Введение
Стандартный метод отсчета, или SRM, – одна из нескольких систем, используемых современными пивоварами для определения цвета пива. Определение значения SRM включает измерение затухания света определенной длины волны (430 нм) при прохождении через 1 см пива, выражение затухания в виде поглощения и масштабирование поглощения с помощью постоянного коэффициента (12,7 для SRM; 25 для EBC). Число SRM (или EBC) представляет собой одну точку в спектре поглощения пива. Следовательно, оно не может передать полную информацию о цвете, для которой требуется 81 точка, но оно удивительно хорошо справляется с этой задачей (передает 92% спектральной информации), даже применительно к фруктовым сортам пива. Вспомогательные "коэффициенты отклонения" (см. раздел "Расширенный SRM" ниже) позволяют учесть остальную часть информации и необходимы для фруктовых сортов пива, а также для характеристики незначительных цветовых различий в солодовых сортах пива.
Метод измерения
Измерения ASBC и EBC теперь идентичны (оба проводятся на одной длине волны и в кувете одного размера), но масштабирование отличается. Для измерения ослабления глубокого синего (фиолетового) света на длине волны 430 нм, проходящего через 1 см пива в стандартной кувете размером 1 x 1 см, используется фотометр или спектрофотометр. Поглощение – это логарифм отношения интенсивности светового пучка, входящего в образец, к интенсивности, выходящего из него. Эта разница умножается на 12,7 в системе SRM и на 25 в системе EBC (см. ниже). Например, если интенсивность выходящего света составляет одну сотую от интенсивности входящего света, то отношение равно 100, поглощение равно 2, а значение SRM – 25,4. Коэффициент масштабирования происходит из первоначального определения SRM, которое обсуждается в следующем абзаце. Изначально, и до сих пор, число SRM определяется как «интенсивность цвета пива на образце, свободном от мутности и обладающем спектральными характеристиками среднестатистического пива, в 10 раз превышающая поглощение пива, измеренное в полудюймовой ячейке монохроматическим светом на длине волны 430 нанометров» [1]. Современные спектрофотометры используют куветы размером 1 см, а не полудюймовые. При использовании куветы 1 см применение закона Бугера-Бера-Ламберта показывает, что множитель должен быть 12,7, а не 10. Когда значение SRM для пива или сусла превышает примерно 30, приближается логарифмический предел линейности некоторых приборов, использующих куветы 1 см. В таких случаях образец разбавляют деионизированной водой. Повторное применение закона Бугера-Бера-Ламберта дает математическое определение SRM в общем случае:
где – коэффициент разбавления (для неразбавленных образцов, для разбавления 1:1 и т. д.), а – поглощение при 430 нм в 1 см. Длина волны 430 нм соответствует глубокому синему (фиолетовому) свету, и она, как и множитель, была выбрана для того, чтобы значения, определенные в системе SRM, были сопоставимы со значениями, определенными с использованием системы Lovibond, которая использовалась во время принятия SRM. SRM была принята в 1950 году Американским обществом пивоваров-химиков, которое признало необходимость инструментального измерения цвета, не обремененного сложностями системы Lovibond, которая основывается (она до сих пор используется во многих отраслях промышленности, включая пивоварение; солодовый солод часто маркируется цветом Lovibond лабораторных сусел, приготовленных из него) на визуальном сравнении образца с тонированными стеклянными дисками. Цвета пива, измеренные в SRM и градусах Lovibond, были, как отмечалось выше, приблизительно равны на момент принятия SRM. Однако современные аналитические методы показывают, что SRM и Lovibond расходятся для более темных цветов. Сравнение данных EBC и Lovibond, опубликованных современными солодовниками, показывает, что взаимосвязь между SRM и Lovibond (ºL) следующая:
.
ЕБК
Система измерения цвета EBC аналогична SRM. Измерения проводятся при 430 нм в ячейке 1 см, но единица цвета равна 25, умноженному на коэффициент разбавления и A430, в отличие от 12,7, умноженного на коэффициент разбавления и A430, таким образом, EBC примерно в два раза больше SRM, и это справедливо для любой глубины цвета. Соответствие между SRM и Lovibond удовлетворительное для светлых сортов пива (10 °L ~ 12,7 SRM), но ухудшается для более темных сортов пива или сусла (40 °L ~ 53,4 SRM). Обе системы требуют, чтобы пиво было прозрачным перед измерением при 430 нм. В SRM проводится второе измерение при 700 нм. Если поглощение на этой длине волны меньше 0,039 (это значение взято из [2]), умноженного на поглощение при 430 нм, пиво считается свободным от мутности. В противном случае его следует отфильтровать или отцентрифугировать и повторить измерение. Если после осветления пропорциональный тест не пройден, пиво не обладает "средними спектральными характеристиками" и, технически, не может быть охарактеризовано методом SRM. Усовершенствованный метод SRM, описанный ниже, решает эту проблему. В системе EBC пиво необходимо фильтровать, если его мутность превышает 1 единицу мутности EBC (эквивалентно 1 FTU). Измерение поглощения производится только при 430 нм (турбидиметр измеряет рассеяние при 650 нм). Следует отметить, что более ранняя версия шкалы цвета EBC основывалась на поглощении при 530 нанометрах, что не позволяло прямого преобразования между двумя системами. Однако, если предположить линейный логарифмический спектр поглощения (гипотеза Линнера из области карамельного цвета) и знать индекс оттенка Линнера, поглощения связаны следующим образом: Формула для преобразования между старым значением цвета EBC и SRM иногда все еще встречается в литературе. Ее не следует использовать, поскольку она ошибочна и основана на измерениях, которые больше не проводятся. Часть проблемы с этой формулой заключается в том, что спектры пива не являются логарифмически линейными. Поглощение 1 см пива с "средними спектральными характеристиками" (среднее здесь означает среднее значение спектров поглощения ансамбля из 99 сортов пива, как описано в [7]) на заданной длине волны хорошо описывается выражением: Хотя очевидно, что эту формулу можно использовать для вычисления A530 по данным SRM, измеренным при 430 нм, и, таким образом, для преобразования между SRM и старым EBC, ее ценность заключается не в этом. Поскольку она, по крайней мере приблизительно, представляет собой полный спектр поглощения пива, ее можно использовать для расчета тристимульного цвета (три цветовые координаты в выбранном цветовом пространстве, описывающие цвет, который фактически видит наблюдатель) пива с известным значением SRM, следуя рекомендациям ASTM E 308.
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.