Tác động của quá trình trữ đông, rã đông lên sữa mẹ

Sữa mẹ là nguồn dinh dưỡng quý giá, cung cấp không chỉ năng lượng mà còn các yếu tố bảo vệ và tăng trưởng phát triển cho trẻ. Tuy nhiên, do áp lực công việc hoặc do điều kiện sức khỏe, không phải bà mẹ nào cũng có thể cho trẻ bú trực tiếp. Giải pháp thay thế lý tưởng là các bà mẹ cần có kế hoạch hút sữa và trữ đông sữa mẹ để có thể cho trẻ ăn sau này. Mặc dù có những biến đổi nhất định theo thời gian, sữa mẹ trữ đông được bảo quản trong những điều kiện nghiêm ngặt của ngân hàng sữa mẹ đảm bảo được mức năng lượng và duy trì các thành phần miễn dịch, sinh học quan trọng; mặc dù không bằng sữa mẹ được bú trực tiếp nhưng là nguồn dinh dưỡng thay thế thứ 2 cho trẻ sinh non và trẻ có nguy cơ cao đã được chứng minh và khuyến cáo bởi Tổ chức Y tế thế giới. Với trẻ nhỏ đang mắc bệnh, sữa mẹ càng là nguồn dinh dưỡng quý giá vừa dễ hấp thu vừa giảm nguy cơ viêm ruột hoại tử mà sữa công thức khó có thể so sánh được.

Một số thành phần chính trong sữa mẹ

Trong những năm gần đây, nhờ sự phát triển của các kĩ thuật mới, những hiểu biết về thành phần của sữa mẹ ngày càng được hoàn thiện.  Về tổng thể, sữa mẹ chứa 87-88% nước và khoảng 124g/L thành phần rắn, gồm khoảng 7% (60-70g/L) carbohydrate, 1% (8-10g/L) protein và 3,8% (35-40g/L) chất béo. Sữa mẹ chứa khoảng 65-70 kcal mỗi 100 ml, và khoảng 50% tổng lượng năng lượng là từ chất béo và 40% là từ carbohydrate. Thành phần có thể tùy thuộc vào các yếu tố bên ngoài, bao gồm cả chế độ ăn của mẹ và thành phần cơ thể mẹ.

Carbohydrate là chất đa lượng chính trong sữa mẹ và đóng vai trò quan trọng trong phát triển chức năng sinh lý của cả hệ tiêu hóa ngay sau sinh cũng như duy trì thành phần hệ vi khuẩn ruột sau này. Lactose là thành phần carbonhydrate chính và cũng là chất dinh dưỡng có nhiều nhất trong sữa mẹ. Lactose được tiêu hóa dễ dàng nhờ men lactase có sẵn trong ruột trẻ. Lượng lactose ổn định rất quan trọng trong việc duy trì độ nhớt ổn định của sữa mẹ. Các oligosaccharide là nhóm carbohydrate nhiều thứ hai và nhóm chất rắn nhiều thứ 3 trong sữa mẹ. Các oligosaccharide này chiếm tới hơn 20% tổng lượng carbohydrate, có hàm lượng 12-14g/L ở sữa mẹ thông thường, >20g/L trong sữa non. Không như lactose có thể được tiêu hóa dễ dàng, các oligosaccharide được đưa tới ruột gần như nguyên vẹn và đóng vai trò chất prebiotic phát triển hệ vi khuẩn đường ruột, làm giảm thời gian kéo dài của tiêu chảy và tăng sinh các vi khuẩn tốt. Trong những năm gần đây, các sản phẩm sữa công thức bắt đầu có thành phần oligosaccharide, tuy nhiên để có thể đạt được thành phần và tác dụng như oligosaccharide trong sữa mẹ có lẽ sẽ cần nhiều nghiên cứu cải tiến trong tương lai.

