Tổng quan nghiên cứu

Theo công bố của Tổ chức Y tế Thế giới, khoảng 80% bệnh tật ở các quốc gia đang phát triển có liên quan trực tiếp đến nguồn nước và điều kiện vệ sinh môi trường kém. Tại Việt Nam, nhu cầu tiêu thụ nước uống đóng chai tăng trưởng bình quân trên 16%/năm trong giai đoạn 2010–2016 nhằm thay thế thói quen đun sôi để nguội truyền thống. Riêng tại tỉnh Quảng Trị, số lượng cơ sở sản xuất nước uống đóng chai gia tăng nhanh chóng từ 32 cơ sở năm 2011 lên 56 cơ sở năm 2015. Tuy nhiên, công tác kiểm soát chất lượng còn nhiều bất cập; số liệu hậu kiểm giai đoạn 2011–2014 ghi nhận tỷ lệ mẫu nước nhiễm vi sinh vật ở mức đáng báo động: 23,21% (năm 2011), 26,32% (năm 2012), 13,33% (năm 2013) và 22,22% (năm 2014), trong đó trực khuẩn mủ xanh Pseudomonas aeruginosaColiforms chiếm tỷ lệ chủ yếu.

Nghiên cứu được triển khai nhằm đánh giá toàn diện ảnh hưởng của điều kiện vệ sinh an toàn thực phẩm đến thực trạng ô nhiễm vi sinh và hóa học trong sản phẩm nước uống đóng chai tại 35 cơ sở sản xuất trên địa bàn tỉnh Quảng Trị. Khảo sát thực địa và phân tích xét nghiệm được tiến hành từ tháng 7/2015 đến tháng 2/2016. Ý nghĩa cốt lõi của công trình là thiết lập hệ thống cơ sở dữ liệu thực chứng về các mối nguy tại cơ sở quy mô vừa và nhỏ, hỗ trợ cơ quan quản lý y tế địa phương hoàn thiện phác đồ thanh tra, đồng thời cung cấp giải pháp kỹ thuật cải tiến dây chuyền sản xuất nhằm kéo giảm tỷ lệ nhiễm vi sinh xuống dưới 5%, bảo vệ trực tiếp sức khỏe cộng đồng người tiêu dùng.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Nghiên cứu xây dựng trên nền tảng Quy chuẩn kỹ thuật Quốc gia QCVN 6-1:2010/BYT đối với nước khoáng thiên nhiên và nước uống đóng chai, bao gồm 22 chỉ tiêu hóa học và 6 chỉ tiêu vi sinh vật bắt buộc. Đồng thời, tiêu chuẩn nguồn nước nguyên liệu đầu vào được đối chiếu theo QCVN 01:2009/BYT. Các nguyên tắc Thực hành sản xuất tốt (GMP) và Quy phạm vệ sinh chuẩn (SSOP) được tích hợp dựa trên khung pháp lý của Thông tư số 15/2012/TT-BYT và Thông tư số 16/2012/TT-BYT của Bộ Y tế.

Dây chuyền công nghệ chuẩn hóa gồm hệ thống xử lý nước 9 công đoạn: Nước nguyên liệu đầu nguồn đi qua cụm 3 cột lọc thô (cát thạch anh, than hoạt tính khử mùi và hạt trao đổi ion làm mềm nước), tiếp tục qua màng lọc tinh 5 µm, bơm cao áp qua hệ thống thẩm thấu ngược RO với kích thước lỗ lọc 0,001 µm, sục khí Ozone liên tục vào bồn nước thành phẩm, tiệt trùng phòng chiết bằng hệ thống đèn UV, lọc tinh vi khuẩn qua lõi lọc 0,2 µm trước khi chuyển sang công đoạn chiết rót và đóng nắp thành phẩm.

Phương pháp nghiên cứu

Nghiên cứu sử dụng thiết kế mô tả cắt ngang kết hợp nghiên cứu hồi cứu dữ liệu 6 tháng đầu năm 2015 và thực nghiệm định lượng trong 6 tháng cuối năm 2015. Cỡ mẫu nghiên cứu gồm 35 cơ sở sản xuất đang hoạt động tại tỉnh Quảng Trị, 130 đối tượng tham gia phỏng vấn trực tiếp (35 chủ cơ sở và 95 công nhân trực tiếp sản xuất) và 35 mẫu nước thành phẩm (mỗi mẫu gồm 3 chai dung tích 1,5 lít lấy ngẫu nhiên tại kho lưu trữ theo đúng quy chuẩn Thông tư 14/2011/TT-BYT). Phương pháp chọn mẫu toàn bộ được áp dụng để đảm bảo tính đại diện tuyệt đối cho toàn bộ cơ sở trên địa bàn tỉnh.

