Bối cảnh về vi khuẩn lên men và nỗi lo gen kháng thuốc
Thực phẩm lên men truyền thống như tương miso, nước tương hay phô mai từ lâu đã trở thành một phần quen thuộc trong bữa ăn hàng ngày nhờ hương vị đặc trưng và giá trị dinh dưỡng dồi dào. Tuy nhiên, sự xuất hiện của các vi sinh vật mang gen kháng thuốc trong thực phẩm lên men đang khiến không ít người tiêu dùng cảm thấy lo ngại cho sức khỏe đường ruột và hệ miễn dịch. Liệu những vi khuẩn tham gia vào quá trình lên men mặn và tạo hương vị có thực sự mang mầm mống kháng thuốc đe dọa trực tiếp đến tính mạng của chúng ta hay không?
Câu trả lời ngắn gọn là nguy cơ tồn tại nhưng không đồng nghĩa với việc thực phẩm lên men mất an toàn, bởi phần lớn tính kháng thuốc ở các vi khuẩn này là hiện tượng tự nhiên hoặc khó phát tán bừa bãi. Việc lạm dụng kháng sinh suốt nhiều thập kỷ qua trong chăn nuôi và y tế đã tạo áp lực chọn lọc khiến vi khuẩn axit lactic dễ tích lũy gen kháng thuốc [1], [2]. Dù vậy, phần lớn các chủng vi sinh vật an toàn dùng trong thực phẩm vẫn được kiểm soát nghiêm ngặt và mức độ rủi ro phụ thuộc trực tiếp vào bản chất của từng loại gen kháng thuốc mà chúng sở hữu.
Phân biệt kháng thuốc tự nhiên và kháng thuốc thu nhận
Để hiểu rõ mức độ nguy hiểm, người tiêu dùng cần phân biệt giữa hai cơ chế: kháng tự nhiên (nội tại) và kháng thu nhận thông qua đột biến hoặc nhận gen ngoại lai. Kháng tự nhiên là đặc điểm cấu trúc vốn có của loài vi khuẩn, không thể truyền sang các vi khuẩn gây bệnh khác trong đường ruột, do đó không tạo ra mối đe dọa bùng phát dịch bệnh. Ngược lại, kháng thu nhận thông qua các đoạn ADN di động mới là mối bận tâm lớn vì chúng có thể truyền gen sang vi khuẩn cơ hội.
Các nghiên cứu đã chứng minh rằng vi khuẩn axit lactic làm men khởi động hoặc chất bổ sung có thể trở thành nơi lưu trữ nhiều gen kháng kháng sinh khác nhau [2]. Nhóm kháng sinh macrolide-lincosamide-streptogramin (MLS) vốn được dùng rất hiệu quả trong điều trị lâm sàng, nhưng việc lạm dụng tylosin, lincomycin và virginiamycin để kích thích tăng trọng động vật đã khiến vi khuẩn axit lactic có nguồn gốc động vật hình thành tính kháng thuốc [2]. Cơ chế kháng phổ biến nhất ở nhóm này chính là đột biến methyl hóa ribosome hoặc bơm tống thuốc chủ động ra khỏi tế bào [2].
Ngoài ra, những thay đổi sinh hóa sâu sắc bên trong tế bào vi khuẩn có thể được ghi nhận nhanh chóng khi tiếp xúc với kháng sinh. Điển hình như phương pháp quang phổ tán xạ Raman bề mặt cải tiến (SERS) kết hợp hạt nano vàng 50 nm đã cho thấy các thay đổi rõ rệt trong hồ sơ sinh hóa và thành tế bào của Lactococcus lactis sau 60 đến 90 phút xử lý ampicillin và ciprofloxacin, trong khi mốc 30 phút chưa ghi nhận biến đổi đáng kể nào [1]. Các phổ quang học khác nhau phản ánh chi tiết cách thức tế bào vi khuẩn axit lactic tương tác và thích ứng trước từng nhóm thuốc kháng sinh [1].
