental Monitoring Program - EMP).
• Cán bộ y tế và người chăm sóc trẻ: Cung cấp căn cứ khoa học chính xác về nhiệt độ nước pha sữa ($>70^\circ\text{C}$), thời gian sử dụng an toàn và các bước khử trùng nhằm loại trừ nguy cơ nhiễm khuẩn cho trẻ sơ sinh.

Câu hỏi thường gặp

1. Tại sao quá trình thanh trùng trong nhà máy sữa không loại bỏ được hoàn toàn nguy cơ nhiễm Cronobacter trong sữa bột thành phẩm? Quá trình thanh trùng tiêu diệt được tế bào sinh dưỡng của Cronobacter. Tuy nhiên, sữa bột công thức vẫn có thể bị nhiễm sau thanh trùng (post-pasteurization contamination) do: (1) việc bổ sung các nguyên liệu vi lượng nhạy nhiệt hoặc trộn khô các thành phần không qua xử lý nhiệt; (2) màng sinh học (biofilm) của vi khuẩn tồn lưu lâu năm trên thiết bị hạ nguồn (tháp sấy, tầng sôi, đường ống); hoặc (3) khí dung (aerosol) trong không khí tháp sấy mang vi khuẩn từ môi trường vào sản phẩm.

2. Dòng di truyền nào của Cronobacter sakazakii nguy hiểm nhất đối với trẻ sơ sinh? Dựa trên phân tích trình tự đa locus (MLST), dòng di truyền Sequence Type 4 (ST4) là dòng vô tính chủ yếu liên quan đến phần lớn các ca viêm màng não và nhiễm trùng nặng ở trẻ sơ sinh trong hơn 30 năm qua.

3. Tại sao FAO/WHO và CDC khuyến cáo dùng nước có nhiệt độ tối thiểu $70^\circ\text{C}$ để pha sữa bột cho trẻ sơ sinh? Nhiệt độ nước từ $70^\circ\text{C}$ trở lên giúp giảm mật độ vi khuẩn C. sakazakii xuống 4-log ($99,99%$), làm giảm nguy cơ nhiễm bệnh tương đối tới 10.000 lần so với việc pha bằng nước nguội hoặc nước ấm thông thường.

4. Yếu tố nào khiến các chất khử trùng công nghiệp (biocides) giảm hiệu quả đối với Cronobacter trong nhà máy? Khi Cronobacter chuyển từ trạng thái tế bào tự do (planktonic) sang trạng thái tạo màng sinh học (biofilm) hoặc bị sấy khô trên bề mặt thép không gỉ, khả năng chống chịu của chúng tăng lên rõ rệt. Nghiên cứu của Condell et al. (2012) cho thấy 5/8 công thức biocide thương mại không thể tiêu diệt được vi khuẩn trong biofilm dù tăng liều lên gấp 2 lần khuyến cáo.

5. Trong sự cố thu hồi sữa của Abbott năm 2022, FDA đã phát hiện các vi phạm gì qua biên bản kiểm tra Form 483? FDA ghi nhận các lỗi bao gồm: không kiểm tra mẫu đại diện của lô thành phẩm trước khi phân phối (2019); nhà xưởng và điều kiện vệ sinh tay của nhân viên tiếp xúc trực tiếp với bao bì, nguyên liệu không đạt chuẩn (2021); thiếu hệ thống kiểm soát quy trình toàn diện để ngăn ngừa nhiễm vi sinh và phát hiện các điểm môi trường tại phòng đóng gói dương tính với Cronobacter sakazakii (2022).

Kết luận

Đồ án môn học "Cronobacter Infections Linked to Powdered Infant Formula" đã hệ thống hóa toàn diện mối nguy vi sinh vật do Cronobacter spp. trong chuỗi sản xuất và sử dụng sữa bột công thức dành cho trẻ sơ sinh. Nghiên cứu đã làm rõ đặc tính chịu khô hạn, xu hướng hình thành màng sinh học kháng hóa chất khử trùng và phân tích các bài học thực tiễn từ các đợt bùng phát dịch tễ trên thế giới, bao gồm vụ việc tại Abbott Laboratories năm 2022. Các giải pháp kiểm soát đa tầng — kết hợp giữa kiểm soát nghiêm ngặt môi trường sản xuất theo HACCP/GMP với việc chuẩn hóa thao tác pha sữa bằng nước trên $70^\circ\text{C}$ tại gia đình — là cơ sở khoa học then chốt để bảo vệ sức khỏe và tính mạng của trẻ sơ sinh trước mối nguy nhiễm khuẩn nguy hiểm này.