Phân tích chất lượng mẫu nước bao gồm 6 chỉ tiêu vi sinh (Tổng số vi khuẩn hiếu khí theo TCVN 5165:1990 ở nhiệt độ 30°C trong 48–72 giờ, Coliforms tổng số và E. coli theo TCVN 6187-1:2009, Pseudomonas aeruginosa theo ISO 16266:2006, Streptococci feacal theo ISO 7899-2:2000, bào tử vi khuẩn kị khí khử sulfit theo TCVN 6191-2:1996) và 3 chỉ tiêu hóa học (Thủy ngân bằng quang phổ hấp thụ nguyên tử AAS theo TCVN 7877:2008 ở bước sóng 253,7 nm, Mangan bằng phương pháp trắc phổ Formaldoxim ở bước sóng 450 nm, và hàm lượng Clor dư). Dữ liệu được xử lý thống kê bằng phần mềm Minitab 16 và Excel, kiểm định mối tương quan giữa điều kiện vệ sinh và tỷ lệ ô nhiễm qua kiểm định Chi-square và Fisher's exact test với độ tin cậy 95% (p < 0,05).

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

Khảo sát điều kiện hành chính và cơ sở vật chất tại 35 cơ sở cho thấy 100% cơ sở có giấy đăng ký kinh doanh và giấy chứng nhận đủ điều kiện an toàn thực phẩm. Tuy nhiên, tỷ lệ cơ sở đáp ứng đầy đủ 9 tiêu chí hành chính chỉ đạt 71,42% (25/35 cơ sở); vẫn còn 11,43% cơ sở vi phạm về hồ sơ công bố hợp quy và ghi nhãn mác hàng hóa theo Nghị định 89/2006/NĐ-CP; 8,57% cơ sở không khám sức khỏe định kỳ cho nhân viên.

Về thiết kế nhà xưởng, chỉ có 71,42% cơ sở đạt trọn vẹn 10 tiêu chuẩn kỹ thuật: 8,57% cơ sở vi phạm nguyên tắc một chiều khi bố trí chung phòng chiết rót, kho bãi và dán màng co; 14,29% sàn nhà thoát nước kém; 17,14% nhà xưởng bố trí nhà vệ sinh thông trực tiếp vào khu vực sản xuất; 28,58% cơ sở thiếu phòng thay trang phục bảo hộ riêng biệt. Tại khu vực chiết rót, 77,14% cơ sở đạt chuẩn; 17,14% không duy trì chế độ kiểm soát thiết bị định kỳ và 5,71% để hệ thống đèn diệt khuẩn UV bị cháy hỏng mà không thay thế.

Về bao bì và nguồn nước, 74,29% cơ sở đáp ứng quy định bao bì; trong đó 17,14% cơ sở không thực hiện diệt khuẩn vỏ bình trước khi chiết rót và 8,57% tái sử dụng bình nhỏ dưới 10 lít trái quy định. Nguồn nước nguyên liệu có 91,43% sử dụng nước máy và 8,57% dùng nước giếng khoan, song có đến 33,3% cơ sở dùng giếng khoan không kiểm nghiệm định kỳ nguồn nước khai thác. Thực hành vệ sinh cá nhân đạt mức thấp nhất khi chỉ 62,86% công nhân đạt 8 tiêu chí chuẩn, với 20% người lao động không rửa tay trước khi vào sản xuất và 20% không đeo găng tay, mũ, khẩu trang trong phòng chiết rót.

Thảo luận kết quả

Thực trạng vi phạm thiết kế nhà xưởng và thao tác vô trùng giải thích trực tiếp nguyên nhân nước uống đóng chai tại Quảng Trị liên tục nhiễm khuẩn Pseudomonas aeruginosa ở mức cao (22,22% đến 26,32%). Trực khuẩn mủ xanh có khả năng hình thành màng sinh học (biofilm) bám chắc trên bề mặt vỏ bình nhựa và đường ống chiết rót ẩm thấp. Khi 17,14% cơ sở bỏ qua khâu thanh trùng vỏ bình và 5,71% đèn UV phòng chiết bị vô hiệu hóa, nguy cơ tái nhiễm chéo vào dòng nước tinh khiết sau màng RO là tất yếu.

So sánh với các địa phương khác, tỷ lệ mẫu nhiễm khuẩn tại Quảng Trị cao vượt trội so với Bình Định (2,0%) hay Hà Nam (5,3%). Hiện tượng này tương đồng với các phát hiện quốc tế của tác giả Khan và cộng sự khi phân tích nước đóng chai không đạt chuẩn vi sinh do quy trình thủ công, cũng như nghiên cứu của Amna và Zaid tại Pakistan với 36% mẫu nhiễm ColiformsPseudomonas aeruginosa. Mối liên hệ này có thể được trực quan hóa hiệu quả thông qua biểu đồ cột chồng so sánh tỷ lệ vi phạm vệ sinh nhà xưởng với bảng phân tích tương quan đa biến Fisher, qua đó khẳng định khu vực chiết rót và bao bì là hai điểm kiểm soát tới hạn (CCP) quyết định chất lượng thành phẩm.