Bằng chứng khoa học về vi khuẩn trong thực phẩm lên men
Các nhà nghiên cứu đã tiến hành sàng lọc độc lập nhiều nhóm vi khuẩn lên men từ thực phẩm truyền thống để đánh giá mức độ kháng thuốc thực tế. Một nghiên cứu kiểm tra 146 chủng vi khuẩn axit lactic phân lập từ môi trường phô mai xanh Cabrales truyền thống của Tây Ban Nha gồm các chi Lactococcus, Enterococcus, Lactobacillus và Leuconostoc đã cung cấp góc nhìn rất rõ ràng [3]. Kết quả cho thấy các chất cefoxitin và metronidazole hoàn toàn không có hiệu lực kháng khuẩn đối với các chi này [3]. Nồng độ ức chế tối thiểu (MIC) của kháng sinh nhóm beta-lactam ở Lactobacillus và Leuconostoc cao hơn so với Lactococcus và Enterococcus, dù chưa có chủng nào chạm ngưỡng kháng thuốc lâm sàng [3].
Đặc biệt, toàn bộ các chủng Lactobacillus và Leuconostoc phân lập từ phô mai Cabrales đều thể hiện tính kháng vancomycin ở mức nồng độ rất cao, một đặc điểm không hề xuất hiện ở các chi Lactococcus hay Enterococcus thử nghiệm [3]. Các chuyên gia xác định phần lớn tính kháng ghi nhận được này mang tính tự nhiên hoặc không đặc hiệu, dẫu vẫn phát hiện một số ít chủng Lactococcus lactis, Enterococcus spp. và Lactobacillus spp. có khả năng kháng chloramphenicol, erythromycin, clindamycin hoặc tetracycline [3].
Khảo sát trên các chế phẩm thương mại bán trên thị trường cũng mang lại các chỉ số đáng chú ý. Một nghiên cứu trên 41 chủng vi khuẩn axit lactic phân lập từ thực phẩm lên men và phụ gia dược phẩm cho thấy toàn bộ 100% chủng đều nhạy cảm với chloramphenicol, tetracycline, ampicillin, amoxicillin/clavulanic acid, cephalothin và imipenem [4]. Tỷ lệ kháng vancomycin, rifampicin, streptomycin, bacitracin và erythromycin xuất hiện nhưng ở mức tương đối thấp [4]. Trái lại, hầu hết các chủng lại kháng ciprofloxacin, amikacin, trimethoprim/sulphamethoxazole và gentamycin [4]. Phân tích di truyền bằng kỹ thuật PCR đã xác định sự hiện diện của các gen kháng thuốc gồm msrC, vanX và dfrA trên các chủng Enterococcus faecium, Lactobacillus plantarum, Streptococcus thermophilus và Lactococcus lactis [4].
Tác động của kháng sinh lên đặc tính sinh học của vi khuẩn
Khi mang gen kháng thuốc, liệu vi khuẩn có trở nên độc hại hơn hoặc suy giảm các chức năng có lợi vốn có hay không? Các nghiên cứu thực nghiệm đã làm sáng tỏ câu hỏi này qua nhiều mô hình vi sinh vật khác nhau. Nghiên cứu sinh học ghi nhận các chủng vi khuẩn axit lactic như L. fermenti, L. acidophilus và L. delbruecki khi phát triển tính kháng kháng sinh vẫn giữ nguyên các đặc tính sinh hóa chính, hoạt tính đối kháng và khả năng sinh axit [5]. Tác động tiêu cực duy nhất được ghi nhận chỉ là sự suy giảm tốc độ sinh trưởng và thay đổi độ nhạy cảm trước tia cực tím [5]. Khi thử nghiệm trên chuột thí nghiệm CBA, cả chủng gốc lẫn chủng kháng thuốc đều bám dính tốt trên niêm mạc ruột non và ruột già [5].