Protein trong sữa mẹ là một hỗn hợp gồm whey, casein và nhiều peptide khác. Casein ở dạng micelle (hạt nhũ tương) và thường xuất hiện dưới dạng cục hoặc mảng trong dạ dày nên khó hòa tan. Whey ở dạng lỏng và dễ tiêu hóa. Tỷ lệ whey/casein thay đổi tùy thời điểm tiết sữa. Trong sữa non, tỷ lệ whey/casein là cao nhất tới 90:10 rồi giảm dần xuống còn 60:40 trong sữa về sau. Cho dù vậy, tỷ lệ whey trong sữa mẹ vẫn cao hơn trong sữa công thức (thường chỉ ở mức 20%). Các protein whey chính trong sữa mẹ là alpha lactalbumin, lactoferrin và IgA tiết. Trong đó alpha-lactalbumin chiếm tới 40% tổng lượng whey protein. Alpha lactalbumin hỗ trợ hấp thu chất khoáng và các yếu tố vi lượng ở trẻ sơ sinh, tham gia vào hệ miễn dịch và có đặc tính kháng vi khuẩn. Lactoferrin và lysozyme ngăn cản sự lan tỏa của vi khuẩn gây bệnh và IgA bảo vệ lớp nhầy thành ruột cũng như tiêu diệt vi khuẩn. Ngoài ra, trong sữa mẹ còn có nitơ dạng không protein hàm lượng khoảng 20-25%, cao hơn hẳn so với sữa bò (5%), trong đó gần 5% là nitơ trong ure và sẽ được dùng để tổng hợp các acid amin không thiết yếu.

Trong sữa mẹ, chất béo là nhóm chất đa lượng lớn thứ 2 và đóng vai trò quan trọng trong cũng cấp dinh dưỡng cho trẻ sơ sinh (gần 50% tổng năng lượng) cũng như sự phát triển của hệ thần kinh trung ương. Thành phần chính của acid béo trong sữa mẹ là triglyceride (khoảng 95-98%) và ngoài ra còn có 2 acid béo thiết yếu là linoleic acid và alpha linoleic acid. Hai acid béo này là tiền chất của acid arachidonic và eicosapentaenoic (EPA), sau này sẽ chuyển hóa một lượng nhỏ thành docosahexaenoic acid (DHA) giúp phát triển chức năng thần kinh. Thêm vào đó, các chất này cũng quan trọng trong đáp ứng chống viêm, chức năng miễn dịch và tăng trưởng. Đặc biệt quan trọng là sữa mẹ có các hạt chất béo với cấu trúc và thành phần màng đặc biệt giúp trẻ tiêu hóa chất béo hiệu quả hơn. Đây cũng là một trong những điểm khác biệt chính của sữa mẹ mà các sản phẩm sữa công thức vẫn cố gắng xây dựng để có các hạt chất béo gần với tự nhiên nhất.  

Sữa mẹ có hơn 20 loại chất khoáng, gồm cả sắt, đồng, kẽm. Phần lớn có nhiều trong sữa non và giảm dần trong quá trình cho bú. Lượng chất khoáng ít bị ảnh hưởng bởi tình trạng dinh dưỡng của mẹ và cũng không thay đổi nhiều khi mẹ uống bổ sung. Lượng chất khoáng trong sữa mẹ thường thấp hơn trong sữa công thức nhưng do độ hấp thu cao, do đó không cần thiết phải bổ sung thêm chất khoáng cho trẻ bú mẹ hoàn toàn.

Sữa mẹ chứa nhiều tế bào miễn dịch bao gồm macrophage, tế bào T, tế bào gốc và tế bào lympho. Trong giai đoạn bú mẹ đầu tiên, trẻ sơ sinh có thể nhận đến 10¹⁰  tế bào lympho từ mẹ mỗi ngày. Nhờ vậy, sữa mẹ có khả năng vừa bảo vệ chống lại nhiều tác nhân gây bệnh vừa kích thích sự phát triển của hệ miễn dịch trên chính trẻ sơ sinh. IgA hòa tan trong sữa mẹ được tiếp nhận và chuyển hóa bởi các tế bào trình diện kháng nguyên trong ruột giúp trẻ vừa có thể nhận diện kháng nguyên đồng thời duy trì môi trường không viêm trong cơ thể. Ngoài IgA, sữa mẹ còn chứa IgM và IgG với số lượng tăng lên ở giai đoạn sau của thời kì cho bú. Các phân tử đa chức năng khác trong sữa mẹ cũng giúp tăng đáng kể sự bảo vệ chống nhiễm trùng. Các chất này có nhiều nhất trong sữa non và giảm dần trong quá trình nuôi con bằng sữa mẹ. Chất có hàm lượng cao nhất có thể kể đến lactoferrin, là glycoprotein gắn sắt thuộc nhóm các transferrin, có tác dụng kháng lại vi khuẩn, virus và nấm. Một glycoprotein khác là lactadherin trong sữa mẹ cũng giúp bảo vệ trẻ sơ sinh trước rotavirus. Chất này cũng giúp chữa lành ruột sau viêm và duy trì sức khỏe hệ tiêu hóa.