Đề xuất và khuyến nghị

Cải tạo 100% mặt bằng nhà xưởng theo nguyên tắc một chiều khép kín, ngăn cách hoàn toàn giữa khu thu gom rửa vỏ bình, phòng chiết rót vô trùng và kho thành phẩm; mục tiêu 100% cơ sở đạt chuẩn Thông tư 16/2012/TT-BYT trước quý 4/2016, do chủ cơ sở chịu trách nhiệm triển khai dưới sự giám sát của Chi cục An toàn vệ sinh thực phẩm Quảng Trị.

Thiết lập quy trình vận hành và bảo trì thiết bị nghiêm ngặt; thay thế bóng đèn UV định kỳ sau mỗi 3.000 giờ hoạt động, vệ sinh ống thạch anh hàng tháng, súc rửa màng thẩm thấu ngược RO sau mỗi 50 m3 nước lọc và duy trì sục khí Ozone liên tục trong bồn thành phẩm nhằm bảo đảm hiệu suất tiêu diệt vi sinh vật đạt 99,99%, do đội ngũ kỹ thuật nhà máy thực hiện hàng tuần.

Chuẩn hóa quy trình xử lý vỏ bao bì tái sử dụng (bình 19–20 lít) qua 2 công đoạn rửa áp lực với dung dịch tẩy rửa chuyên dụng được Bộ Y tế cấp phép, tráng khử trùng bằng nước sục Ozone nồng độ cao và bảo quản úp ráo trong phòng kín, hướng tới triệt tiêu 100% nguy cơ tồn đọng vi sinh vật trong bình chứa từ quý 3/2016.

Tổ chức đào tạo cấp chứng chỉ an toàn thực phẩm bắt buộc cho 100% người trực tiếp sản xuất, đồng thời tăng cường ít nhất 2 đợt thanh tra liên ngành đột xuất mỗi năm của Sở Y tế và Chi cục Quản lý thị trường nhằm xử lý nghiêm các trường hợp vi phạm nhãn mác và vệ sinh cá nhân theo Nghị định 178/2013/NĐ-CP.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

Doanh nghiệp và hộ kinh doanh nước uống đóng chai: Tiếp cận hướng dẫn chi tiết về cấu trúc mặt bằng một chiều, thông số kỹ thuật màng RO, đèn UV, định lượng Ozone và quy trình vệ sinh bao bì chuẩn nhằm nâng cao tỷ lệ sản phẩm đạt chuẩn QCVN 6-1:2010/BYT lên 100%.

Cơ quan quản lý nhà nước (Chi cục ATVSTP, Thanh tra Sở Y tế): Sử dụng bộ số liệu điều tra thực địa 35 cơ sở làm bằng chứng khoa học để xây dựng biểu mẫu kiểm tra, phân loại nguy cơ và tối ưu hóa kế hoạch hậu kiểm trên địa bàn cấp tỉnh.

Giảng viên, học viên cao học và sinh viên ngành Công nghệ thực phẩm, Kỹ thuật môi trường: Khai thác phương pháp luận kết hợp giữa nghiên cứu mô tả cắt ngang, kỹ thuật xét nghiệm vi sinh - hóa lý và các thuật toán kiểm định thống kê Minitab ứng dụng trong quản trị chất lượng đồ uống.

Kỹ sư thiết kế và đơn vị cung cấp thiết bị xử lý nước: Nắm bắt các lỗi vận hành thực tế tại xưởng sản xuất để cải tiến module chiết rót khép kín tự động và thiết kế hệ thống cảnh báo tự động khi đèn UV hoặc màng RO hết hạn sử dụng.

Câu hỏi thường gặp

Trực khuẩn mủ xanh Pseudomonas aeruginosa trong nước đóng chai nguy hiểm như thế nào?

Pseudomonas aeruginosa là trực khuẩn Gram âm có khả năng kháng nhiều loại kháng sinh thông thường, gây ra nhiễm trùng huyết, viêm phổi hoại tử và nhiễm khuẩn đường tiêu hóa ở người có miễn dịch suy giảm. Nghiên cứu ghi nhận vi khuẩn này xuất hiện liên tục trong mẫu nước đóng chai tại Quảng Trị giai đoạn 2011–2014 với tỷ lệ cao nhất lên đến 26,32%, đe dọa trực tiếp sức khỏe người tiêu dùng.

Vì sao thiết kế nhà xưởng theo nguyên tắc một chiều lại có tính chất quyết định?

