1.4.1. Nguồn gốc lây nhiễm B. cereus
Do sự phân bố rộng rãi trong tự nhiên và khả năng hình thành bào tử mà B. cereus có thể lây nhiễm vào thực phẩm bằng nhiều cách [45]. Chúng có thể tồn tại trong thực phẩm lâu dài cho dù thực phẩm đó đã trải qua các quá trình như xử lý nhiệt, sấy, thanh trùng…
B. cereus có mặt ở khắp mọi nơi, có thể dễ dàng phân lập được chúng từ đất, nước, bụi, không khí… đặc biệt là trong đất. Đất có thể chứa từ 103
- 105 bào tử B. cereus/g [31]. Vì vậy, đất chính là nguồn lây nhiễm chủ yếu bào tử B. cereus vào thực phẩm. B. cereus trong đất dễ nhiễm vào các loại cây như lúa, rau màu, cây gia vị… [20,31]. Các nghiên cứu cho thấy 100% các loại gạo đều chứa bào tử B. cereus. Trong gạo và các thực phẩm giàu tinh bột như khoai tây, các loại ngũ cốc khác… phát hiện được chủ yếu là B. cereus
gây nôn. Trong khi đó, các chủng B. cereus gây tiêu chảy lại có thể phát triển ở phổ thực phẩm rộng hơn. Nó có thể tồn tại từ các loại thực phẩm có nguồn gốc thực vật như các loại rau cho tới những thực phẩm có nguồn gốc động vật như thịt, sữa, cá…[45].
Ngoài khả năng lây nhiễm trực tiếp vào thực phẩm từ đất, nước, không khí… B. cereus còn có thể lây nhiễm vào thực phẩm bằng nhiều con đường khác như sự lây nhiễm của bào tử B. cereus trong các loại gia vị dùng để ướp, chế biến các món ăn…[45]. Đặc biệt, do bào tử B. cereus có tính chất kỵ nước nên nó có khả năng bám rất chắc vào bề mặt của các dụng cụ chế biến thực phẩm như xoong, nồi, chảo…hay cả các dây truyền máy móc trong chế biến thực phẩm công nghiệp [12,13,54]. Vì vậy, nếu dụng cụ chế biến không được vệ sinh sạch sẽ thì bào tử B. cereus rất dễ nhiễm vào thức ăn gây ngộ độc cho người sử dụng. Bào tử B. cereus còn được tìm thấy trong nhà máy sản xuất giấy hay bao bì gói thực phẩm. Do vậy, thực phẩm sau chế biến có thể loại được B. cereus nhưng đến tay người sử dụng vẫn có thể bị nhiễm do bao bì của chúng [54]. Như vậy, tuy chỉ có khả năng gây ngộ độc thực phẩm khi trong thực phẩm có chứa một lượng nhất định tế bào nhưng B. cereus vẫn là loại vi khuẩn có nguy cơ gây ngộ độc thực phẩm cao [45].
1.4.2. Cơ chế gây ngộ độc thực phẩm của Bacillus cereus
Khi con người ăn phải thực phẩm bị nhiễm B. cereus thì nguy cơ bị ngộ độc là rất lớn. Hầu hết các loại thực phẩm đều có khả năng lây nhiễm bào tử của B. cereus. Nếu môi trường thực phẩm đó không thích hợp cho sự nảy mầm của bào tử thì B. cereus sẽ được tiêu hoá ở dạng bào tử. Ngược lại, nếu điều kiện thực phẩm cho phép bào tử nảy mầm thành tế bào sinh dưỡng thì B. cereus sẽ được tiêu hoá ở dạng tế bào [44]. Đặc biệt nếu trong thực phẩm xuất hiện chủng B. cereus có mang gen mã hoá sản sinh độc tố cereulide thì khi con người ăn phải thực phẩm có độc tố đó sẽ bị ngộ độc với thể bệnh nôn [21, 45].
Sau khi thực phẩm có nhiễm B. cereus được tiêu hoá chúng sẽ được đưa tới dạ dày. Dạ dày là nơi có pH thấp và có sự hoạt động của các enzym tiêu hoá như pepsin, tripsin… Vì vậy, nếu trong thực phẩm chỉ chứa bào tử thì do tính kháng axít và các enzym tiêu hoá nên chúng nhanh chóng được chuyển tới ruột non. Còn nếu thực phẩm chứa cả hai loại bào tử, tế bào sinh
dưỡng thì phụ thuộc vào pH của dạ dày mà chỉ có bào tử hay cả bào tử và tế bào B. cereus được chuyển qua ruột non. Nếu pH của dạ dày quá thấp thì chỉ có bào tử được chuyển qua còn nếu pH thuận lợi hơn sẽ tạo cơ hội cho cả tế bào sinh dưỡng được đi qua. Do pH của dạ dày còn phụ thuộc vào loại thực phẩm và cơ thể của từng người. Khi vào tới ruột non, bào tử B. cereus sẽ nảy mầm, phát triển và sản sinh độc tố. Nếu lượng độc tố tích luỹ đủ thì sẽ gây ra ngộ độc thực phẩm với thể bệnh tiêu chảy [45].
Trường hợp trong thực phẩm có chứa sẵn độc tố, nếu là độc tố cereulide thì khi vào tới dạ dày chúng sẽ liên kết vào thụ thể 5-HT3 trong dạ dày và gây ra ngộ độc thể bệnh nôn [9]. Còn nếu là độc tố gây tiêu chảy enterotoxins thì khi vào tới dạ dày chúng sẽ bị các enzym tiêu hoá phá huỷ. Như vậy, ngộ độc thực phẩm thể bệnh tiêu chảy chỉ xảy ra do quá trình tạo tích luỹ độc tố ruột trong ruột non người [57].
