Стандартный эталонный метод

Стандартный эталонный метод или SRM ^[1] — одна из нескольких систем, которые современные пивовары используют для определения цвета пива. Определение значения SRM включает измерение ослабления света определенной длины волны (430 нм) при прохождении через 1 см пива, выражение ослабления как поглощения и масштабирование поглощения с помощью константы (12,7 для SRM; 25 для EBC). .

Число SRM (или EBC ) представляет собой одну точку в спектре поглощения пива. По существу, он не может передать полноцветную информацию, для чего потребовался бы 81 балл, но в этом отношении он справляется замечательно (он передает 92% спектральной информации), даже если рассматривать фруктовое пиво .

Вспомогательные «коэффициенты отклонения» (см. «Дополненный SRM» ниже) могут учесть остаток и необходимы для фруктового пива, а также когда необходимо охарактеризовать тонкие цветовые различия в солодовом пиве.

Метод измерения

Измерения ASBC и EBC теперь идентичны (оба выполняются на одной длине волны и в кювете одного и того же размера), но масштабирование отличается.

Фотометр или спектрофотометр используется для измерения ослабления темно-синего (фиолетового) света при длине волны 430  нм , когда он проходит через 1 см пива, содержащегося в стандартной кювете размером 1 см на 1 см. Поглощение представляет собой логарифм отношения интенсивности светового луча, входящего в образец, к интенсивности выходящего. Эта разница умножается на 12,7 в системе SRM и на 25 в ЕДК (см. ниже).

Например, если интенсивность выходящего света составляет одну сотую интенсивности входящего света, соотношение равно 100, поглощение равно 2, а SRM равно 25,4. Масштабный коэффициент вытекает из исходного определения SRM, обсуждаемого в следующем параграфе.

Число SRM первоначально определялось и до сих пор определяется следующим образом: «Интенсивность цвета пива на образце, не имеющем мути и имеющем спектральные характеристики среднего пива, в 10 раз превышает поглощение пива , измеренное в ячейке размером 1/2 дюйма с монохроматическим свет с длиной волны 430 нанометров». ^[1] В современных спектрофотометрах используются кюветы диаметром 1 см, а не 1/2 дюйма. При использовании кюветы диаметром 1 см применение закона Бугера-Бера-Ламберта показывает, что множитель должен составлять 12,7, а не 10. Когда значение SRM для пива или сусла превышает примерно 30, логарифмический линейный предел некоторых приборов, использующих Подходят кюветы диаметром 1 см. В таких случаях пробу разбавляют деионизированной водой. Использование Бера-Ламберта снова дает математическое определение SRM в общем случае как:

${\displaystyle SRM=12.7\times D\times A_{430}}$

где – коэффициент разведения ( для неразбавленных образцов, для разведения 1:1 и т. д.) и оптическая плотность при 430 нм в 1 см3. ${\displaystyle D}$ ${\displaystyle D=1}$ ${\displaystyle D=2}$ ${\displaystyle A_{430}}$

Длина волны 430 нанометров соответствует темно-синему (фиолетовому) свету и была выбрана, как и множитель, чтобы сделать значения, определенные в системе SRM, сопоставимыми со значениями, определенными с использованием системы Lovibond , которая использовалась на момент принятия SRM. ^[2]

SRM была принята в 1950 году Американским обществом химиков-пивоваров , которое осознало необходимость инструментального измерения цвета, не отягощенного трудностями системы Ловибонда, которая полагается (она до сих пор используется во многих отраслях, включая пивоварение – солод часто маркированные цветом Ловибонд приготовленных из них лабораторных сусел) при визуальном сравнении образца с тонированными стеклянными дисками. Цвета пива, измеренные в SRM и градусах Ловибонда, были, как отмечалось выше, примерно одинаковыми 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 мальстерами, показывает, что взаимосвязь между SRM и Lovibond (ºL) такова:

${\displaystyle SRM=1.3546\times {^{\circ }L}-0.76}$.

ЕБК

Система измерения цвета EBC аналогична SRM. Измерения проводятся при длине волны 430 нм в ячейке размером 1 см, но единицей цвета является 25-кратный ^[3] коэффициент разбавления, умноженный на А ₄₃₀ , а не 12,7-кратный коэффициент разбавления, умноженный на А ₄₃₀ , так что

${\displaystyle {\mbox{EBC}}={\mbox{SRM}}\times 1.97}$

${\displaystyle {\mbox{SRM}}={\mbox{EBC}}\times .508}$

Таким образом, EBC примерно в два раза превышает SRM, и это применимо при любой глубине цвета. Соглашение между SRM и Lovibond справедливо для светлого пива (10 °L ~ 12,7 SRM), но ухудшается для более темного пива или сусла (40 °L ~ 53,4 SRM).

