Измерение показателя Brix (градусов Брикса) широко применяется, например, в пищевой промышленности и производстве напитков. Brix — это показатель содержания чистой сахарозы в воде:

1 градус Брикса (°Bx) = 1 г сахарозы / 100 г раствора.
 

Но применим ли такой показатель к любым образцам? 12 °Bx в апельсиновом соке — это 12 граммов сахара?
 

Нет, не обязательно. Шкала Брикса используется для измерения содержания сахара не только в таких продуктах, как безалкогольные напитки, фруктовые соки и томатные концентраты, но и в смазочно-охлаждающих жидкостях, состав которых сильно отличается от чистого водного раствора сахарозы. Это часто приводит к недоразумениям, особенно при попытках сравнивать результаты, полученные разными методами (с помощью ареометров, пикнометров, рефрактометров, цифровых плотномеров).

На этой странице приведены основные сведения о Brix и других показателях концентрации сахара.

Знаете ли вы, что изменение температуры на 1 ⁰C может вызвать колебания в результатах примерно на 0,1 ⁰Bx? Или даже больше, если концентрация сахара высока?

Поэтому следует помнить, что показатель Brix, измеренный с помощью любого из упомянутых выше приборов, сильно зависит от температуры.

Подробнее о температурной коррекции показателя преломления (Brix) для растворов сахарозы с разной концентрацией…

Шкала Боллинга, старейшая шкала для измерения концентрации растворенных твердых веществ, в первую очередь — сахара в пивном сусле, была предложена в 1843 году.

Сахара, в основном происходящие из солода, находятся в растворе вместе с другими веществами. Такую смесь называют «экстрактом». Чтобы контролировать процесс брожения, пивовары обычно следят за изменением показателя Боллинга или аналогичного показателя (см. ниже) для определения концентрации сусла. В ходе брожения сусла сахар превращается в спирт, и его концентрация постепенно снижается. Это дает пивоварам возможность оценить конечное содержание алкоголя в пиве, а также обеспечивает дополнительный контроль процесса пивоварения для стабилизации качества конечного продукта.

Градусы Плато — это еще одна шкала, используемая для измерения содержания сахара в пивном сусле. Шкала основана на весовых процентах и определяется следующим образом:

1 градус Плато = 1 г экстракта / 100 г сусла

Поскольку пиво состоит из воды, спирта и растворенного сахара, происходящего в основном из солода, пивовары должны измерять концентрацию сахара, чтобы лучше контролировать процесс брожения пива.

Шкала Плато составлена для температуры 17,5 °C. Для пересчета измеренных значений удельного веса в градусы Плато используется формула:

°P = 260 × (1 – (1 / удельный вес водного раствора при 17,5 °C)).

Шкалу Эксле в основном используют в Германии, Швейцарии и Люксембурге для измерения плотности виноградного сусла. Существуют два варианта шкалы Эксле: так называемая «старая» шкала основана на измерении удельного веса, а «новая» — на показателе преломления.

Показатель Эксле по старой шкале рассчитывается по формуле:

Oeo = 1000(sg – 1,0),

где

Oeo = «старые» градусы Эксле
sg = удельный вес.

Показатель Эксле по новой шкале рассчитывается по формуле:

Oen = 2639,22 × nD – 3514,83,

где

Oeo = «новые» градусы Эксле
nD = показатель преломления.

Шкала Боме была предложена в 1768 году французским аптекарем Антуаном Боме (Antoine Baumé), который изобрел ареометр — прибор для измерения удельного веса жидкостей.

Шкала Боме позволяет оценивать концентрацию любого раствора в одних и тех же единицах (градусах Боме; °Bé) одним и тем же прибором (ареометром Боме); однако для определения концентрации каждого типа вещества приходится использовать специальную таблицу. В настоящее время шкала используется в производстве пива, вина, меда и концентрированных кислот. Соотношение между плотностью и градусами Боме в разное время выражалось разными способами.  Сейчас связь между плотностью раствора и градусами Боме определяется для температуры 16 °C следующими соотношениями.

• Жидкости, менее плотные по сравнению с водой:

плотность = 140 / (130 + °Bé).

• Жидкости, более плотные по сравнению с водой:

плотность = 145 / (145 – °Bé).

Соотношение между градусами Брикса и Боме нелинейно. Тем не менее для приблизительного пересчета можно использовать простую формулу:

°Bx = (°Bé x 1,905) – 1,6

°Bé = (°Bx + 1,6) / 1,905

Если требуется определять точное значение по шкале Боме для образцов при заданной температуре, настольный цифровой плотномер будет идеальным выбором.

