A mikroorganizmusok, például a penészfélék és a baktériumok megfigyelésének és elemzésének hatékonysági fejlesztése
Az élelmiszerek és gyógyszerek gyártása során számos mikroorganizmust használnak. A mikroorganizmusokon alapuló erjesztett élelmiszerek és gyógyszerek pozitív hatást fejtenek ki az emberi szervezetben. A nem kívánt mikroorganizmusok kialakulása ugyanakkor rothadáshoz és szennyeződéshez vezethet, ami alacsonyabb termékminőséget eredményez, és a fogyasztók egészségére is káros lehet.
Ebben a fejezetben bemutatjuk a penészféléket (fonalas gombákat) és a baktériumokat, valamint ismertetjük a mikroorganizmusok vizsgálatához és elemzéséhez 4K-s digitális mikroszkópunk által kínált módszereket, amelyekkel fokozhatja az élelmiszerek és a gyógyszerek minőség-ellenőrzése és -biztosítása, kutatása és fejlesztése során használt tevékenységek kifinomultságát és hatékonyságát.
- Néhány gyakori mikroorganizmus
- A mikroorganizmusok, például a baktériumok és a gombák mérete, és más nehézségek a megfigyelés és az elemzés terén
- Használati példák 4K-s digitális mikroszkópunkra a mikroorganizmusok megfigyelése és elemzése során
- Egy 4K-s mikroszkóp, amellyel kifinomultabban és hatékonyabban vizsgálhatja és elemezheti a mikroorganizmusokat
Néhány gyakori mikroorganizmus
Alább bemutatjuk az élelmiszer- és gyógyszergyártásban gyakran használt mikroorganizmusokat, valamint azokat, amelyek negatívan befolyásolhatják a termékek minőségét.
Baktériumok
A baktériumok egysejtű organizmusok, amelyek egyetlen biológiai sejtből állnak. Prokarióták, azaz a sejtben lévő kromoszómákat (DNS-t) nem veszi körül sejtmag. A baktériumok addig sokszorozódnak, amíg van tápanyagforrásuk. Ezt önreprodukáló képességnek nevezzük. A baktériumok átlagos mérete körülbelül 1 μm, így mikroszkóp segítségével is megfigyelhetők.
Az ember számára hasznos baktériumok közé tartozik a tejsavbaktérium, a bacillus subtilis natto és az ecetsav-baktérium. Mások azonban, például az Escherichia coli, a Staphylococcus aureus és a Mycobacterium tuberculosis betegségeket okoznak a szervezetünkben. A fertőzést követően a baktériumok elpusztítására használt gyógyszereket baktericideknek nevezzük, ilyen például az antibiotikumok. A minőségi vizsgálatok során ellenőrzik, hogy az élelmiszerek és hasonló termékek tartalmaznak-e betegséget okozó baktériumokat, és megvizsgálják, hogy ezek hogyan terjednek.
Gombák
A gombák közé tartoznak például a penészgombák és az élesztőgombák. A gombák eukariotidák, amelyek kromoszómáit (DNS-ét) sejtmag veszi körül. A penészgombákra néha egyszerűen gombaként hivatkozunk. A gombák átlagos mérete körülbelül 5 μm, ami körülbelül egy emberi sejt és egy baktérium között van.
Fonalas gombák
A fonalas gombák fonalak összeállásával jönnek létre. Ebben a csoportba tartoznak a penészgombák is. A gombafonal egy hosszú szerkezet, amely a gombák testét alkotja.
Élesztőgombák
Az élesztőgombák is fonalas gombák, de nem gombafonalak alkotják őket, hanem gömb alakúak. Egyes élesztőgombák oxigén hiányában alkohollá és szén-dioxiddá bontják le a cukrot, oxigén jelenlétében pedig különféle aminosavakat szintetizálnak. E képességeknek köszönhetően az élesztőgombákat hosszú ideje használják a szeszfőzésben, valamint a miszo, a szójaszósz, a kenyér és más erjesztett élelmiszerek gyártásában. A gyakran használt élesztőfélék közé tartoznak a sörélesztők, a szakéélesztők, a borélesztők, a kenyérélesztők és a gyógyászati élesztők (szárított élesztők).
