Стандартный референтный метод

Стандартный референтный метод или SRM ^[1] — 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 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. Таким образом, оно не может передавать полную цветовую информацию, для которой потребовалась бы 81 точка, но оно замечательно справляется с этой задачей (оно передает 92% спектральной информации), даже если рассматривать фруктовое пиво .

Вспомогательные «коэффициенты отклонения» (см. Расширенный SRM ниже) могут улавливать остаток и необходимы для фруктового пива, а также когда необходимо охарактеризовать тонкие различия в цвете солодового пива.

Метод измерения

Измерения ASBC и EBC теперь идентичны (оба проводятся на одной и той же длине волны и в кювете одинакового размера), но масштабирование отличается.

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

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

Число SRM изначально и по сей день определяется как «Интенсивность цвета пива на образце без мутности, имеющем спектральные характеристики среднего пива, в 10 раз превышает поглощение пива , измеренное в ячейке 1/2 дюйма монохроматическим светом при 430 нанометрах». ^[1] Современные спектрофотометры используют кюветы 1 см, а не 1/2 дюйма. При использовании кюветы 1 см применение закона Бугера–Бера–Ламберта показывает, что множитель должен быть 12,7, а не 10. Когда значение SRM для пива или сусла больше примерно 30, приближается к логарифмическому линейному пределу некоторых приборов, использующих кюветы 1 см. В таких случаях образец разбавляют деионизированной водой. Использование закона Бугера–Ламберта снова дает математическое определение SRM в общем случае как:

SRM=12,7\times D\times A_{430}

где - коэффициент разбавления ( для неразбавленных образцов, для разбавления 1:1 и т.д.) и поглощение при 430 нм в 1 см. $D$ $D=1$ $D=2$ $A_{430}$

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

SRM был принят в 1950 году Американским обществом химиков-пивоваров , которое признало необходимость в инструментальном измерении цвета, не обремененном трудностями системы Lovibond, которая полагается (она все еще используется во многих отраслях, включая пивоварение — солод часто маркируется цветом Lovibond лабораторных сусл, приготовленных из него) на визуальное сравнение образца с тонированными стеклянными дисками. Цвета пива, измеренные в SRM и градусах Lovibond, были, как отмечено выше, приблизительно равными 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 производителями солода, показывает, что соотношение между SRM и Lovibond (ºL) следующее:

SRM=1,3546\times {^{\circ }L}-0,76

ЕБК

Система измерения цвета EBC похожа на SRM. Измерения проводятся при 430 нм в ячейке 1 см, но единица цвета составляет 25 раз ^[3] фактор разбавления, умноженный на A _430, а не 12,7 раз фактор разбавления, умноженный на A ₄₃₀ , так что

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

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

Таким образом, EBC примерно вдвое больше SRM, и это применимо к любой глубине цвета. Согласие между SRM и Lovibond справедливо для светлого пива (10 °L ~ 12,7 SRM), но ухудшается для темного пива или сусла (40 °L ~ 53,4 SRM).

Обе системы требуют, чтобы пиво было свободным от мутности перед измерением при 430 нм. В SRM второе измерение проводится при 700 нм. Если поглощение на этой длине волны меньше 0,039 (это число взято из ^[2] ) поглощения при 430 нм, пиво считается свободным от мутности. В противном случае его следует отфильтровать или центрифугировать, а затем 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 (эквивалентно 1 FTU ). Измерение поглощения не производится, кроме как при 430 нм. (турбидиметр измеряет рассеяние при 650 нм).

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

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

Формула для преобразования между старым значением цвета EBC и SRM иногда продолжает появляться в литературе. Ее не следует использовать, поскольку она несовершенна 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 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 формулой $\лямбда$

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 вычисления A ₅₃₀ из SRM, измеренного при 430 нм, и, таким образом, для взаимного преобразования между SRM и старым EBC, это не то, где лежит ее значение. Поскольку она представляет, по крайней мере приблизительно, полный спектр поглощения пива, ее можно использовать для вычисления трехцветного цвета (три цветовые координаты в выбранном цветовом пространстве , которые описывают цвет, который наблюдатель видит на самом деле) пива с известным SRM, следуя предписанию ASTM E-308. ^[5]

Трехцветный цвет

В последние годы в пивоваренном сообществе появился интерес к отчетности по тристимулу, и ASBC имеет одобренный Метод анализа [MOA] для характеристики тристимула. ^[6] Поглощение образца измеряется в 1 см на 81 длине волны, разделенной 5 нм, начиная с 380 нм и до 780 нм. Они преобразуются в значения пропускания (путем взятия антилогарифма каждого поглощения) и вставки результатов в ASTM E-308. Сообщаемые значения тристимула находятся 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 представляет собой ограничение E-308, а скорее потребность ASBC в стандартизации отчетности.