Tác động của việc trữ đông và rã đông trên chất lượng sữa mẹ

Theo quy trình thông thường tại ngân hàng sữa mẹ, sữa sẽ được thanh trùng để bất hoạt các vi khuẩn gây bệnh và virus nếu có. Trong đó, phương pháp thanh trùng hay dùng là phương pháp Holder đun nóng sữa ở 62,5 độ C trong vòng 30 phút và làm nguội ở nhiệt độ thấp (khoảng 4 độ C). Tuy nhiên, do quá trình xử lý nhiệt, khả năng kìm khuẩn tự nhiên của sữa mẹ thông qua lactoferrin và lysozyme bị giảm, khiến sữa sau đó dễ bị nhiễm khuẩn hơn. Hơn nữa nhiều chất dinh dưỡng và thành phần hoạt tính có thể bị suy giảm ví dụ như các chất béo, các chất có hoạt tính sinh học (adiponectin, insulin, leptin…). Cấu trúc phân tử lớn của các protein cũng bị ảnh hưởng bởi quá trình thanh trùng và lắng đọng lại. Đáng chú ý, quá trình lắng đọng của protein sau thanh trùng Holder thường xuất hiện ở màng hạt cầu chất béo trong sữa, cũng là nơi protein sữa và màng chất béo tương tác với nhau. Sự suy giảm về hàm lượng các chất cũng như khả năng hấp thu có thể được phản ánh ở việc trẻ tăng trưởng chậm hơn so với dự kiến. Vì lý do này, các phương pháp thanh trùng khác cũng được phát triển để giảm thiểu thay đổi thành phần dinh dưỡng và chất hoạt tính sinh học đồng thời vẫn đảm bảo an toàn. Trong các phương pháp này, có thể kể đến xử lý áp suất cao (High pressure processing HPP), nhiệt độ cao trong thời gian ngắn (high temperature-short time HTST, với nhiệt độ khoảng 72-75 độ C trong 5-16 giây), chiếu tia cực tím C (ultravilolet-C irradiation UV-C) và siêu âm. Các đánh giá cho thấy biện pháp không dùng nhiệt như xử lý áp suất cao (HPP), một biện pháp đã được sử dụng rộng rãi trong công nghiệp thực phẩm, có thể giúp giảm thiểu ảnh hưởng lên hoạt tính và thành phần của sữa.

Sữa mẹ thường được trữ đông ở 2 điều kiện: khoảng -15- -20 độ C tại tủ lạnh gia đình hoặc -70 - -80 độ C trong tủ âm sâu. Các điều kiện đông lạnh khác nhau có thể cho phép thời gian lưu trữ ổn định khác nhau. Tuy nhiên các kết luận và khuyến nghị còn có những điểm khác biệt, do đó các nghiên cứu vẫn tiếp tục được triển khai để có cái nhìn chính xác hơn. Nhiều ý kiến cho rằng đông lạnh ở -80 độ C là phương pháp tiêu chuẩn vàng cho dự trữ sữa mẹ trong thời gian dài do giảm thiểu sự mất đi của các đặc tính ban đầu. Mặc dù vậy, cách làm này có chi phí khá đắt, trong khi các khoa sơ sinh và ngân hàng sữa mẹ đều phổ biến làm đông ở -20 độ C.