Kódzsi-penészgombák
A Kelet- és Dél-Kelet-Ázsiában honos kódzsi-penészgombák szintén fonalas gombák, amelyeket kódzsiként (malátához hasonló anyagként) használnak. A kódzsit (az élesztőgombákkal együtt) a szakéfőzés, valamint más élelmiszerek és italok gyártása során alkalmazzák. A kódzsi-penészgombák a gabonaféléket (például a rizst, az árpát és a szójababot) cukorrá és aminosavakká alakítják, amelyeket aztán az élesztőgombák tovább bomlasztanak. Japánban hosszú ideje gyártanak különböző erjesztett ételeket és italokat, például szakét, miszót, szójaszószt és eceteket a kódzsi-penészgombák segítségével.
Spóraképző baktériumok
A spóraképző baktériumokra nem hat a hőkezelés, ezért hőálló baktériumoknak is nevezzük őket. Gyakran spóraképző baktériumok felelősek az ételmérgezésért, ide tartozik a Bacillus cereus, a Clostridium perfringens és a Clostridium botulinum. A baktériumok spóráit kemény burok fogja körbe. A spórák a baktériumok számára nem kedvező környezetekben is kialakulhatnak, például száraz helyeken, valamint ott is, ahol túl magas a hőmérséklet vagy nincs elegendő tápanyag. Ha a mosást, főzést vagy hősterilizálást követően is maradnak spórák az élelmiszerben, akkor az megromolhat, elfogyasztása pedig ételmérgezést okozhat.
A mikroorganizmusok, például a baktériumok és a gombák mérete, és más nehézségek a megfigyelés és az elemzés terén
Az alábbi ábrán a baktériumok, a gombák és az emberi sejt méretének összehasonlítását láthatja. A baktériumok mindössze egyetlen sejtből állnak, így körülbelül a tizedét teszik ki az összetett szerkezetű emberi sejtnek. A gombák, amelyek kromoszómáit sejtburok veszi körül, méret szempontjából körülbelül a baktériumok és az emberi sejt között helyezkednek el.
- A
- Baktériumok
- B
- Gombák
- C
- Emberi sejtek
- D
- Vírusok
A mikroorganizmusok megfigyelése és elemzése során felmerülő problémák
A baktériumok és a gombák rendkívül apró mikroorganizmusok, méretük 1 μm és 5 μm között van. Kiértékelésükhöz ezért pontos és bonyolult műveletekre van szükség: ilyen például a tenyésztett organizmusok nagyított, mikroszkópos vizsgálata. A tenyésztett organizmusok megszámolásához pedig pontosan számba kell venni a kialakult, mikroszkopikus kolóniák számát.
A folyamat első lépéseként erős nagyítás mellett is éles képet kell készíteni a céltárgyról, amihez optimális fényviszonyok szükségesek. Számos mikroorganizmus azonban erősen átlátszó, így kevés kontrasztot mutatnak a háttérrel. A fonalas gombák három dimenzióban növekednek, így nehéz fókuszba hozni a teljes látómezőt, ami pedig fontos a céltárgy pontos megfigyeléséhez. A kisebb baktériumok esetében még nehezebb a feltételek meghatározása, a nagyított vizsgálat és a pontos mennyiségű elemzés.
Kiemelkedően fontos, hogy ezeket a műveleteket kellően képzett, és a vizsgálatokban és elemzésekben jártas szakemberek végezzék. A megfelelő feltételek meghatározása és az elemzés elvégzése még a tapasztalt munkatársak számára is rengeteg időt és energiát igényel. Ezért nehézséget jelenthet a megfelelő szakemberek megbízása és a munkaórák számának kézben tartása.
Használati példák 4K-s digitális mikroszkópunkra a mikroorganizmusok megfigyelése és elemzése során
Eddig komoly kihívást jelentett, hogy hozzájussunk a mikroorganizmusok megfigyeléséhez szükséges éles képekhez, és konzisztens módon elemezzük őket.
