Handbuch - Analyse von Brauhefe: Messung

Analyse der Brauhefe

Folgendes Video veranschaulicht den Messvorgang:

Messung vorbereiten

Gehen Sie zur Vorbereitung der Messung wie folgt vor:

Handy anschalten und App starten.
Das Mikroskop mit dem mitgelieferten Kabel mit dem mobilen Endgerät verbinden.
Die Probenkammer einsetzen.
Probenkammer nach rechts schieben, so dass der linke Rand des Rechteckes auf der Kammer mit dem Marker 1 ausgerichtet ist.

Die Statusleuchte des Geräts leuchtet Rot auf, wenn das Gerät eingeschaltet ist (automatisch bei USB-Verbindung). Um die Batterie des mobilen Endgeräts zu schonen, schalten sich das Mikroskop automatisch nach 15 Minuten aus. Bevor dies geschieht fängt die Leuchte an zu blicken; durch erneutes Betätigen bleibt das Gerät für weitere 15 Minuten eingeschaltet.

Login

Nach dem Start der App erscheint zunächst der Login-Bildschirm. Oben rechts befinden sich Bedienelemente, welche zur Webversion dieses Handbuch führen („i“), sowie für das Melden eines Fehlers in der App (Käfer – bugreport; siehe auch Troubleshooting). Über den Knopf Erfahre mehr wird die Webseite mit weiteren Produktinformationen aufgerufen. Darunter ist ein Video zum Gebrauch des Gesamtsystems abspielbar.

Um die App nutzen zu können, müssen in die Felder Email und Password die entsprechenden Zugangsdaten eingegeben und anschließend der Anmelden Knopf gedrückt werden.

Falls Sie Ihr Passwort vergessen haben oder dieses ändern möchten, drücken Sie auf das Ich habe mein Passwort vergessen Feld. Ein Link zum neu setzen des Passworts wird Ihnen an Ihre Email gesendet.

Sollten Sie Probleme beim Login haben, schauen Sie bitte im entsprechenden Bereich unter Troubleshooting nach.

Synchronisation mit dem Server

Direkt nach dem Einloggen synchronisiert die Oculyze-App Daten mit dem Server. Beim ersten Login an einem neuen Gerät, werden Messungen von einem bereits bestehenden Account heruntergeladen. Dies kann bis zu 3 Minuten dauern.

Das Speichern der Daten in der Cloud stellt sicher, dass Ihre Daten immer geschützt sind, selbst wenn das Gerät beschädigt wird oder verloren geht. Nach Beendigung der Synchronisation erscheint der Startbildschirm der App.

Messung starten

Über das Hauptmenu im Startbildschirm können Sie auswählen, welche Analyse durchgeführt werden soll und haben Zugriff auf gespeicherte Ergebnisse. Es kann zwischen folgenden Optionen gewählt werden:

Viabilität und Konzentration – Lebend-Tot Analyse & Konzentrationsbestimmung
Nur Konzentration – Konzentrationsbestimmung
Verlauf – Ergebnisse vorheriger Analysen aufrufen

Für die Analyse der Viabilität muss eine angefärbte Probe genutzt werden! Zudem muss die richtige Färbemethode eingestellt sein. Dies wird durch die Färbung der Pipette angezeigt und kann in den App Einstellungen geändert werden.

Auf diesem Bildschirm kann oben links in der Ecke die Version der App geprüft werden.

In der rechten oberen Ecke sind folgende Funktionen zugänglich. Diese sind auch in allen weiteren Bildschirmen vorhanden:

Symbol Netzwerkfehler – Das Symbol erscheint, sobald die App keine Internetverbindung aufbauen kann. Die App kann in diesem Fall im Offline Modus verwendet werden. Messungen können weiter gestartet und zum späteren Upload (siehe Analyse in der Cloud) gespeichert werden. Zudem kann der Verlauf weiter eingesehen werden.
Info Knopf – Öffnet den entsprechenden Bereich des Handbuches mit Erläuterungen zur Nutzung des Systems.
Fehler Report – Über diese Funktion können Probleme oder Fehler mitgeteilt werden. Bitte erläutern Sie Ihr Problem, damit wir Ihnen bestmöglich helfen können.

Im unteren Teil sind Email des eingeloggten Accounts und entprechende Lizenzangaben angezeigt. Wenn Sie einzelne Messungen erworben haben, wird die Anzahl an verbleibenden Messungen angezeigt. Für Flatrate Kunden wird das Ablaufdatum der Lizenz eingeblendet.