Trong các hướng dẫn quốc tế, thời gian dự trữ tối đa sữa mẹ ở -20 độ C vẫn chưa thống nhất, có thể từ 1 đến 12 tháng. Review nhiều nghiên cứu trên sữa mẹ xuất bản năm 2023 của Kaya và cộng sự  báo cáo, ở nhiệt độ -20 độ C, tổng lượng protein tăng khi sữa được trữ đông trong 2 ngày nhưng giảm khi trữ đông trên 1 tuần. Tổng lượng carbohydrate cũng tăng khi trữ đông trong 2 ngày nhưng không thay đổi nhiều sau hơn 1 tuần. Năng lượng giảm nếu trữ đông trên 8 tuần. Tổng lượng chất béo giảm nếu thời gian trữ đông tăng lên, đồng thời hàm lượng acid béo tự do tăng. Trữ đông 30 ngày làm giảm không đáng kể hàm lượng vitamin E. Trữ đông không làm thay đổi các yếu tố miễn dịch trong sữa mẹ, nhưng làm giảm glutathione peroxidase, mức chống oxi hóa và lượng lactoferrin. Đông lạnh sữa mẹ cũng dẫn tới một loạt các thay đổi vật lý ở các thành phần chính, ví dụ như làm vỡ các hạt chất béo và biến đổi các hạt micelle casein, khiến sữa khó tiêu hóa hơn. Tuy nhiên hiện tượng này có thể được cải thiện thông qua đồng nhất hóa bằng tay hoặc tốt nhất là bằng siêu âm sau rã đông. Về tổng thể, trữ đông ở -20 độ C nên ở dưới 3 tháng để không làm giảm đáng kể lượng chất béo và năng lượng trong sữa mẹ, có nghĩa là khi bảo quản sữa mẹ trong ngăn đông tủ lạnh gia đình, các bà mẹ nên cho trẻ sử dụng sữa trữ đông càng sớm càng tốt, hạn sử dụng nên là dưới 3 tháng.

Về cách rã đông, chưa có phương pháp chuẩn để rã đông sữa mẹ. Các nghiên cứu khác nhau cũng đưa ra những đề xuất khác biệt dựa trên thành phần trong sữa mẹ muốn bảo tồn. Các biện pháp rã đông thông thường các bà mẹ hay dùng là để trong ngăn lạnh tủ lạnh qua đêm, để ở nhiệt độ phòng, để dưới vòi nước ấm, làm nóng trên bề mặt ấm hoặc làm ấm trong lò vi sóng. Làm nóng bằng lò vi sóng nhanh và có thể bất hoạt vi khuẩn, tương đương với thanh trùng, nhưng lại tạo ra hiện tượng làm nóng không đều dẫn tới giảm hoạt tính của các yếu tố miễn dịch tại những điểm bị làm nóng quá mức. Chính vì lý do đó, làm rã đông sữa mẹ bằng lò vi sóng không được khuyến nghị. Mặc dù chất béo, protein, lactoferrin (LTF) và IgA hòa tan không thay đổi khi rã đông nhiệt độ phòng và rã đông trong ngăn mát tủ lạnh, pH và vi khuẩn có thể tăng lên cũng như acid béo tự do tăng lên trong các phương pháp này. Nghiên cứu của tác giả Lina Zhang và cộng sự công bố năm 2022 đánh giá mức ảnh hưởng trên thành phần dinh dưỡng và tính chất sinh hóa của sữa mẹ, thông qua so sánh 3 cách thức rã đông: để ở ngăn lạnh 4 độ C trong 10 giờ, để ở nhiệt độ phòng 25 độ C trong 1 giờ và rã đông nhanh bằng lắc dưới vòi nước ấm trong 1 phút. Kết quả cho thấy cách thức rã đông không làm ảnh hưởng tới hàm lượng chất béo, protein và các protein có hoạt tính sinh học trong sữa mẹ; tuy nhiên nó lại có ảnh hưởng tới hoạt tính của men lipase cũng như khả năng tiêu hóa của lipid và protein. Biện pháp làm rã đông chậm có thể làm tăng mức phân giải lipid và tăng ngưng tụ các hạt cầu chất béo (human milk fat globule HMFG) và do đó làm trẻ khó tiêu hóa chất béo và protein. Phương pháp rã đông nhanh từ -60 độ C lên 45 độ C tối ưu việc giữ nguyên các tính chất ban đầu các hạt cầu chất béo và protein, do đó tạo khả năng tiêu hóa tương tự như sữa mẹ mới vắt. Hơn nữa, nếu có thêm bước làm đồng nhất bằng siêu âm hoặc lắc cơ học thì có thể làm tăng phân bố đều các hạt cầu chất béo khi gộp nhiều nguồn sữa và làm tăng chất lượng dự trữ. Việc phân tán tốt các hạt cầu chất béo có thể giúp giảm lượng chất béo dính ở bề mặt chai đựng sữa bằng nhựa trong quá trình xử lý cũng như giảm chất béo dính trên ống nhựa nếu cho trẻ ăn bằng đường sonde. Nhờ đó tối ưu hóa lượng chất béo trẻ nhận được và cũng đảm bảo trẻ tăng cân do có tới 50% tổng năng lượng trong sữa mẹ là đến từ chất béo. Kết quả nghiên cứu này cho thấy, phương pháp rã đông nhanh (trữ đông ở nhiệt độ -60 độ , rã đông trong nước ấm 45 độ C) được khuyến nghị là tốt nhất để rã đông sữa mẹ. Dữ liệu tổng hợp từ thêm một số nghiên cứu cho thấy carbohydrate, khoáng chất, hormone chuyển hóa và hormone steroid trong sữa mẹ ổn định trong điều kiện rã đông và làm ấm thông thường, bao gồm cả việc làm ấm trong nước nóng (40–60 độ C). Mặc dù một số bằng chứng cho thấy tổng lượng carbohydrate có thể tăng sau khi rã đông, làm ấm ở nhiệt độ cao nhưng điều này có thể là do nước bốc hơi, dẫn đến nồng độ tăng, chứ không phải do tổng hàm lượng carbohydrate tăng.