Dưới áp lực của các kháng sinh như kanamycin và ampicillin, quần thể 4 chủng vi khuẩn axit lactic (Lactobacillus sp. M67AT, L. casei MB, Enterococcus faecium M và E. faecium M3185) bị suy giảm số lượng tế bào sống theo liều lượng và có sự chuyển dịch biến thể [6]. Dạng khuẩn lạc S chiếm ưu thế ban đầu bị thay thế một phần hoặc hoàn toàn bởi các biến thể phụ Sm và Sb [6]. Trong đó, biến thể phụ Sm thể hiện mức độ kháng kháng sinh cao nhất ở tất cả các chủng [6]. Dù vậy, biến thể Sb ở lactobacilli và biến thể S ở enterococci lại sinh nhiều exopolysaccharide có lợi, còn biến thể Sm ở Lactobacillus sp. M76AT thậm chí cho hoạt tính kháng khuẩn mạnh nhất và vẫn lên men sữa tạo sản phẩm đạt chuẩn cảm quan [6].
Bên cạnh đó, các thử nghiệm an toàn sinh học đối với chủng vi khuẩn tiềm năng chỉ ra rằng tính kháng thuốc không đi kèm với việc sản sinh độc tố. Nghiên cứu đánh giá men vi sinh cho thấy Lig. salivarius MG242 hoàn toàn nhạy cảm với 8 loại kháng sinh thử nghiệm, trong khi Lim. fermentum MG901 và Lac. plantarum MG989 kháng chloramphenicol [7]. Tất cả các chủng này đều không sản sinh enzyme lipase, N-acetyl-beta-glucosaminidase, alpha-mannosidase và đặc biệt là không sinh beta-glucuronidase - một enzyme có nguy cơ gây ung thư và tác động xấu đến gan [7]. Chúng cũng không thể hiện hoạt tính làm tan máu alpha hay beta trên đĩa thạch máu, đồng thời ức chế vi khuẩn gây viêm Gardnerella vaginalis tới 43% chỉ trong một tuần ở mô hình chuột [7]. Các chủng còn sản sinh axit lactic có lợi với tỷ lệ L-lactate vượt trội D-lactate, trong đó mức D-lactate cao nhất thuộc về Lim. fermentum MG901 với 40,7% [7].
Giới hạn phương pháp và những hiểu lầm thường gặp
Một hiểu lầm rất phổ biến là đánh đồng mọi kết quả thử nghiệm đĩa kháng sinh đồ trong phòng thí nghiệm với nguy cơ kháng thuốc ngoài đời thực. Thực tế, môi trường thử nghiệm đóng vai trò then chốt và có thể tạo ra sai số kỹ thuật rất lớn nếu không tuân thủ quy chuẩn nghiêm ngặt. Khi khảo sát 39 chủng lactobacilli và enterococci từ thực phẩm bằng kỹ thuật khuếch tán đĩa thạch lớp phủ, đường kính vòng ức chế của đĩa ampicillin và tetracycline trên môi trường thạch không xác định MRS luôn lớn hơn so với môi trường xác định ISA [8].
Ngược lại, đối với các kháng sinh như gentamicin, bacitracin và erythromycin, bán kính vòng ức chế trên môi trường MRS lại nhỏ hơn rõ rệt so với môi trường ISA [8]. Các nhà khoa học cảnh báo việc dùng môi trường MRS thay vì ISA có thể dẫn tới những sai lệch nghiêm trọng khi phân loại chủng vi khuẩn axit lactic vào nhóm kháng thuốc hay nhạy cảm, nhất là với bacitracin và gentamicin [8]. Điều này cho thấy nhiều kết luận vi khuẩn mang gen kháng có thể chỉ xuất phát từ sự không tương thích của môi trường nuôi cấy nhân tạo [8].
Bên cạnh đó, người tiêu dùng không nên nhầm lẫn giữa sự hiện diện của gen kháng thuốc với việc thực phẩm bị nhiễm độc. Vi khuẩn lên men mang gen kháng nội tại không biến thành mầm bệnh tấn công cơ thể. Chúng không làm thay đổi các đặc tính lên men cơ bản, không tự động sinh ra độc tố gây hại cho đường tiêu hóa và không có khả năng chuyển giao gen bừa bãi nếu không nằm trên các plasmid tự do hay transposon di động [5], [3], [7].
