Automaattisen pesäkelaskurin soveltuvuuden arviointi mikrobiologisessa laboratoriossa

Abstract

Opinnäytetyö toteutettiin IFF Genencor International Oy:n Jämsänkosken tehtaalla, jossa valmistetaan entsyymejä muun muassa pesu-, tekstiili- ja elintarviketeollisuuteen sekä eläinrehujen paranteiksi. Keskeisenä osana laadunvalvontaa laboratoriossa tutkitaan päivittäin entsyymituotteiden mahdollisia bakteeri-, hiiva- ja/tai homekasvustoja maljoilta stereomikroskoopin avulla ja pesäkkeet lasketaan ja dokumentoidaan käsin. Laboratoriossa haluttiin selvittää, toisiko automaattinen pesäkelaskuri tähän työvaiheeseen lisää tehokkuutta, ergonomiaa tai muita hyötyjä. Tehtaassa tuotetuista lopputuotteista ja niiden konsentraateista ei ole aiemmin tutkittu niiden sisältämää mahdollista mikrobiflooraa ja laboratoriossa haluttiin tehdä selvitys myös siitä.

Opinnäytetyön tavoitteena oli tutkia demokäyttöön hankittua Scan1200 -pesäkelaskuria ja sen soveltuvuutta osana laboratorion laadunvalvontaa. Työssä säädettiin pesäkelaskurin asetukset vastaamaan yleisimmin tutkittavia maljoja ja dokumentoitiin laitteen toimintaa ja ominaisuuksia käytännössä. Työssä arvioitiin kaupallisesti saatavilla olevaa laitetta sen tarkkuuden ja tarvittavan laskenta-ajan suhteen. Lisäksi työn kokeellisessa osuudessa tehtiin pintaviljelyjä entsyymitehtaan lopputuotteista ja niiden konsentraateista kaupallisille Ravintoagar-maljoille. Syntyneistä erillisistä pesäkkeistä valmistettiin puhdasviljelyjä ja lopuksi pesäkkeitä eristettiin ja lähetettiin ulkopuoliselle yritykselle tunnistettavaksi.

Tulokset osoittivat, että täysin automaattinen laskenta johti alhaiseen tarkkuuteen, erityisesti maljoilla, joilla oli erittäin suuri tai erittäin pieni pesäkemäärä. Automaattisten tulosten visuaalinen korjaaminen tietokoneen näytöllä paransi vastaavuutta manuaalisten laskentojen kanssa, mutta laskemiseen kuluneessa ajassa ei ollut parannusta. Mikrobilöydösten oikeellisuus jäi valitun menetelmän herkkyyden vuoksi epävarmaksi ja tulokset tulisi varmentaa jatkotutkimuksien avulla.

Manuaalinen pesäkkeiden laskenta on edelleen luotettavin laadunvalvontamenetelmä. Tekoälyversioita automaattisista pesäkelaskureista on kuitenkin saatavilla, ja niistä saattaa tulevaisuudessa tulla tarpeeksi tarkkoja työkaluja, joilla laboratorioon saadaan resursseja ja aikaa säästäviä parannuksia.

The thesis was carried out at the Jämsänkoski factory of IFF Genencor International Oy, where enzymes are manufactured for the laundry, textile, and food industries, as well as for use as animal feed enhancers. As a key part of quality control, the laboratory examines enzyme products daily for possible bacterial, yeast, and/or mold growth on plates using a stereo microscope, with colonies counted and documented manually. The laboratory wanted to determine whether an automatic colony counter could bring greater efficiency, ergonomics, or other benefits to this process. In addition, the factory’s end products and their concentrates had never been examined for possible microbial flora, and the laboratory wished to conduct a study on this.

The aim of the thesis was to evaluate the Scan1200 colony counter, obtained for demonstration use, and its suitability as part of the laboratory's quality control. The colony counter settings were adjusted to match the most commonly tested plates, and the device’s operation and performance were documented in practice. The study assessed a commercially available device in terms of accuracy and required counting time. The results showed that fully automatic counting produced low accuracy, particularly on plates with very high or very low colony counts. Visual correction of the automatic results on the computer screen im-proved consistency with manual counts, but it did not reduce the time required for counting.

In addition, in the experimental part of the thesis, surface cultures were prepared from the enzyme factory’s end products and their concentrates on commercial Nutrient Agar plates. Pure cultures were then derived from the resulting individual colonies, which were subsequently isolated and sent to an external company for identification. The accuracy of the microbial findings remained uncertain due to the limitations of the isolation method, and the results should be confirmed through further studies.

Manual colony counting remains the most reliable quality control method. However, AI-based versions of automated colony counters are now available and may, in the future, become sufficiently accurate to provide meaningful resource and time-saving improvements in the laboratory.