Kết luận: Việc trữ đông và rã đông không làm thay đổi các yếu tố miễn dịch trong sữa mẹ nhưng có thể giảm mức độ hấp thu tối ưu do làm thay đổi cấu trúc các hạt chất béo, một đặc điểm mà các loại sữa công thức vẫn chưa thể bắt chước được. Để duy trì tốt hơn tính chất đáng quý này, khuyến nghị được đưa ra là trữ sữa mẹ ở nhiệt độ -20 độ C không quá 3 tháng và rã đông nhanh kèm theo hỗ trợ phân tán bằng lắc bằng tay hoặc siêu âm.  Để duy trì các đặc tính dinh dưỡng và miễn dịch của sữa mẹ sau khi đông lạnh và rã đông, các bà mẹ cần ghi ngày trên túi trữ sữa và sử dụng càng sớm càng tốt để sử dụng được tối ưu nguồn sữa mẹ. 

Tài liệu tham khảo

 1. Garcia-Lara, N.R., et al., Effect of freezing time on macronutrients and energy content of breastmilk. Breastfeed Med, 2012. 7(4): p. 295-301.

 2. Kaya, O. and N. Cinar, The effects of freezing and thawing on mature human milk's contains: A systematic review. Midwifery, 2023. 118: p. 103519.

 3. Stinson, L.F., et al., Effects of different thawing and warming processes on human milk composition. J Nutr, 2023.

 4. Lina Zhang, J.Q., Thom Huppertz, Jun Liu, Zhaona Sun, Peng Zhou, Effects of different freeze-thaw processes on the bioactivity and digestibility of human milk. LWT Food Science and Technology, 2022. 156.

 5. Kim, S.Y. and D.Y. Yi, Components of human breast milk: from macronutrient to microbiome and microRNA. Clin Exp Pediatr, 2020. 63(8): p. 301-309.

 6. Ballard, O. and A.L. Morrow, Human milk composition: nutrients and bioactive factors. Pediatr Clin North Am, 2013. 60(1): p. 49-74.

 7. Yochpaz, S., et al., Effect of Freezing and Thawing on Human Milk Macronutrients and Energy Composition: A Systematic Review and Meta-Analysis. Breastfeed Med, 2020. 15(9): p. 559-562.

 8. Handa, D., et al., Do thawing and warming affect the integrity of human milk? J Perinatol, 2014. 34(11): p. 863-6.

 9. Quigley, M., N.D. Embleton, and W. McGuire, Formula versus donor breast milk for feeding preterm or low birth weight infants. Cochrane Database Syst Rev, 2018. 6(6): p. CD002971.

 10. Chai, C., S. Oh, and J.Y. Imm, Roles of Milk Fat Globule Membrane on Fat Digestion and Infant Nutrition. Food Sci Anim Resour, 2022. 42(3): p. 351-371.

 11. Wesolowska, A., et al., Innovative Techniques of Processing Human Milk to Preserve Key Components. Nutrients, 2019. 11(5).