A KEYENCE ezért kifejlesztett egy mikroszkópot, amely megoldást kínál ezekre a problémákra, és egyszerűen kezelhető, mégis kifinomult vizsgálatokat és elemzéseket tesz lehetővé.
A VHX sorozatú 4K-s digitális mikroszkóp nagy felbontású optikai rendszere magas mélységélességre képes, emellett 4K-s CMOS-képérzékelőt is tartalmaz, megfigyelési rendszere pedig egyszerűen kezelhető, mégis számos funkciót kínál.
Olvasson tovább, és megismerheti, hogyan segítenek a VHX sorozatú termékek a mikroorganizmusok, például a baktériumok, valamint a penész- és élesztőgombák megfigyelésében és elemzésében.
Baktériumok vizsgálata
Egyes baktériumok, például az Escherichia coli és a Staphylococcus aureus betegségeket okozhatnak, ha bejutnak az emberi szervezetbe. A baktérium egysejtű élőlények, méretük mindössze 1 μm, így erős nagyításra és magas kontrasztra van szükség tenyésző kolóniáik megfigyeléséhez. A baktériumok átlátszósága azonban megnehezíti a megfelelő megvilágítási feltételek meghatározását, így a vizsgálatokhoz eddig komoly szakértelemre és sok időre volt szükség.
A VHX sorozatú 4K-s digitális mikroszkóp számos megvilágítási feltételt képes kialakítani. Ez a mikroszkóp többszörös megvilágítás funkcióval rendelkezik, amellyel egyetlen gombnyomással, automatikusan rögzíthet több irányból megvilágított képeket. A megfigyelést azonnal megkezdheti, mindössze ki kell választani a célnak legmegfelelőbb képet. Ez a funkció nemcsak leegyszerűsíti a feltételek meghatározását, hanem az időbefektetést is nagyban csökkenti.
A háttérrel alacsony kontrasztban lévő, eddig nehezen megfigyelhető baktériumokhoz pedig számos különféle megvilágítási funkció, például átmenőfényes polarizált megvilágítás és koaxiális részleges megvilágítás is elérhető.
A Magas dinamikatartomány (HDR) funkció pedig különböző zársebességgel készült felvételekből állít össze egyetlen, nagy színmélységű képet, így Ön nagy felbontású, magas kontrasztú 4K-s képeken vizsgálhatja a baktériumokat.
Baktériumok megfigyelése és automatikus elemzése
A VHX sorozatú 4K-s digitális mikroszkóppal zökkenőmentesen válthat a nagy felbontású, 4K-s képek segítségével végzett képekről a baktériumok automatikus elemzésére.
Az automatikus területmérés/részecskeszámlálás funkció automatikusan megméri és kiszámítja a részletes értékeket – például a kiválasztott területen található baktériumok átlagos területét, szórását, maximális és minimális értékét, területi arányát és más elemeit, valamint a baktériumok pontos számát, területét, kerületét, legnagyobb és legkisebb átmérőjét. A rendszer ezután egy listán összegzi ezeket az értékeket.
Emellett kizárhatja a kiválasztott területen található, de az elemzésből kizárni kívánt céltárgyakat, és tetszőleges küszöbértékek segítségével binarizálást végezhet, így rendkívül pontosan és egyszerűen elvégezheti az elemzéseket és a kvantitatív kiértékeléseket.
Ezenfelül a VHX sorozatú termékekre közvetlenül telepítheti az Excelt, így a képeket és értékeket tetszőleges sablonba mentheti, és automatikusan, számítógép használata nélkül létrehozhatja a szükséges jelentéseket.
Ezeknek a funkcióknak köszönhetően jóval egyszerűbben elvégezheti ezt a műveletsort, amelyhez eddig komoly idő- és munkabefektetés volt szükséges.
Penészgombák, spórák, gombafonalak megfigyelése
A VHX sorozatú 4K-s digitális mikroszkóp egyetlen egységben támogat többféle megfigyelési feltételt, így Ön nagy felbontású, 4K-s képekkel végezhet vizsgálatokat. A többszörös megvilágítási funkcióval különféle megvilágítási körülmények között végezhet megfigyeléseket egyetlen gombnyomással. A nagy mélységélességnek köszönhetően a teljes háromdimenziós céltárgyat (például a spórákat és a gombafonalakat) fókuszba hozhatja.