Trích đoạn nội dung tài liệu

HO CHI MINH CITY UNIVERSITY OF TECHNOLOGY AND EDUCATION FACULTY OF CHEMICAL AND FOOD TECHNOLOGY SUBJECT: FOOD SAFETY TOPIC: CRONOBACTER INFECTIONS LINKED TO POWDERED INFANT FORMULA Instructor: Dr. Trương Quang Bình Group’s Member: 1. Nguyễn Trần Hoàng Anh 19116012 2. Trần Tiểu Phụng 19116053 3.

Nguyễn Thị Quỳnh Trân 19116013 4. Nguyễn Hoàng Hồng Thắm 19116049 HO CHI MINH CITY, JUNE 2022 0 0 MEMBER’S WORK Member’s name Work Completed or not Nguyễn Trần Hoàng Anh (Leader) 1; 3.2; 6 Completed Trần Tiểu Phụng 2.1 Completed Nguyễn Thị Quỳnh Trân 2.2; 4 Completed Nguyễn Hoàng Hồng Thắm 4;5 Completed 0 0 Table of Contents 1. Overview of Powdered infant formula. Powdered infant formula.

Processing of powdered infant formula. Preparation of the mix:. Homogenisation and emulsification:. Cronobacter illnesses linked powdered infant formula.

Some reported cases of Cronobacter spp. infections related to powdered infant formula (PIF). Reasons for the Cronobacter infection in powdered infant formula. Control in manufacturing environment.

Biocides to control Cronobacter. Control in the home. Reducing the level of contamination through heating reconstituted PIF prior to use. Minimizing the chance of contamination of reconstituted formula during preparation.

Minimizing the growth of C. sakazakii following reconstitution prior to consumption. Guidelines from Centers for Disease Control and Prevention - U. Department of Health & Human Services.

Introduction Breastfeeding of young newborns is undeniably preferable to ensure a healthy child's development. Nevertheless, it is not always feasible to breastfeed. Powdered infant formula (PIF) is designed to be a supplement to breast milk and can be used as a substitute if mothers are unable to breastfeed their children[1]. PIF is a low water activity non-sterile product.

Therefore, it might contain a range of bacteria that can grow rapidly following reconstitution[2]. (formerly Enterobacter sakazakii) is one of the most concerns in powdered infant formula. The Cronobacter spp. infections cause neonatal meningitis or necrotizing enterocolitis and bacteremia, which results in an alarming mortality rate has been reported [3].

Many cases of Cronobacter spp. infections have been researched that is linked epidemiologically to powdered infant formula (PIF) [4]. Cronobacter infections are uncommon, but they can be fatal to neonates. Although the amount of Cronobacter sakazakii has been found only 3 cfu/g in powdered infant formula [5], time-temperature abuse of prepared formula allows modest quantities of pollutants to rise, potentially causing illness.

Low populations, on the other hand, have been found to induce sickness even in the absence of abuse after preparation [6]. According to FAO/WHO in 2008 [7], there were at least 120 reported cases of neonatal and infant Cronobacter spp. infections and 27 fatalities worldwide. This might be an underestimation due to unreported and misidentified instances [2] [8].

In particular, most recently, in 2022, there were 4 cases of Cronobacter illness with 2 deaths believed to be linked to powdered milk. When the source of the infection was thought to be related to Abbott's powdered infant formula, the incident 1 0 0 became even more concerning. Furthermore, the FDA's recently disclosed inspection results document detailing a pattern of deficiencies with food safety procedures at Abbott's infant formula production plant raises the question of whether the manufacturing process of this factory causes Cronobacter infections. Considering the high risk of Cronobacter infections in formula milk as well as recent infections due to intrinsic contamination or through extrinsic contamination, our team decided to choose the topic: Cronobacter Infections Linked to Powdered Infant Formula with the desire to better understand Cronobacter spp., the causes of infection, and as well as offer recommended solutions to limit the risk of infection.

Overview of Powdered infant formula 2. Powdered infant formula [9] The term "powdered infant formula" refers to a variety of products, including both breast milk fortifiers and breast milk substitutes. The former are nutritional supplements added to breast milk, which may not be sufficiently nutritious for the baby if the baby was born prematurely. In general, the term <infant= refers to children less than 1 year in age.

Similac Infant Formula Powder This complicates matters because the Salmonella and Cronobacter spp.