Implementação e validação de um equipamento eletrónico de contagem de células e de viabilidade celular

Abstract

A disponibilidade de culturas de levedura de qualidade fisiológica e microbiológica é fundamental para o processo cervejeiro. Métodos de propagação de levedura otimizados diminuem a incidência de fermentações inconsistentes e prolongadas. O crescimento de leveduras durante a propagação, fermentação e stockagem, é analisado na empresa, por dois métodos, através do Coulter Counter e do microscópio ótico. Quanto à viabilidade celular é analisada apenas no microscópio ótico. Embora o contador eletrónico de partículas seja a técnica mais usada, este não permite distinguir entre células em crescimento e células únicas, e não permite a análise da viabilidade celular, recorrendo a empresa, para este tipo de análises, ao microscópio. No entanto, os erros de contagem manual rondam os 20 % a 30 %, devido à interpretação humana. O trabalho realizado teve como principal objetivo a implementação de um contador de células automatizado, o Aber Countstar, em substituição do microscópio ótico e do Coulter Counter Instrument. Para a sua validação e implementação foi feita a contagem celular e a viabilidade celular das amostras pelo método tradicional (microscópio ótico) e pelo Coulter, e também através do novo equipamento a ser implementado. Realizaram-se ensaios para analisar a repetibilidade e a precisão do Aber, bem como para avaliar a capacidade deste de medir diferentes estirpes de levedura e de as avaliar nas várias fases do fabrico da cerveja. A posteriori, estes resultados foram analisados estatisticamente e, procedeu-se a otimizações no Aber. O trabalho realizado demonstrou que as medições no Aber são comparáveis às contagens manuais, mas também são mais repetíveis e consistentes em relação ao microscópio. No entanto, verificou-se a existência de diferenças significativas entre o Aber e o Coulter utilizando o parâmetro “Standard” no Aber. Denotou-se que existiam diferenças significativas de leitura da concentração celular, quando aplicados fatores de diluição diferentes. Estes parâmetros (Yeast Type e fator de diluição) foram otimizados de forma a equiparar as leituras entre o Aber e o Coulter, sendo encontrado um parâmetro ótimo no Aber para cada tipo de amostra a analisar, bem como o respetivo fator de diluição a aplicar.

The availability of yeast cultures of physiological and microbiological quality is fundamental to the brewing process. Optimized yeast propagation methods decrease the incidence of inconsistent and extended fermentations. The growth of yeasts during propagation, fermentation and stocking, is analyzed in the company, by two methods, through the Coulter and the optical microscope. The cell viability is analyzed only under the optical microscope. Although the electronic particle counter is the most used technique, it does not allow the distinction between growing cells and single cells, and does not allow the analysis of cell’s viability, using, the company, this Type of analysis under the microscope. However, errors in manual counting are around 20 % to 30 %, due to human interpretation. The work carried out had as main objective the implementation of an automated cell counter, Aber Countstar, replacing the optical microscope and the Coulter Counter Instrument. For its validation and implementation, it was necessary to perform cell counting and cell viability of the samples by the traditional method (optical microscope) and by Coulter, and also through the new equipment to be implemented. Tests were carried out to analyze the consistency, repeatability and accuracy of Aber, as well as to evaluate its ability to measure different strains of yeast and to evaluate them in the various stages of brewing. Then, these results were analyzed statistically, and proceeded to optimization in Aber. During the development of the work was demonstrated that the measurements in Aber were similar to manual counts, but they were also more repeatable and consistent in relation to the microscope. However, there were significant differences between Aber and Coulter using the “Standard” parameter. It was noted that there are significant differences in the reading of cell concentration when different dilution factors are applied. These parameters (Yeast Type and dilution factors) were optimized in order to match the readings between Aber and Coulter, being found an optimal parameter in Aber for each type of sample to be analyzed, as well as the respective dilution factor to be applied.