Alább példákat láthat arra, hogyan vizsgálhatja meg a penészgombákat, valamint spóráikat és gombafonalaikat különféle megvilágítási viszonyok mellett a VHX sorozatú termékek hatékony lencséivel és 4K-s CMOS-képérzékelőjével.
Élesztőtelepek automatikus megszámlálása
A VHX sorozatú 4K-s digitális mikroszkóp képes tiszta, 4K-s képeket biztosítani a mikroszkopikus céltárgyakról, például az élesztőkolóniákról, még magas nagyítás mellett is.
A nagy felbontású képeken alkalmazott automatikus területmérési/kolóniaszámlálási funkcióval konzisztens, automatizált kolóniaszámítási és területmérési műveleteket végezhet. A rögzített képek megjelenítésére számos módszer áll rendelkezésre, például osztott megjelenítést is használhat, ahol külön-külön megjelenítheti az adott területen lévő kolóniákat, oszlopdiagramot készíthet a területi eloszlásról, és tetszőleges küszöbértékek alapján binarizálhat, így jóval hatékonyabban elvégezheti az elemzéseket.
Emellett a VHX sorozatú készülékekre közvetlenül telepítheti az Excelt, így az adatok elemzéséhez nincs szükség asztali számítógépre. Emellett automatikus jelentéseket készíthet és sablonokat is használhat, amelyekbe a megszámlált kolóniák alapján belefoglalhatja a baktériumok számát, és elhelyezheti bennük a megfelelő képeket.
A VHX sorozatú készülékek kiterjedt funkciókészlete egyszerű műveletekkel kezelhető, így egyetlen egységgel elvégezheti az élesztőgombák kiértékeléséhez szükséges műveletsorozatot.
Mikroorganizmusok vizsgálata folyadékokban
A VHX sorozatú 4K-s digitális mikroszkóp szinte bármilyen körülmények között és számtalan különböző mintával kiemelkedő teljesítményt és használhatóságot kínál.
Az alábbi 4K-s képek folyadékokban található mikroorganizmusok megfigyelése során készültek. A beépített háttérvilágításnak köszönhetően még a folyadékokban található mikroorganizmusok is vizsgálhatók, amennyiben egy fényáteresztő tartályba, például üvegaljú tégelybe helyezi őket. A termék hatékony fókuszálási funkcióinak köszönhetően még akkor is tiszta 4K-s képeket készíthet a mikroorganizmusokról, ha kis mennyiségű idegen részecske keveredik hozzájuk a folyadékban.
Egy 4K-s mikroszkóp, amellyel kifinomultabban és hatékonyabban vizsgálhatja és elemezheti a mikroorganizmusokat
A VHX sorozatú 4K-s digitális mikroszkóp megoldást kínál a különböző méretű és alakú mikroorganizmusok megfigyelésére és elemzésére, így Ön egyszerűen végezhet fejlett vizsgálatokat és mennyiségi elemzéseket.
Ez a mikroszkóp önmagában képes automatikusan elvégezni a különböző műveleteket, köztük a feltételek meghatározását, a fókusz beállítását, az elemzéshez szükséges számolásokat és méréseket, sőt még a jelentések létrehozását is – amelyek korábban komoly időbefektetést és erőfeszítést igényeltek. Így nincs szükség speciálisan képzett munkatársakra, és Ön kevesebb munkaórával számolhat.
A VHX sorozatú termékek nagy teljesítménye, egyszerű használata és széles funkciókészlete számos alkalmazási területen hasznos lehet az élelmiszerek és gyógyszerek gyártása során (például a minőség-ellenőrzésben és -biztosításban vagy a kutatás-fejlesztésben), valamint a mikroorganizmusok mennyiségi elemzése terén.
A VHX sorozat számos további funkciót is kínál. Ha többet szeretne megtudni a VHX sorozatról, vagy ha bármilyen kérdése van, kattintson az alábbi gombra.