App Einstellungen

Über den Knopf oben links im Startbildschirm gelangt man zu den Einstellungen der App (Abb. 13). Hier können verschiedene Parameter verändert werden:

Wechsel zwischen den Sprachen
Ändern der Anzahl an Aufnahmen pro Analyse
(5 empfohlen)
Wechsel zwischen Analysen mit Methylenviolett (MV) oder Methylenblau (MB)
Durch Wechsel zwischen MV (Methylenviolett) und MB (Methylenblau) kann ausgewählt werden, welcher Farbstoff bei der Analyse verwendet wird. Die aktuelle Einstellung ist durch die Farbe der Pipette (Violett für Methylenviolett und Blau für Methylenblau) auf dem Startbildschirm farblich gekennzeichnet. Die Ergebnisse der Viabilitätsmessung werden zudem entsprechend farblich dargestellt.
Festlegung der analysierten Zellgröße (S, M, L, ALL)
Folgende Zellgrößen gelten für die einzelnen Klassen:
S (~2 – 12µm) Erfasst kleine und mittelgroße Zellen.
M (~4 – 12µm) Standardoption ber der mittlere Zellgrößen erfasst werden.
L (~4 – 18µm) Erfasst auch größere Zellen.
ALL (~2 – 18µm) Erfasst Zellen aller Größe.
Einstellung der Höhe der Probenkammer
Die hier ausgewählte Kammerhöhe muss der genutzten Kammer entsprechen! Für den Glas Slide muss eine Höhe von 0.25 ausgewählt werden, die Gravur auf der Kammer ist nicht korrekt. Für den Standard Slide ist die korrekte Höhe in der Gravur auf dem Slide festgehalten (entweder 0.1, 0.2 oder 0.8).
An/Aus Schalter für einen Schärfeindikator, der im Livebild der Kamera angezeigt wird
Ist der Schärfeindikator eingeschaltet, wird eine umkreiste Nummer in der unteren linken Ecke des Livebildes der Kamera eingeblendet. Diese gibt in Echtzeit an, wie hoch der Schärfegrad des Bildes ist. Durch drehen der Fokusschraube ändert sich der Indikator. Wenn der höchst mögliche Wert erreicht wird, ist das Bild scharf und es kann ein Bild aufgenommen werden. Da der Indikator durch die Anzahl an Zellen im Bild beeinflusst wird, ist es nur wichtig, die höchst mögliche Zahl für das jeweilige Bild zu erreichen.
An/Aus Schalter für die externe Mikroskopkamera
Mit Hilfe der externen Mikroskopkamera können Analysen auch mit konventionellen Mikroskopen durchgeführt werden. Eine genaue Erklärung zur Verwendung findet sich unter Externe Kamera
An/Aus Schalter für eine manuelle Analyse
Nach der Bildaufnahme öffnet sich ein weiteres Fenster, in dem Zellen von Hand gezählt werden können. Die automatische Analyse wird nicht durchgeführt. Alle Ergebnisse werden weiterhin in der Cloud gespeichert. Veränderungen im Ablauf der manuellen Analyse sind unter Manuelle Analyse erläutert.
An/Aus Schalter für die Analyse der Brettanomyces Konzentration (Testphase)
Nach Aktivierung dieser Funktion erscheint ein weiterer Knopf *Brett Konzentration“ im Startbildschirm. Es sind keine Veränderungen im Messablauf notwendig. Zur Auswertung wird eine veränderte Bilderkennung verwendet, die sich noch in der Testphase befindet.
Einsicht der Rechtlichen Hinweise
Einsicht der Datenschutzbestimmungen
Abmelden aus der App

Bilder aufnehmen

Nach dem Start der Messung wird ein Livebild des Mikroskops angezeigt. Dieses ist in der Regel noch unscharf, demnach muss vor der Bildaufnahme die Probe über den Drehknopf der Hardware so fokussiert werden, so dass die Zellen in der Mitte des Live-Bildes scharf abgebildet werden.

Über den Drehknopf muss ein leichter Druck auf die Probenkammer ausgeübt werden, um die Zellen scharf abzubilden. Bei neuen Geräten kann hier etwas mehr Kraft notwendig sein, da die Pads für die Kammerfixierung mit mehrmaliger Nutzung noch komprimiert werden. Ein zu festes Anziehen führt zu unscharfen Bildern und möglichen Beschädigungen der Probenkammer oder sogar des Gerätes.

Die Screenshots in diesem Handbuch zeigen immer die Messung einer Methylenblau gefärbten Probe, inkl. Lebend-Tot Analyse. Hierbei sind tote Zellen blau gefärbt und lebendige Zellen transparent.