Обе системы требуют, чтобы пиво не было мутным перед измерением при 430 нм. В SRM второе измерение проводится при длине волны 700 нм. Если поглощение на этой длине волны меньше, чем в 0,039 (это число взято из ^[2] ) раз больше поглощения на длине волны 430 нм, пиво считается свободным от мутности. В противном случае его необходимо отфильтровать или центрифугировать и повторить измерение. Если тест на соотношение не пройден после осветления, то пиво не имеет «средних спектральных характеристик» и технически не может быть охарактеризовано методом SRM. Описанный ниже расширенный метод SRM устраняет эту трудность.

В системе EBC пиво необходимо фильтровать, если его мутность превышает 1 единицу мутности EBC (эквивалент 1 FTU ). Никакие измерения поглощения не производятся, кроме как при длине волны 430 нм. (турбидиметр измеряет рассеяние при 650 нм).

Обратите внимание, что более ранняя версия цвета EBC была основана на поглощении при длине волны 530 нанометров , что не допускало прямого преобразования между двумя системами. Однако, если принять линейный логарифмический спектр поглощения ( гипотеза Линнера из области карамельного цвета ) и знать индекс Линнера оттенка ^[4] , поглощения связаны соотношением: ${\displaystyle H_{L}}$

${\displaystyle A_{430}=A_{530}\times 10^{H_{L}/10}}$

Формула для преобразования старого значения цвета EBC в SRM иногда продолжает появляться в литературе. Его не следует использовать, так как он ошибочен и основан на измерениях, которые больше не проводятся.

Частично проблема этой формулы заключается в том, что спектры пива не являются логарифмически линейными. Поглощение 1 см пива со «средними спектральными характеристиками» (среднее здесь означает среднее значение спектров поглощения ансамбля из 99 сортов пива, как описано в ^[7] ) на длине волны хорошо описывается выражением ${\displaystyle \lambda }$

${\displaystyle A(\lambda )={SRM \over 12.7}(0.018747e^{-{(\lambda -430) \over 13.374}}+0.98226e^{-{(\lambda -430) \over 80.514}})}$

Хотя очевидно, что можно использовать эту формулу для расчета A ₅₃₀ на основе SRM, измеренного при длине волны 430 нм, и, таким образом, осуществлять взаимное преобразование между SRM и старым EBC, ее значение не в этом. Поскольку он представляет, по крайней мере приблизительно, полный спектр поглощения пива, его можно использовать для расчета трехцветного цвета (три цветовых координаты в выбранном цветовом пространстве , которое описывает цвет, который фактически видит наблюдатель) пива с известным SRM, следуя предписание ASTM E-308. ^[5]

Трехцветный цвет

В последние годы в пивоваренном сообществе проявился интерес к трехстимульным отчетам, и ASBC имеет утвержденный метод анализа [MOA] для трехстимульной характеристики. ^[6] Поглощение образца измеряется на расстоянии 1 см при 81 длине волны, разделенной 5 нм, начиная с 380 нм и заканчивая 780 нм. Они преобразуются в значения пропускания (путем взятия антилогарифма каждого поглощения) и вставки результатов в ASTM E-308. Сообщаемые значения тристимула представлены в цветовом пространстве L ^* a ^* b ^* и описывают то, что видно при источнике света C (дневной свет) наблюдателем под углом 10° , когда путь составляет 1 см. Выбор пути, источника света, наблюдателя и цветового пространства не является ограничением E-308, а скорее необходимостью ASBC стандартизировать отчетность.

Если нам дано только значение SRM для пива, мы можем вычислить приблизительный спектр пропускания, если пиво имеет средние спектральные характеристики, просто взяв антилогарифм : ${\displaystyle A(\lambda )}$

${\displaystyle T(\lambda )=log^{-1}(-{SRM \over 12.7}(0.018747e^{-{(\lambda -430) \over 13.374}}+0.98226e^{-{(\lambda -430) \over 80.514}}))}$

Это можно использовать с E-308 для расчета трехцветного цвета на любом пути, для любого источника света, для любого наблюдателя в любом цветовом пространстве, полученном из пространства CIE XYZ . Эту формулу можно, например, использовать для расчета цветовых пятен, которые будут напечатаны на прозрачной пленке или картоне для использования при оценке SRM реального пива, но подготовленные таким образом образцы цвета действительны только для источника света, наблюдателя и пути, используемых в Расчет Е-308. Руководство по цветам BJCP было подготовлено таким образом. Это показывает, что SRM действительно передает полную информацию о цвете, если пиво имеет средние спектральные характеристики. Если это не так, то нам нужно больше информации, чем просто предоставляет SRM.