Ai nên thận trọng khi dùng thực phẩm lên men?
Dù vi sinh vật lên men mang lại nhiều lợi ích cho hệ tiêu hóa, một số nhóm đối tượng đặc thù vẫn cần cẩn trọng khi sử dụng các loại thực phẩm lên men mặn tự làm hoặc không rõ nguồn gốc kiểm định:
- Bệnh nhân suy giảm miễn dịch nặng: Những người đang điều trị hóa trị ung thư, người ghép tạng hoặc mắc bệnh suy giảm miễn dịch bẩm sinh có hàng rào bảo vệ đường ruột suy yếu. Vi khuẩn dù thuộc nhóm lành tính vẫn có thể tạo áp lực nhiễm trùng cơ hội.
- Người đang trong đợt điều trị kháng sinh kéo dài: Hệ vi sinh đường ruột lúc này bị xáo trộn mạnh, việc dung nạp các chủng vi khuẩn mang gen kháng thu nhận chưa qua sàng lọc có thể tạo điều kiện để gen di động chuyển giao sang vi khuẩn gây bệnh cơ hội.
- Bệnh nhân mắc bệnh lý gan, thận hoặc tăng huyết áp: Thực phẩm lên men mặn truyền thống như miso hay mắm có hàm lượng muối rất cao, có thể làm trầm trọng thêm tình trạng giữ nước và phù nề.
- Người có cơ địa nhạy cảm hoặc nghi ngờ rối loạn chuyển hóa: Cần tham khảo ý kiến chuyên môn của bác sĩ điều trị trước khi bổ sung liều lượng lớn các chế phẩm men vi sinh sống đậm đặc.
Hướng dẫn sử dụng thực phẩm lên men đúng cách
Để tận dụng tối đa giá trị dinh dưỡng của thực phẩm lên men mà không phải băn khoăn về rủi ro vi sinh, người dùng có thể áp dụng các nguyên tắc thực hành đơn giản sau:
- Ưu tiên sản phẩm có nguồn gốc kiểm định rõ ràng: Chọn mua các loại tương miso, phô mai hay sữa chua từ các nhà sản xuất áp dụng quy chuẩn sàng lọc chủng men khởi động đạt tiêu chuẩn an toàn thực phẩm của các cơ quan quản lý [4].
- Không tự ý phân lập và nhân giống men trôi nổi: Tránh thói quen tái sử dụng men cái không rõ nguồn gốc qua nhiều chu kỳ nuôi cấy tại nhà, vì điều kiện môi trường không vô trùng dễ tạo cơ hội cho vi sinh vật mang gen kháng thuốc tích lũy [2].
- Chế biến ở nhiệt độ và thời điểm thích hợp: Với tương miso, nên hòa tan và cho vào nồi sau khi đã tắt bếp để bảo toàn hương vị, tránh đun sôi sùng sục trong thời gian quá lâu làm phá hủy các hợp chất có lợi.
- Kết hợp đa dạng trong khẩu phần: Sử dụng thực phẩm lên men như một gia vị điều vị cân bằng, ăn kèm nhiều rau xanh giàu chất xơ hòa tan để nuôi dưỡng hệ vi khuẩn đường ruột tự nhiên khỏe mạnh.
Lời khuyên cho lối sống cân bằng
Sự xuất hiện của các gen kháng thuốc ở một số vi khuẩn lên men phản ánh tác động rộng khắp của việc sử dụng kháng sinh trong môi trường nông nghiệp và y tế [1], [2]. Tuy nhiên, phần lớn các chủng vi khuẩn axit lactic dùng trong thực phẩm truyền thống vẫn mang tính kháng tự nhiên vô hại và không làm mất đi các hoạt tính sinh học quý giá [5], [3], [7]. Người tiêu dùng hoàn toàn có thể yên tâm thưởng thức các món ăn lên men quen thuộc với lượng dùng chừng mực, kết hợp lối sống lành mạnh và chủ động tham khảo ý kiến bác sĩ khi có bệnh nền mạn tính.