Über den grün – weißen Knopf können Bilder aufgenommen werden. Der Zähler über dem Knopf gibt an, wie viele Bilder bereits aufgenommen wurden.

Nach der Aufnahme wird das gespeicherte Bild nochmals angezeigt. Über die Knöpfe Löschen und Behalten kann hier entschieden werden, ob das Bild gelöscht oder für die Analyse verwendet werden soll. Die App führt zu diesem Zeitpunkt auch einen ersten Qualitätscheck der Aufnahme durch. Sollte die Aufnahme offensichtlich zu viele Hefen enthalten („Hefe-Rasen“) oder deutlich unscharf sein, so erscheint eine entsprechende Botschaft und der Behalten Knopf bleibt ausgegraut. In diesem Fall kann das Bild nur über den Löschen Knopf gelöscht werden.

Je Analyse müssen abhängig von den App Einstellungen mehrere Bilder aufgenommen werden. Die Standardoption sind 5 Bilder. Zwischen den einzelnen Aufnahmen muss die Probenkammer etwas verschoben werden, so dass andere Zellen abgebildet werden. Hierzu wird zwischen jeder Aufnahme der Fokus leicht gelöst, die Kammer bis zur nächsten Markierung geschoben und der Fokus nachjustiert. Sollte ein Bild verworfen werden, muss nochmals ein Bild aufgenommen werden.

Zusammengefasst ist die Vorgehensweise zur Bildaufnahme wie folgt:

Zellen über den Drehknopf der Hardware scharf stellen
5X:
1. Kammer auf die entsprechende Position schieben
2. Nachfokussieren
3. Bild aufnehmen
4. Über „Behalten“ das Bild zur Analyse bestätigen
5. Fokus leicht lösen

Probendaten eingeben

Nach Abschluss der Bildaufnahme können weitere Analyseinformationen eingegeben werden.

Im Feld Probe kann der Probenname angegeben werden
Der +Tag Knopf ermöglicht es Tag-Label Paare zu einer Messung hinzuzufügen. Dies ermöglicht ein besseres gruppieren und durchsuchen von Messungen im Verlauf und in der [Web App]. Durch Anklicken des Knopfes erscheinen zwei Eingabefelder – eines für das Tag und eines für das Label, das weitere Informationen zu Ihrem Tag angibt. Nachdem beide Felder ausgefüllt sind, wird das Tag-Label Paar durch erneutes drücken des +TAG Knopfes zu Ihrer Messung hinzugefügt. Bereits hinzugefügte Tag-Label Paare erscheinen grün unterlegt und können durch das weiße x wieder gelöscht werden. Bei nachfolgenden Messungen erscheint nach Anklicken des Tag-Eingabefeldes ein Drop-Down Menu, dass alle bereits verwendeten Tag-Werte zur Auswahl anbietet.
Mit Hilfe der Tags kann zum Beispiel die verwendete Hefe zur Messung hinzugefügt werden, indem als Tag „Hefe“ eingegeben wird und im Label der entprechende Hefetyp eingetragen wird. Im Verlauf können Messungen dann durch die TAG-Suchfunktionen gefiltert werden.
Datum und Analysezeit werden von der App automatisch zum Start der Messung eingetragen
Unter Verdünnung können evtl. verwendete Verdünnungen angegeben werden. Diese werden in die Bestimmung der Konzentration mit eingerechnet, sollten also der tatsächlich durchgeführten Verdünnung entsprechen. Bei mit Methylenviolett oder Methylenblau gefärbten Proben muss außerdem das Mischverhältnis der Probe zum Farbstoff (in Teilen) angeben werden, da auch diese bei der Konzentrationsberechnung mit berücksichtigt werden muss.
Wird nur die Konzentrationsbestimmung durchgeführt erscheinen diese Felder nicht.
Für die zuvor im Handbuch gezeigte Verdünnung müsste 1 Teil Probe und 99 Teile Wasser eingegeben werden.
0 Teile Wasser bedeuten, dass die Probe vor dem Färben nicht verdünnt wurde.
Im Feld Kommentar können weitere Kommentare eingetragen werden.

Durch Drücken der Knopfes Weiter wird die Analyse in der Cloud gestartet.

Analyse in der Cloud

Nach dem Eintragen der Probedaten werden die Bilder für die automatische Analyse in die Cloud gesendet. Es erscheint ein Status Bildschirm, der so lange angezeigt wird, bis die Analyse fertig gestellt ist. Dies kann je nach Datennetz zwischen Bruchteilen einer Sekunde bis zu mehreren Minuten dauern. Der Ladebalken gibt an, wie viele Bilder zum Server gesendet wurden und wie viele Bilder bereits fertig ausgewertet wurden.