Наряду с плотностью по шкале Брикса, существуют другие сопоставимые единицы для измерения содержания сахарозы, например градусы Плато, Боме, Эксле и Боллинга. Ниже приведена сводная таблица по типам измерений с дополнительными сведениями об используемых шкалах.

Следует помнить, что основой для любого измерения концентрации сахара является удельный вес жидкой пробы при использовании цифрового плотномера или пикнометра и показатель преломления при использовании цифрового рефрактометра или одного из ручных методов, перечисленных выше.

Точное измерение Брикс необходимо для управления затратами и качеством в производстве напитков. Точно определив Brix, можно не только обеспечить требуемое качество, но и оптимизировать затраты, сберегая ежегодно тысячи долларов.

Луч света, проходя из одной среды в другую, оптически менее плотную, меняет направление. Угол падения луча по мере увеличения достигает критической величины, при которой свет не выходит из более плотной среды. Превышение критического угла называют полным внутренним отражением. По величине угла полного внутреннего отражения вычисляется показатель преломления. Преломление зависит от длины волны падающего света, поэтому показатель преломления измеряется на стандартной длине волны линии D натрия (589,3 нм) и обозначается nD. Показатель преломления зависит не только от длины волны, используемой для измерения, но и от температуры анализируемого раствора.

Следовательно, существует прямая зависимость между показателем преломления и Brix. Измеренный показатель преломления непосредственно пересчитывается в весовые проценты концентрации сахарозы (°Brix/°Bx).

Да, значения Brix изменяются с изменением температуры жидкости. В холодной пробе Brix будет выше, чем в той же пробе при комнатной температуре. Это значит, что для получения точных данных необходимо учитывать температуру. Для того чтобы избежать ошибок при ручном пересчете, рекомендуется использовать цифровой анализатор с функцией коррекции температуры.

Один градус Brix (1 % Brix) соответствует 1 грамму сахарозы в 100 граммах раствора. Разницы между этими единицами нет: в данном случае 1 °Brix = 1 % Brix (по весу).

Рефрактометр — самый простой и самый точный прибор для измерения Brix.

Brix — это показатель содержания растворенных твердых веществ в жидкости, который определяется по удельному весу раствора. В основном он используется для измерения концентрации растворенного сахара. Один градус Brix соответствует 1 грамму сахарозы в 100 граммах раствора.

Для вина, как и для любой другой жидкости, Брикс является показателем содержания сахара. Виноделы измеряют Brix до сбора винограда, чтобы по содержанию сахара определить возможное содержание алкоголя в вине после сбраживания сахара. Brix необходимо измерять не реже одного раза в день во время брожения. Контроль скорости конверсии позволяет регулировать температуру процесса для достижения оптимального качества вина.

Непонятная на первый взгляд шкала Брикс используется в кулинарии, в частности, в виноделии. Диапазон от 18 до 24 °Bx, в зависимости от вкуса, аромата и назначения вина, обычно считается оптимальным.

А вы собираетесь контролировать Брикс (Brix) в своих образцах?

Показатель Brix для хорошего меда находится в диапазоне от 70 до 88 градусов. Но качество меда зависит также и от содержания влаги. Дело в том, что увеличение влажности повышает вероятность того, что мед испортится при хранении. Согласно стандарту AOAC 969.38, влажность не должна превышать 20 %.

Согласно стандарту фруктовых соков CODEX STAN 247, Brix для апельсинового сока должен находиться в диапазоне от 11,2 до 11,8 и соответствовать требованиям национального законодательства страны-импортера, но не ниже 11,2. Однако признано, что в разных странах Brix может естественным образом отличаться от этого диапазона значений. В случаях, когда Brix постоянно ниже, допускается восстановленный сок из этих стран при условии, что он соответствует критериям аутентичности, указанным в Общем стандарте для фруктовых соков и нектаров, и имеет показатель Brix не ниже 10 °Bx.

Следует заметить, что кислотность апельсинового сока влияет на Брикс. Фруктовые соки содержат, наряду с сахаром, и другие вещества, например кислоты. Эти вещества также влияют на показатель преломления и снижают значения Brix. По этой причине измеренные значения Brix следует корректировать, учитывая вклад кислотности, чтобы представлять реальное содержание сахара в образце.

Узнайте больше о кислотности и измерении содержания кислоты: Скачайте руководство.