Расширенный SRM

Недавние исследования ^[7] показали, что спектр пропускания пива (без ограничения его спектральных характеристик) может быть представлен следующим образом:

${\displaystyle T(\lambda )=log^{-1}(-{SRM \over 12.7}(0.018747e^{-{(\lambda -430) \over 13.374}}+0.98226e^{-{(\lambda -430) \over 80.514}}+c_{1}\xi _{1}+c_{2}\xi _{2}+...))}$

где - собственные векторы ковариационной матрицы нормированных спектров пропускания ансамбля пива, из которого был определен средний нормированный спектр (сумма двух экспоненциальных членов в скобках в формуле), и и т. д. получаются как скалярное произведение собственных векторов с нормированным спектром пропускания характеризуемого пива. Эта формула идентична приведенной ранее, за исключением того, что она дополнена коэффициентами, которые кодируют отклонение нормализованного спектра выборки от среднего нормализованного спектра. Там, где образец пива имеет нормализованный спектр, близкий к среднему, значения c малы, и удивительно, как часто это происходит. Обычно достаточно одного или двух коэффициентов увеличения, и они часто настолько малы, что одним или несколькими можно пренебречь. Например, импортный эль с SRM, равным 6,8, имеет коэффициенты -0,07 и -0,1. Используя оба этих коэффициента, можно получить точность цветопередачи менее одной пространственной единицы L ^* a ^* b ^* (предел восприятия) на расстоянии до 10 см под источником света C. Использование только SRM для этого пива дает достаточно хорошее описание его цвет с погрешностью около 4 L ^* a ^* b ^* единиц. Пиво, резко отклоняющееся от «среднего» спектра, легко приспосабливается. Так, образец Kriek Lambic (бельгийского вишневого пива) имеет SRM 15,27. Если бы его цвет был реконструирован только на основе SRM, это был бы цвет «среднего» пива, темно-янтарный, а не красный, как у Kriek. Включение трех коэффициентов (1,8, 0,8 и -0,1) дает точность цветопередачи менее 1 единицы L ^* a ^* b ^* на путях длиной до 8 см снова при источнике света C. ${\displaystyle \xi _{i}}$ ${\displaystyle A(\lambda )}$ ${\displaystyle c_{1}}$ ${\displaystyle c_{2}}$ ${\displaystyle c_{i}}$

Расширенный SRM имеет преимущество по сравнению с трехстимульным методом ASBC тем, что можно вычислить цвет при любых обстоятельствах просмотра, в дополнение к чему сохраняется знакомый рейтинг SRM. Из-за метамерии в общем случае ненулевых коэффициентов отклонения невозможно оценить исходный спектр по значениям L ^* a ^* b ^* , полученным методом ASBC.

Цвет на основе стандартного эталонного метода (SRM)

Рекомендации

1. «Спектрофотометрический цветовой метод пива 10-A», Методы анализа ASBC
2. Ирвин Стоун, Миллер, MC «Стандартизация методов определения цвета пива» ASBC Proceedings, 1949 г.
3. 2.13.2 Спектральная фотометрия (EBC-метод), Brautechnische Analysenmethoden Band II, MEBAK 2002
4. RT Линнер, «Цвет карамели: новый метод определения его цветового оттенка и красящей силы». Труды ежегодного собрания Общества технологов безалкогольных напитков, 1970, стр. 63-72.
5. ASTM E-308-96 «Стандартные методы расчета цветов объектов с использованием системы CIE», ASTM International, Вест-Коншохокен, Пенсильвания, 1996 г.
6. «Трёхстимульный анализ пива 10-C», Методы анализа ASBC
7. AJ deLange, «Стандартный эталонный метод определения цвета пива как основа для нового метода определения цвета пива», J.Am.Soc. Заварить. Хим. 66(3) 143-150, 2008 г.

• Словарь пива , под ред.: А. Уэбб, ISBN  1-85249-158-2 .
• Домашнее пивоварение , Грэм Уилер, ISBN 1-85249-137-X