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

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 в любом пути, для любого источника света, для любого наблюдателя в любом цветовом пространстве, выводимом из пространства CIE XYZ . Эта формула может, например, использоваться для расчета цветовых пятен для печати на прозрачной пленке или картоне для использования при оценке SRM реальных сортов пива, но образцы цвета, подготовленные таким образом, действительны только для источника света, наблюдателя и пути, используемых в расчете E-308. Цветовой справочник BJCP был подготовлен таким образом. Это иллюстрирует, что SRM передает полную цветовую информацию, если пиво имеет средние спектральные характеристики. Если нет, то нам нужно больше информации, чем предоставляет только SRM.

Расширенный SRM

Недавние исследования ^[7] показали, что спектр пропускания пива (без ограничений на его спектральные характеристики) может быть представлен следующим образом:

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

где являются собственными векторами ковариационной матрицы нормализованных спектров пропускания ансамбля сортов пива, из которых был определен средний нормализованный спектр (сумма двух экспоненциальных членов в скобках в формуле) , а и т. д. получаются как скалярные произведения собственных векторов с нормализованным спектром пропускания характеризуемого пива. Эта формула идентична приведенной ранее, за исключением того, что она была дополнена коэффициентами , которые кодируют отклонение нормализованного спектра образца от среднего нормализованного спектра. Если образец пива имеет нормализованный спектр, близкий к среднему, то c малы, и примечательно, как часто это бывает. 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 цвета менее одной единицы пространства L ^* a ^* b ^* (предел восприятия) на пути до 10 см под источником света C. Использование только SRM для этого пива дает достаточно хорошее описание его цвета с ошибкой около 4 единиц L ^* a ^* b ^* . Пиво, которое резко отклоняется от «среднего» спектра, легко поддается адаптации. Так, образец Kriek Lambic (бельгийское вишневое пиво) имеет SRM 15,27. Если бы его цвет был восстановлен только из SRM, это был бы цвет «среднего» пива, который будет темно-янтарным, а не красным, как у Kriek. Включение 3 коэффициентов (1,8, 0,8 и -0,1) дает точность цвета менее 1 единицы L ^* a ^* b ^* на путях до 8 см снова под источником света C. $\xi _{i}$ $A(\лямбда)$ $c_{1}$ $c_{2}$ $c_{i}$

Дополненный SRM выгоден по сравнению с трехцветным методом ASBC тем, что цвет при любых условиях просмотра может быть вычислен в дополнение к которому сохраняется привычная оценка SRM. Из-за метамерии невозможно, в общем случае ненулевых коэффициентов отклонения, оценить исходный спектр из значений L ^* a ^* b ^*, сообщаемых методом ASBC.

Цвет на основе стандартного эталонного метода (SRM)

Ссылки

^ "Спектрофотометрический метод определения цвета пива 10-A", Методы анализа ASBC
^ Ирвин Стоун, Миллер, М.С. «Стандартизация методов определения цвета пива» Труды Американского общества по биотехнологии (ASBC) 1949 г.
^ 2.13.2 Спектральная фотометрия (EBC-метод), Brautechnische Analysenmethoden Band II, MEBAK 2002
^ RT Linner, «Карамельный цвет: новый метод определения его цветового оттенка и красящей способности». Труды Ежегодного собрания Общества технологов безалкогольных напитков, 1970, стр. 63-72.
^ ASTM E-308-96 «Стандартные методы вычисления цветов объектов с использованием системы CIE», ASTM International, Западный Коншохокен, Пенсильвания, 1996 г.
^ "Анализ тристимула пива 10-C", Методы анализа ASBC
^ AJ deLange, "Стандартный эталонный метод спецификации цвета пива как основа для нового метода отчетности о цвете пива", J.Am.Soc. Brew. Chem 66(3) 143-150, 2008

Словарь пива , ред. А. Уэбба, ISBN 1-85249-158-2
Домашнее пивоварение , Грэм Уиллер, ISBN 1-85249-137-X