Пивоның түсін өлшеу әдісі (SRM)

Кіріспе

Стандартты анықтама әдісі немесе SRM – қазіргі заманғы сыра қайнатушылар сыра түсін көрсету үшін пайдаланатын бірнеше жүйелердің бірі. SRM мәнін анықтау үшін белгілі бір толқын ұзындығындағы (430 нм) жарық сыраның 1 см қалыңдығынан өтетін кездегі әлсіреуі өлшеніп, бұл әлсіреу сіңіру ретінде көрсетіледі және сіңіру тұрақты шамамен (SRM үшін 12,7; EBC үшін 25) масштабталады. SRM (немесе EBC) саны сыраның сіңіру спектріндегі бір ғана нүктені көрсетеді. Сондықтан ол толық түс туралы ақпаратты жеткізе алмайды, ол үшін 81 нүкте қажет, бірақ бұл жағынан өте жақсы жұмыс істейді (спектрлік ақпараттың 92% -ын жеткізеді), тіпті жеміс сыралары ескерілгенде де. Қосымша "қиылыс коэффициенттері" (төмендегі кеңейтілген SRM-ге қараңыз) қалған бөлігін анықтайды және жеміс сыралары үшін, сондай-ақ сыраның түсіндегі ұсақ айырмашылықтарды сипаттау қажет болғанда керек болады.

Өлшеу әдісі

ASBC және EBC өлшеулері қазір бірдей (екеуі де бірдей толқын ұзындығында және бірдей өлшемді куветте жасалады), бірақ масштабтау әртүрлі. 430 нм толқын ұзындығындағы терең көк (күлгін) жарықтың 1 см сырадан өтетін кездегі әлсіреуін өлшеу үшін фотометр немесе спектрофотометр қолданылады, сыра стандартты 1 см x 1 см куветте орналасқан. Сіңіру – бұл үлгіге кіретін жарық сәулесінің интенсивтігі мен одан шығатын интенсивтілік арақатынасының логарифмі. Бұл айырмашылық SRM жүйесінде 12,7-ға, ал EBC жүйесінде 25-ке көбейтіледі (төменде қараңыз). Мысалы, егер шығатын жарық интенсивтігі кіретін жарық интенсивтігінің жүзден бірі болса, арақатынас 100-ге тең, сіңіру 2-ге тең, ал SRM 25,4-ке тең болады. Масштабтау коэффициенті келесі абзацта талқыланатын SRM-нің бастапқы анықтамасынан туындайды. SRM нөмірі бастапқыда және қазір де «Тұрбуидтілігі жоқ және орташа сыраның спектрлік сипаттамаларына ие үлгідегі сыра түсінің қарқындылығы 430 нанометрлік монохроматикалық жарықпен 1/2 дюймдік жасушада өлшенген сыраның сіңіру қабілетінің 10 есесіне тең» деп анықталған [1]. Қазіргі спектрофотометрлер 1/2 дюймдік емес, 1 см куветтерді қолданады. 1 см кувет қолданғанда, Бугер-Бир-Ламберт заңына сәйкес, көбейткіш 10 емес, 12,7 болуы керек. Егер сыра немесе сусының SRM мәні шамамен 30-дан жоғары болса, 1 см куветтерді пайдаланатын кейбір құралдардың логарифмдік шегіне жақындау мүмкін. Мұндай жағдайларда үлгі деионизацияланған сумен сұйылтылады. Beer-Lambert заңын қолдану SRM-нің жалпы жағдайдағы математикалық анықтамасын береді:

The ASBC and EBC measurements are now identical (both done at the same wavelength and in the same size cuvette) but the scaling is different. A photometer or spectrophotometer is used to measure the attenuation of deep blue (violet) light at 430 nm, as it passes through 1 cm of beer contained in a standard 1 cm by 1 cm cuvette. The absorption is the log of the ratio of the intensity of the light beam entering the sample to the intensity leaving. This difference is multiplied by 12.7 in the SRM system and 25 in the EBC (see below). For example, if the light intensity leaving is one one hundredth the light intensity entering the ratio is 100, the absorption is 2 and the SRM is 25.4. The scale factor derives from the original definition of SRM discussed in the next paragraph. The SRM number was originally, and still is, defined by "Beer color intensity on a sample free of turbidity and having the spectral characteristics of an average beer is 10 times the absorbance of the beer measured in a 1/2 inch cell with monochromatic light at 430 nanometers. "[1] Modern spectrophotometers use 1 cm cuvettes rather than 1/2 inch ones. When a 1 cm cuvette is used, application of the Bouguer–Beer–Lambert law shows that the multiplier should be 12.7 rather than 10. When the SRM value for a beer or wort is larger than about 30 the log linear limit of some instruments using 1 cm cuvettes is approached. In such cases the sample is diluted with deionized water. Using Beer–Lambert again gives the mathematical definition of SRM in the general case as:

where is the dilution factor ( for undiluted samples, for 1:1 dilution etc.) and the absorbance at 430 nm in 1 cm. The 430 nanometer wavelength corresponds to a deep blue (violet) light, and was chosen, as was the multiplier, to make values determined in the SRM system comparable to those determined using the Lovibond system in use at the time the SRM was adopted. The SRM was adopted in 1950 by the American Society of Brewing Chemists which had recognized the need for an instrument based measurement of color unburdened by the difficulties of the Lovibond system which relies (it is still in use in many industries including brewing malts are often labeled with the Lovibond color of laboratory worts prepared from them) on visual comparison of the sample to tinted glass discs. Beer colors measured in SRM and degrees Lovibond were, as noted above, approximately equal at the time of adoption of the SRM. However, modern analytical methods show that SRM and Lovibond diverge for darker colors. Comparison of EBC and Lovibond data published by modern malsters shows that the relationship between SRM and Lovibond (ºL) is:

.

мұнда – сұйыту коэффициенті (сұйылтылмаған үлгілер үшін , 1:1 сұйыту үшін және т.б.), ал – 1 см-дегі 430 нм толқын ұзындығындағы сіңіру. 430 нанометрлік толқын ұзындығы терең көк (күлгін) жарыққа сәйкес келеді және көбейткіш, SRM жүйесінде алынған мәндерді сол кезде қолданылған Lovibond жүйесімен алынған мәндермен салыстыру үшін таңдалды. SRM 1950 жылы Американдық сыра жасаушы химиктер қоғамы қабылдады, ол Lovibond жүйесінің қиындықтарынан босатылған құралға негізделген түс өлшеудің қажеттілігін мойындады (ол әлі де көптеген салаларда қолданылады, соның ішінде сыра жасау үшін қолданылатын малтар көбінесе олардан дайындалған зертханалық сусының Lovibond түсімен белгіленеді) үлгіні боялған шыны дискілермен визуалды салыстыруға негізделген. SRM және Lovibond градустарында өлшенген сыра түстері, жоғарыда айтылғандай, SRM қабылданған кезде шамамен бірдей болды. Алайда, қазіргі заманғы талдау әдістері SRM және Lovibond арасындағы айырмашылықты қараңғы түстерде көрсетеді. Қазіргі заманғы малтар өндірушілер жариялаған EBC және Lovibond деректерінің салыстыруы SRM мен Lovibond (ºL) арасындағы байланысты көрсетеді: .

