Đếm và phân tích kích thước tế bào nấm men trong ngành sản xuất bia

nấm men

Các nhà máy bia của Anheuser Busch sử dụng Nguyên lý Coulter để đếm và phân tích kích thước tế bào nấm men. Công nghệ này sử dụng thiết bị Dòng Z™ và Multisizer 3. Bài viết này sẽ tập trung vào các mẫu dòng Z: Ngưỡng đơn Z1, Ngưỡng kép Z1 và Máy phân tích Z2.

Tế bào nấm men được phân tích trong quá trình lên men. Carbohydrate trong dịch nha, là nước chứa đường từ ngũ cốc, được chủng nấm men chuyển hóa thành rượu, carbon dioxide và nhiều sản phẩm phụ.

Có một số giai đoạn trong quá trình này, trong đó các tế bào nấm men được phân tích. Giai đoạn đầu tiên và rất quan trọng của việc đếm tế bào là trong quá trình sắp xếp. Pitching là việc đưa men sống vào dịch nha đã nguội để bắt đầu quá trình lên men. Điều quan trọng là cung cấp nồng độ tế bào thích hợp để quá trình lên men thành công. Ngoài ra, nồng độ men sẽ ảnh hưởng đến hương vị bia. Nồng độ cao độ điển hình là 30,3 x 106 tế bào/mL. Có thể sử dụng số lượng nấm men sử dụng ngưỡng đơn hoặc kép Z1 để xác định nồng độ tế bào ban đầu. Nếu đang thực hiện phân tích kích thước thì cần phải có mô hình Z2.

Thông thường, các mẫu được lấy trong quá trình lên men. Trong thời gian này, các tế bào nấm men có thể đang phát triển. Các thiết bị dòng Z sẽ liệt kê một tế bào vừa phát triển thành một đơn vị duy nhất. Giai đoạn lấy mẫu thứ ba là khi kết thúc quá trình lên men. Mẫu được phân tích tại thời điểm này rất có thể có chứa chất protein. Để đo chính xác các mẫu này, cần có máy phân tích Z2. Biểu đồ sẽ hiển thị các đường phân tích kích thước. Đỉnh là quần thể tế bào nấm men; loại còn lại là protein keo tụ (Hình 1). Để loại bỏ vật liệu protein, chỉ cần thêm vài giọt natri hydroxit 2M (NaOH) vào mẫu men, trộn và phân tích trên Z2.

Thiết bị phân tích kích thước tế bào mấn men

Một trong những thiết bị sau:

  • Ngưỡng đơn Z1 P/N  6605698
  • Z1 Ngưỡng kép P/N 6605699
  • Máy phân tích Z2 P/N  6605700
  • Accuvette™ BCI P/N  8320592
Một mẫu nấm men có đỉnh hai phương thức. Đỉnh đầu tiên là nấm men, còn đỉnh thứ hai là protein kết tụ. Đỉnh thứ cấp có thể lớn hơn đỉnh tế bào nấm men
Hình 1: Một mẫu nấm men biểu thị 2 đỉnh. Đỉnh đầu tiên là nấm men, còn đỉnh thứ hai là protein kết tụ. Đỉnh thứ cấp có thể lớn hơn đỉnh tế bào nấm men.

Dung dịch

  • 2M NaOH Sigma  P/N S8263
  • Z pak BCI  P/N 8320312
  • Hạt L3 BCI  P/N 6602793
  • Hạt L5 BCI  P/N 6602794
  • L10 Hạt BCI  P/N 6602796

Phương pháp

Thiết lập thiết bị cơ bản cho máy phân tích ngưỡng kép Z1 và Z2

  1. Chuẩn bị mẫu: 10 µL mẫu nấm men cho vào 20 mL Isoton II
  2. Ống khẩu độ 100 micron.
  3. Đặt Ngưỡng dưới 3,0 micron.
  4. Đặt Ngưỡng trên10,0 micron.
  5. Chế độ đếm – giữa TL và TU.
  6. Đặt hệ số pha loãng 2000.

Thiết lập công cụ cơ bản cho ngưỡng đơn Z1

  1. Chuẩn bị mẫu: 10 µL mẫu nấm men cho vào 20 mL Isoton II
  2. Ống khẩu độ 100 micron.
  3. Đặt Ngưỡng dưới thành 3,0 micron.
  4. Chế độ đếm – trên TL.
  5. Đặt hệ số pha loãng 2000.
Hạt L3 và L5 dùng để thiết lập thông số kích thước.
Hình 2: Hạt L3 và L5 dùng để cài đặt thông số kích thước

Tiêu chuẩn

– Hiệu chỉnh hệ thống Z. Thêm 5 giọt hạt L10 vào 20 mL Isoton II.

  • Trộn nhẹ nhàng bằng cách đảo ngược. (Lưu ý: Không trộn mạnh sẽ tạo thành bọt khí)
  • Nhấn nút Cal trên bàn phím để chọn trang C1.
  • Đặt đơn vị là µm. Trong kích thước hiệu chỉnh, nhập Chế độ số.
  • Nhấn Bắt đầu.
  • Ghi lại hệ số hiệu chuẩn

– Tiêu chuẩn kích thước để chạy

  • Chọn Thiết lập.
  • Đặt ngưỡng thấp hơn thành 3,0 micron.
  • Đặt Ngưỡng trên thành 10 micron.
  • Đặt chế độ đếm ở giữa.
  • Thêm 5 giọt Hạt L5 vào 20 mL Isoton II.
  • Trộn bằng cách đảo ngược.
  • Nhấn bắt đầu.
  • Sau khi chạy, lấy số liệu bằng phần mềm Accucomp (Hình 2)

– Chạy mẫu nếu có điều khiển mẫu vào lúc này

– Chạy mẫu

  • Chọn đầu ra (Đặt hệ số pha loãng thành 2000. Lưu ý: Hệ số pha loãng có thể thay đổi tùy theo mật độ mẫu; Đặt loại kết quả thành nồng độ)
  • Thêm 10 µL mẫu vào 20 mL Isoton II. Lưu ý: Mẫu có thể có cốt liệu; trộn kỹ trước khi thêm vào Isoton II.
  • Trộn nhẹ nhàng.
  • Nhấn bắt đầu.
  • Sau khi chạy, thu thập dữ liệu bằng phần mềm Accucomp™ (Hình 3).

– Các mẫu có đỉnh hai phương thức (Hình 1).

  • Thêm 4 giọt NaOH 2M.
  • Trộn nhẹ nhàng.
  • Ủ 5 phút. và nhấn bắt đầu.
  • Sau khi chạy thu thập dữ liệu bằng phần mềm Accucomp.
Một mẫu nấm men có đỉnh hai phương thức. Đỉnh đầu tiên là nấm men, còn đỉnh thứ hai là protein kết tụ. Đỉnh thứ cấp có thể lớn hơn đỉnh tế bào nấm men
Hình 3: Men bia được nuôi cấy ở nhiệt độ 37°C trong 2 giờ trong nước cất. Kích thước tế bào nấm men trung bình là 3,5 micron. Các cốt liệu hiển thị ở mức 7 micron trở lên

Nguồn: https://www.mybeckman.vn/resources/reading-material/application-notes/enumeration-size-distribution-yeast-cells-brewing-industry

Minh Khang là nhà phân phối và nhập khẩu trực tiếp các thiết bị phân tích kích thước hạt hãng Beckman Coulter.