Über den Später Senden Knopf können Analysen gespeichert werden. Diese erscheinen anschließend im Verlauf und können von dort zur Analyse hochgeladen werden.

Nach vollendeter Messung muss die Probenkammer unbedingt gereinigt werden (siehe Wartung). Sollte die Hefeprobe in der Kammer eintrocknen ist diese evtl. dauerhaft beschädigt.

Ergebnisanzeige

Nachdem die Analyse in der Cloud abgeschlossen ist, wird ein Ergebnis-Bildschirm geladen (Abb. 20).

Dieser unterteilt sich in:

Probenname
Details – Blendet Informationen zur Verdünnung, Datum und Tag-Label Paare ein und aus
Konzentration (grüner Kreis) – Gibt die berechnete Gesamtzellzahl der Probe an in Millionen Zellen/ml an.
Die angezeigte Konzentration gilt für die unverdünnte Probe. Die vom Nutzer angegebenen Informationen zur Verdünnung & Mischung werden bei der Berechnung mit berücksichtigt.
Viabilität (violetter Kreis) – Gibt den ermittelten Anteil an lebenden Zellen in % zur Gesamtzellzahl der Probe an.
Knospende Zellen (gelber Kreis) – Gibt den ermittelten Anteil an knospenden Zellen in % zur Gesamtzellzahl der Probe an.
Pfeil am grünen Kreis – Startet den Heferechner.
Kommentar – Zeigt eingegebene Kommentare an.
Warnungsnachrichten – Erscheinen, wenn Zellzahlen in den Bildern nicht optimal sind

Was bedeuten die einzelnen Warnungstexte?

Die Zellzahl variiert stark zwischen einzelnen Bildern. Bitte stelle sicher, dass die Probe gut gemischt ist, da sonst die Genauigkeit der Analyse negativ beeinflusst sein kann.
Zwischen mindesten 2 Bildern der Analyse kommt es zu Unterschieden in der Zellzahl, die über 50 % liegen. Dies deutet auf eine ungleichmäßige Beladung der Kammer hin. Es sollte die Beladung der Kammer überprüft werden und sicher gestellt werden, dass die Hefelösung direkt vor der Kammerbeladung gut durchmischt wird.
Die Anzahl der Zellen in deinen Bildern ist außerhalb des optimalen Bereichs.
Um eine optimale Auswertung zu garantieren, sollte die Zellzahl je Bild zwischen 5 und 100 Zellen liegen. Zu wenige Zellen verschlechtern die Statistik der Auswertung, zu viele Zellen können die Bildanalyse negativ beeinflussen. Überprüfen Sie bei dieser Warnung Ihre Verdünnung und passen Sie sie gegebenenfalls an.

Histogramm – Zeigt die Verteilung der Zellgrößen in der Probe an. Die grünen Balken entsprechen hierbei den lebenden und die violetten Balken den toten Zellen
Im Allgemeinen zeigt eine Verteilung mit vielen großen Zellen, dass die Population im Durchschnitt älter ist, da Hefezellen mit jeder Knospung (Teilung) geringfügig größer werden.
Ergebnisbilder – Zur Überprüfung der Bildanalyse können diese durch Anklicken vergrößert werden. Eine detaillierte Erläuterung finden Sie im folgenden Abschnitt.

Folgendes Video erläutert die Ergebnisdarstellung weiter:

Erläuterung der Ergebnisbilder

Es werden nur Hefen, die sich innerhalb des Kreises befinden ausgewertet. Hierbei werden Zellen, welche weiße Bereiche des Kreises berühren mit einbezogen und Zellen, welche die roten Bereiche berühren ignoriert.

Dies ist analog zur Konzentrationsbestimmung mit einer Zählkammer. Auch hier werden für eine korrekte Konzentrationsbestimmung Zellen nicht gezählt, sofern Sie die obere oder linke Kante des Zählgitters berühren.

Erkannte Zellen sind farblich markiert und mit einem Kreis umrandet. Die automatische Messung ist hierbei (je nach Messmethode) in der Lage sowohl lebendige und tote wie auch sich teilende Zellen zu unterscheiden.

Der Umgang mit sich teilenden Hefen entspricht den Empfehlungen führender Experten im Hefe-Management.

Sich teilende Zellen (Mutter und Tochter) werden in der Viabilitätsbestimmung nicht mit berücksichtigt, wenn eine der Zellen oder beide gefärbt sind. Da knospende Zellen Methylenviolett oder Methylenblau nicht effizient abbauen können, sind sie oft gefärbt, obwohl sie viabel sind und sich noch vermehren können.