Измеряйте Brix с высокой точностью с помощью рефрактометров и плотномеров МЕТТЛЕР ТОЛЕДО

Один градус Brix означает 1 грамм сахарозы в 100 граммах водного раствора. Если в растворе присутствует только сахароза в качестве растворимого твердого вещества, то 1 грамм сахара повысит значение Brix на 1 °Bx.

Хотите создать свой собственный стандарт Брикс (Brix)?

Этап 1. Проверьте рефрактометр дистиллированной водой. Значение должно быть равно нулю. В противном случае очистите и откалибруйте прибор.

Этап 2. Рабочая поверхность рефрактометра должна быть чистой и сухой.

Этап 3. Поместите небольшое количество анализируемого раствора на призму. Достаточно пары капель.

Этап 4. Направляя призму на источник света, смотрите в окуляр. Не смотрите на солнце.

Этап 5. Сфокусируйте окуляр и снимите показание там, где нижний край синего поля пересекает шкалу. Это показание и будет значением Brix.

Однако обычный рефрактометр не очень удобен для измерения Brix. Его недостатки:

• узкий диапазон измерения (для расширения диапазона необходимо иметь несколько рефрактометров);
• отсутствие термостатирования (точные данные можно получить только при 20 °С);
• зависимость точности измерения от оператора;
• отсутствие протокола измерений.

Для упрощения процедуры и повышения точности измерений используйте цифровой рефрактометр. Это повысит производительность лаборатории, сбережет время и средства.

В большинстве случаев градусы Brix, Плато и Боллинга эквивалентны. Все три шкалы представляют собой выражение весового процента содержания сахара в растворе через удельный вес. Удельный вес — это отношение веса определенного объема жидкости к весу такого же объема воды. У жидкостей тяжелее воды, например сусла, значение удельного веса выше 1,000. У жидкостей легче воды, например спирта, значение удельного веса меньше 1,000.

Первая из таких шкал была предложена Боллингом в 1843 году. Немного позднее Брикс исправил неточности расчета шкалы Боллинга и представил таблицу Brix. В начале 1900-х годов Плато и его сотрудники внесли дальнейшие исправления и разработали шкалу Плато. По существу, все три шкалы одинаковы. При переводе весовых процентов в удельный вес по разным таблицам результаты отличаются в пятом и шестом десятичном разряде шкалы удельного веса.

Кукурузный сироп с высоким содержанием фруктозы (HFCS) — это жидкий подсластитель, содержащий в основном фруктозу и D-глюкозу. Его получают из кукурузного крахмала. В производстве напитков и продуктов питания HFCS используют в качестве заменителя сахарозы. HFCS выпускается с тремя разными концентрациями фруктозы — 42, 55 и 90 вес. % — и используется в основном в США.

По сравнению с сахарным песком подсластитель HFCS в производстве дешевле и технологичнее.

Измерять показатель Brix и концентрацию HFCS можно с помощью плотномера или рефрактометра. При измерении концентрации чистой сахарозы или HFCS в растворе эти методы дают одинаковые результаты.

Цифровые плотномеры и рефрактометры, такие как плотномер Excellence D4 и рефрактометр Excellence R4 МЕТТЛЕР ТОЛЕДО позволяют напрямую измерять градусы Brix и процент HFCS. Оба прибора автоматически пересчитывают плотность и показатель преломления в градусы Brix и процент HFCS. При измерении содержания чистой сахарозы или чистого HFCS обоими методами результаты совпадают, их можно сравнивать.

Соотношение Брикс-кислота рассчитывается путем деления показателя Brix в соке на концентрацию безводной лимонной кислоты (в граммах на 100 граммов сока). Это соотношение наиболее часто используется для оценки качества сока и спелости фруктов.

Сначала проверьте рефрактометр деионизованной водой. Результат измерения должен быть 0 вес. % или 1,3332 nD при 20 °C (с учетом допустимой погрешности). Убедитесь в том, что правильно задан метод измерения Brix при требуемой температуре. Поместите приблизительно 0,3 мл пробы в измерительную ячейку и нажмите «Пуск». Результат будет получен через несколько секунд.

Сначала проверьте плотномер деионизованной водой. Результат измерения должен быть 0 вес. % или 0,9982 г/см³ при 20 °C (с учетом допустимой погрешности). Убедитесь в том, что правильно задан метод измерения Brix при требуемой температуре. Поместите шприцем приблизительно 2 мл пробы в измерительную ячейку и нажмите «Пуск». Результат будет получен через несколько секунд.