1.4.3. Liều lượng gây ngộ độc
Hầu hết tất cả các loại thực phẩm đều có thể bị nhiễm bào tử B. cereus
nhưng khả năng gây ngộ độc còn phụ thuộc vào liều lượng lây nhiễm. Ngộ độc thực phẩm chỉ có thể xảy ra khi thực phẩm đó bị nhiễm một lượng bào tử, tế bào B. cereus nhất định [45]. Năm 2000, trong một nghiên cứu về vụ ngộ độc xảy ra ở Hà Lan do ăn phải món cơm chay nhiễm độc tố của B. cereus. Sau khoảng 2 giờ, 100 trong 120 người ăn đã có triệu chứng nôn và đau bụng dữ dội. Trong mẫu thực phẩm đó người ta xác định được nồng độ của độc tố nôn là khoảng 0,03-13,3ỡg/g thực phẩm. Bằng các thí nghiệm invitro, đã xác định trong thực phẩm có khoảng 105
-108 tế bào B. cereus có khả năng sinh độc tố nôn là có thể gây ra ngộ độc [45]. Do tính kháng nhiệt cao của độc tố nôn cereulide nên dù tế bào B. cereus có thể bị tiêu diệt bởi nhiệt độ trước khi được tiêu hoá nhưng độc tố nôn thì vẫn còn tồn tại. Điều đó giải thích vì sao có nhiều vụ ngộ độc xảy ra đã được thông báo là chỉ có nhiễm khoảng 103 tế bào/g. Do vậy, số lượng tế bào B. cereus trong thực phẩm không phản ánh đúng sự nguy hiểm của ngộ độc thể nôn [23, 30, 38].
Đối với ngộ độc thể bệnh tiêu chảy, do cơ chế gây bệnh của nó rất phức tạp nên dựa vào những số liệu về dịch tễ học cũng như những thí nghiệm trong phòng thí nghiệm các nhà khoa học đã xác định được mật độ tế bào B. cereus có thể gây ngộ độc thể tiêu chảy [45]. Sau vụ ngộ độc gây tiêu chảy đầu tiên do B. cereus xảy ra ở Oslo, Hauge đã xác định được mật độ tế bào khoảng 8.108
tế bào là có thể gây ngộ độc thể tiêu chảy [35]. Nhiều nghiên cứu sau đó về các vụ ngộ độc thực phẩm có liên quan tới B. cereus, đã xác định được số lượng B. cereus có khả năng gây ngộ độc dao động từ 104-1011 tế bào/g thực phẩm. Lượng enterotoxin sinh ra trong ruột non còn thay đổi phụ thuộc vào loại chủng B. cereus khác nhau và nó còn phụ thuộc vào sức khoẻ của mỗi người. Đối với những người trẻ (< 19 tuổi) đặc biệt là trẻ em và những người già (>60 tuổi) thì triệu chứng xảy ra có thể trầm trọng hơn lứa tuổi khác dù cùng bị lây nhiễm một lượng B. cereus nhất định thậm chí còn ít hơn [45].
Nhìn chung, lượng tế bào hay bào tử B. cereus biến đổi từ khoảng 105-108 tế bào/g thực phẩm có thể gây ra ngộ độc. Liều lượng này rất quan trọng cho các nhà cung cấp thực phẩm cũng như các cơ quan có thể kiểm soát được về mức độ an toàn cho thực phẩm khi cung cấp cho người tiêu dùng [30, 45, 61, 64].
1.4.4. Triệu chứng
B. cereus gây ngộ độc thực phẩm với hai loại thể bệnh chính là nôn và tiêu chảy. Đối với thể bệnh tiêu chảy khi con người ăn phải thực phẩm nhiễm khoảng 105
-108 tế bào/g thực phẩm, sau khoảng 8-16 giờ (thường là 10-12 giờ) ủ bệnh (là khoảng thời gian tính từ lúc thực phẩm được tiêu hoá, tế bào hay bào tử B. cereus được đi qua dạ dày chuyển đến ruột non, bào tử nảy mầm phát triển và sinh độc tố ruột enterotoxin) thì xuất hiện những biểu hiện đầu tiên của thể bệnh [39,61,62,64]. Người bệnh cảm thấy đau bụng dữ dội, tiêu chảy ra nước, một số trường hợp có thể xuất hiện nôn. Những triệu chứng
lâm sàng này rất giống triệu chứng ngộ độc do Clostridium perfringens một loại trực khuẩn Gram dương có khả năng tạo bào tử nhưng không có khả năng chuyển động [4, 23,61,62,64].
Đối với thể bệnh gây nôn thì sau khoảng 0,5- 6 giờ ăn phải thực phẩm có chứa độc tố nôn cereulide, người bệnh sẽ cảm thấy buồn nôn, nôn mửa thỉnh thoảng có thể bị tiêu chảy [38]. Những triệu chứng lâm sàng này tương tự triệu chứng ngộ độc thực phẩm do Staphylococcus aureus một loại cầu khuẩn không chuyển động, không tạo bào tử, sinh sắc tố vàng trên môi trường nuôi cấy [4, 23,61,62,64].
Phần lớn các triệu chứng ngộ độc do B. cereus thường nhẹ và sẽ kết thúc sau khoảng 24 giờ [23,61,62,64]. Tuy nhiên chỉ có một vài trường hợp tiêu chảy ra máu sẽ gây nguy hiểm tới tính mạng cũng đã được thông báo [40]. Nhìn chung, tất cả mọi người đều dễ dàng ăn phải thực phẩm bị nhiễm B. cereus nhưng triệu chứng lâm sàng hay mức độ gây ngộ độc đối với mỗi người lại khác nhau, phụ thuộc vào sức khoẻ và sức đề kháng của mỗi người [45].