Für die Konzentrationsbestimmung werden Tochterzellen nur dann berücksichtigt, wenn sie mindestens halb so groß wie die Mutterzelle sind.

Insgesamt wird also wie folgt erkannt:

Bei der Viabilitätsbestimmung werden 4 Arten Zellen unterschieden:
Grüne Zellen – Lebendige Zellen
Violette / Blaue Zellen – Tote Zellen
Gelb-Schwarz umrandet – Teilende Mutterzellen, oder große Tochterzelle (für die Viabilitätsbestimmung ignoriert sofern eine der beiden gefärbt ist)
Nur Gelb umrandet – kleine Tochterzelle (für die Viabilitätsbestimmung und für die Konzentrationsbestimmung ignoriert)
Bei der reinen Konzentrationsbestimmung werden 3 Arten Zellen unterschieden:
Schwarz umrandet – Erwachsene Zelle
Gelb-Schwarz umrandet – Teilende Mutterzellen, oder große Tochterzelle
Nur Gelb umrandet – kleine Tochterzelle (für die Konzentrationsbestimmung ignoriert)

Heferechner

Über den grauen Pfeil, der im Ergebnis der Konzentration eingeblendet wird, kann der Heferechner (Abb. 22) gestartet werden. Es wird über das Messergebnis der Konzentration (und Viabilität) die Menge an benötigter Hefe berechnet, die für einen neuen Brauvorgang benötigt wird. Wenn Konzentration und Viabilität bestimmt wurden, wird nur der lebendige Anteil an Hefezellen für die Berechnung berücksichtigt. Wurde nur die Konzentration bestimmt, werden alle Zellen als lebendig betrachtet und mit in die Berechnung einbezogen.

Folgende Daten müssen für die Berechnung eingegeben werden:

Würzevolumen des neuen Brauvorgangs in Hektolitern
Gewünschte Hefeendkonzentration in Millionen Zellen / ml. Diese kann entweder direkt eingegeben werden oder über eine erweiterte Berechnung automatisch bestimmt werden. Die erweiterte Berechnung wird über den kleinen schwarzen Pfeil geöffnet, mit Hilfe des °P der Würze und einem Pitch Raten Faktor wird die nötige Hefekonzentration berechnet.

Im Ergebnis wird die einzusetzende Menge an Hefe in Litern angegeben.

Sollten mehr als 10 % des Gesamtvolumens auf die Hefe entfallen, erscheint ein Warnungszeichen mit der Nachricht Ein zu hohes Hefevolumen beeinflusst deinen Vorgang negativ! und es wird zusätzlich des Gesamtvolumen in Hektolitern eingeblendet.
Über den Knopf Einheiten können die Einheiten für das Würzevolumen (Hektoliter & Barrel) und das finale Hefevolumen (Liter, Gallone, US Pfund & Kilogram) umgestellt werden.

Vorherige Ergebnisse

Im Startbildschirm ist über den Verlauf eine Übersicht folgender Messungen einsehbar:

Abgeschlossene Messungen – Der Listeneintrag gibt eine schnelle Ergebnisübersicht zu Konzentration und Viabilität. Details können durch Anklicken des Eintrages eingesehen werden.
Unvollendete Messungen – Der Listeneintrag ist grau unterlegt und mit einem Pfeil gekennzeichnet. Durch Anklicken des Eintrages kann hier eine erneute Cloudanalyse gestartet werden.

Zudem sind folgende Funktionen im oberen Teil zugänglich:

Der Knopf Tag suchen ermöglicht das Filtern von Messungen nach während der Messung eingegebenen Tag-Label Paaren. Nach Anklicken des Knopfes öffnen sich zwei Eingabefelder für Tag und Label. Geben Sie einen Wert in das Feld für das Tag, nach dem Sie filtern möchten, und optional für das Label ein und drücken sie den Knopf „Tag suchen“. Anschließend wird eine gefilterte Ergebnisliste angezeigt.
Wird in der Suchfunktion kein Label angegeben, werden alle Messungen angezeigt, die das gesuchte Tag enthalten. Wenn Werte für Tag und Label eingegeben werden, werden Messungen angezeigt, bei denen das Tag und das entsprechende Label vorhanden sind. Es ist zudem möglich, nach mehr als einer Tag-Label-Kombination zu suchen. In diesem Fall werden nur Messungen angezeigt, die alle eingegebenen Kriterien erfüllen.
Der Knopf Abgleich Mit Backend synchronisiert alle lokalen Einträge mit der Cloud.