ЕБК

Түсті өлшеудің EBC жүйесі SRM-ге ұқсас. Өлшемдер 1 см-лік қуыста 430 нм толқын ұзындығында жүргізіледі, бірақ түстің бірлігі 25 есе сұйыту коэффициентіне көбейтілген A430-ға, ал емес 12,7 есе сұйыту коэффициентіне көбейтілген A430-ға тең. Сондықтан EBC шамамен екі есе SRM-ге дейін, және бұл кез келген түс тереңдігі үшін дұрыс. SRM және Lovibond арасындағы сәйкестік ақшыл сыралар үшін (10 °L ~ 12,7 SRM) жақсы, бірақ қараңғы сыралар немесе сусындар үшін (40 °L ~ 53,4 SRM) нашарлайды. Екі жүйе де 430 нм толқын ұзындығында өлшеу алдында сыраның бұлыңғыр болмауын талап етеді. SRM жүйесінде 700 нм толқын ұзындығында қосымша өлшем жасалады. Егер осы толқын ұзындығындағы сіңіру 0,039-дан (бұл сан [2] еңбегінен алынған) кем болса, 430 нм-дегі сіңіруге қатынасы ескеріледі және сыра тұмансыз деп есептеледі. Әйтпесе, оны сүзгілеу немесе центрифугалау қажет, содан кейін өлшем қайталанады. Егер тазартудан кейін қатынас тестінен өтпесе, сыраның "орташа спектрлік сипаттамалары" жоқ, және техникалық тұрғыдан алғанда SRM әдісімен сипатталуға лайық емес. Төменде сипатталған толықтырылған SRM әдісі осы қиындықты жояды. EBC жүйесінде сыраның бұлыңғырлығы 1 EBC бұлыңғырлық бірлігінен (бұл 1 FTU-ға тең) асып кетсе, оны сүзгілеу талап етіледі. 430 нм-ден басқа сіңіру өлшенбейді. (Турбидиметр 650 нм толқын ұзындығында шашырауды өлшейді). EBC түсінің бұрынғы нұсқасы 530 нанометрде сіңіруге негізделгенін ескеріңіз, бұл екі жүйе арасында тікелей түрлендіруге мүмкіндік бермеді. Дегенмен, егер сызықтық логарифмдік сіңіру спектрін (карамель түсі саласынан Линнер гипотезасы) қабылдасақ және Линнер реңінің индексін білсек, сіңірулер мына формуламен байланысты: Ескі EBC түсінің мәні мен SRM арасындағы түрлендіру формуласы кейде әдебиетте кездеседі. Оны қолдануға болмайды, себебі ол кемшіліктері бар және енді қолданылмайтын өлшемдерге негізделген. Бұл формуланың бір мәселесі – сыра спектрлері логарифмдік түрде сызықты емес. 1 см сыраның "орташа спектрлік сипаттамалары" (орташа, яғни [7] еңбегінде сипатталған 99 сыра ансамблінің сіңіру спектрлерінің орташасы) толқын ұзындығында жақсы сипатталады. Бұл формуланы 430 нм толқын ұзындығында өлшенген SRM деректерінен A530 есептеу үшін қолдануға болады, демек SRM мен ескі EBC арасында өзара түрлендіру жасауға болады, бірақ оның бағасы осы емес. Себебі ол, кем дегенде, сыраның толық сіңіру спектрін көрсетеді, сондықтан белгілі SRM сырасының тристимулдық түсін (көзбен көрінетін түсті сипаттайтын таңдалған түс кеңістігіндегі үш түс координатасы) ASTM E 308 нұсқауларын орындау арқылы есептеуге болады.

The EBC system of color measurement is similar to the SRM. Measurements are taken at 430 nm in a 1 cm cell but the unit of color is 25 times the dilution factor times A430 as opposed to 12.7 times the dilution factor times A430 so that

Thus EBC is approximately twice SRM and this applies at any color depth. The agreement between SRM and Lovibond is fair for pale beers (10 °L ~ 12.7 SRM) but worsens for darker beers or worts (40 °L ~ 53.4 SRM). Both systems demand that the beer be free of turbidity prior to the measurement at 430 nm. In the SRM a second measurement is taken at 700 nm. If the absorption at this wavelength is less than 0.039 (this number comes from [2]) times the absorption at 430 nm the beer is considered turbidity free. If not, it is to be filtered or centrifuged and the reading repeated. If the ratio test is not passed after clarification then the beer does not have "average spectral characteristics" and, technically, is not qualified to be characterized by the SRM method. The augmented SRM method described below removes this difficulty. In the EBC system the beer is required to be filtered if its turbidity is more than 1 EBC turbidity unit (equivalent to 1 FTU). No absorption measurement is made other than at 430 nm. (the turbidimeter measures scattering at 650 nm). Note that an earlier version of EBC color was based on absorption at 530 nanometers, which permitted no direct conversion between the two systems. However, if one assumes a linear log absorption spectrum (the Linner hypothesis from the realm of caramel color), and knows the Linner Hue Index, , the absorptions are related by:

A formula for converting between the old EBC color value and SRM sometimes continues to appear in literature. It should not be used, as it is flawed and based on measurements which are no longer taken. Part of the problem with this formula is that beer spectra are not log linear. The absorption of 1 cm of a beer with "average spectral characteristics" (average here means the average of the absorption spectra of the ensemble of 99 beers as described in[7]) at wavelength is well described by

While it is clear that one could use this formula to compute A530 from the SRM measured at 430 nm and thus interconvert between SRM and old EBC this is not where its value lies. Because it represents, at least approximately, the full absorption spectrum of the beer it can be used to calculate the tristimulus color (three color coordinates in a chosen color space which describes the color an observer actually sees) of a beer of known SRM by following the prescription of ASTM E 308.