Nguyên tắc một chiều tách biệt hoàn toàn luồng di chuyển của vỏ bình bẩn và nhân sự bên ngoài với khu vực chiết rót vô trùng. Khi 8,57% cơ sở vi phạm nguyên tắc này, bụi bẩn và vi sinh vật từ khâu dán nhãn, đóng gói đã xâm nhập ngược vào dòng nước tinh khiết, làm vô hiệu hóa toàn bộ hiệu quả lọc sạch trước đó của màng thẩm thấu ngược RO.

Vỏ bình 19–20 lít tái sử dụng cần được xử lý như thế nào để đảm bảo vô trùng?

Vỏ bình tái sử dụng phải trải qua quy trình súc rửa cơ học 2 lần với hóa chất tẩy rửa thực phẩm chuyên dụng, sau đó tiệt trùng bằng nước ngậm Ozone hoặc tia cực tím và úp khô trên giá cao tối thiểu 20 cm. Khảo sát thực tế chỉ ra 17,14% cơ sở bỏ qua công đoạn diệt khuẩn vỏ bình, biến vỏ bao bì thành ổ nhiễm vi sinh vật hàng đầu.

Nguồn nước giếng khoan và nước máy khác biệt ra sao trong công nghệ xử lý nước đóng chai?

Nước máy chiếm 91,43% cơ sở sử dụng nhờ tính ổn định cao và chi phí xử lý thấp. Ngược lại, 8,57% cơ sở dùng nước giếng khoan phải đối mặt với nguy cơ biến động hàm lượng ion sắt, mangan và vi sinh vật theo mùa; việc 33,3% cơ sở giếng khoan không kiểm nghiệm định kỳ nguồn nước làm tăng rủi ro vượt ngưỡng kim loại nặng.

Đèn tia cực tím UV tại phòng chiết rót cần được kiểm soát vận hành ra sao?

Đèn UV có tuổi thọ diệt khuẩn hiệu dụng tối đa 3.000 giờ hoạt động và ống thạch anh cần được lau chùi định kỳ hàng tháng. Nghiên cứu phát hiện 5,71% cơ sở để đèn UV hư hỏng nhưng vẫn tiến hành chiết rót thủ công, dẫn đến không khí phòng chiết bị nhiễm khuẩn và làm hỏng chất lượng vi sinh của toàn bộ lô nước thành phẩm.

Kết luận

  • Điều tra 35 cơ sở sản xuất nước uống đóng chai tại tỉnh Quảng Trị cho thấy 100% có giấy phép hoạt động nhưng chỉ 71,42% tuân thủ toàn diện các quy định về thủ tục hành chính và thiết kế mặt bằng nhà xưởng một chiều.
  • Tỷ lệ đáp ứng điều kiện vô trùng tại khu vực chiết rót đạt 77,14% và bao bì đạt 74,29%, ghi nhận 17,14% cơ sở không thực hiện diệt khuẩn vỏ bình trước khi chiết rót.
  • Tỷ lệ thực hành vệ sinh cá nhân của công nhân đạt mức thấp 62,86%, trong đó 20% nhân viên không rửa tay và không trang bị mũ, khẩu trang, găng tay vô trùng khi chiết rót.
  • Xác định nguyên nhân gốc rễ dẫn đến tình trạng mẫu nước nhiễm Pseudomonas aeruginosaColiforms (22,22% đến 26,32%) là do lỗi bảo dưỡng đèn UV, màng lọc RO quá tải và ô nhiễm chéo từ vỏ bình chưa tiệt trùng.
  • Đề xuất hệ thống 4 nhóm giải pháp kỹ thuật tích hợp đồng bộ từ nâng cấp hạ tầng một chiều, chuẩn hóa quy trình súc rửa bình 2 bước, bảo trì đèn UV sau 3.000 giờ đến siết chặt kiểm tra liên ngành.

Đóng góp khoa học lớn nhất của luận văn là cung cấp bức tranh thực nghiệm toàn diện đầu tiên về thực trạng vệ sinh an toàn thực phẩm ngành nước đóng chai tại Quảng Trị, chuyển hóa các phát hiện vi sinh thành giải pháp kỹ thuật khả thi cho các cơ sở sản xuất quy mô nhỏ. Kế hoạch tiếp theo yêu cầu các đơn vị sản xuất hoàn tất nâng cấp hạ tầng kỹ thuật trong quý 4/2016 và định kỳ gửi mẫu kiểm nghiệm nguồn nước nguyên liệu vào quý 1/2017. Các nhà quản lý doanh nghiệp và cán bộ kỹ thuật kiểm soát chất lượng cần nghiên cứu áp dụng ngay các giải pháp chuẩn hóa quy trình công nghệ trong công trình này để bảo đảm sản phẩm đạt chuẩn tuyệt đối theo QCVN 6-1:2010/BYT.