Стандартный эталонный метод - Standard Reference Method

В Стандартный эталонный метод или же SRM^[1] это одна из нескольких систем, которые используют современные пивовары для определения цвета пива. Определение значения SRM включает измерение затухание света определенной длины волны (430 нм) при прохождении через 1 см пива, выражая затухание как поглощение и масштабируя поглощение на константу (12,7 для SRM; 25 для EBC).

SRM (или EBC ) число представляет собой единственную точку в спектре поглощения пива. Таким образом, он не может передавать полную цветовую информацию, для которой потребуется 81 точка, но в этом отношении он отлично справляется (передает 92% спектральной информации), даже когда фруктовое пиво считаются.

Вспомогательные «коэффициенты отклонения» (см. «Расширенный SRM» ниже) могут улавливать остаток и необходимы для фруктового пива, а также для определения тонких цветовых различий в солодовом пиве.

Метод измерения

В ASBC и измерения EBC теперь идентичны (оба выполняются на одной длине волны и в кювете одинакового размера), но масштабирование другое.

Фотометр или спектрофотометр используется для измерения ослабления темно-синего (фиолетового) света при 430 ° С.нм, поскольку он проходит через 1 см пива, содержащегося в стандартной кювете размером 1 см на 1 см. Поглощение - это логарифм отношения интенсивности светового луча, входящего в образец, к интенсивности выходящего. Эта разница умножается на 12,7 в системе SRM и на 25 в EBC (см. Ниже).

Например, если интенсивность выходящего света составляет одну сотую от отношения интенсивности входящего света, равного 100, поглощение равно 2 и SRM составляет 25,4. Масштабный коэффициент взят из первоначального определения SRM, обсуждаемого в следующем абзаце.

Число SRM было первоначально и до сих пор определяется следующим образом: «Интенсивность цвета пива в образце без мутности, имеющем спектральные характеристики среднего пива, в 10 раз превышает поглощение пива, измеренного в 1/2-дюймовой ячейке с монохроматическим светом на 430 нанометров ».^[1] В современных спектрофотометрах используются кюветы диаметром 1 см, а не 1/2 дюйма. При использовании кюветы 1 см нанесение Закон Бугера-Бера-Ламбера показывает, что множитель должен быть 12,7, а не 10. Когда значение SRM для пива или сусла больше, чем примерно 30, приближаются к логарифмическому линейному пределу для некоторых инструментов, использующих кюветы 1 см. В таких случаях образец разбавляется деионизированной водой. Повторное использование Бера-Ламберта дает математическое определение SRM в общем случае как:

${ displaystyle SRM = 12,7 times D times A_ {430}}$

куда ${ displaystyle D}$ коэффициент разбавления (${ displaystyle D = 1}$ для неразбавленных проб, ${ displaystyle D = 2}$ для разведения 1: 1 и т. д.) и ${ displaystyle A_ {430}}$ поглощение при 430 нм в 1 см.

Длина волны 430 нм соответствует темно-синему (фиолетовому) свету и была выбрана, как и множитель, для того, чтобы значения, определенные в системе SRM, были сопоставимы со значениями, определенными с помощью Ловибонд Система использовалась во время принятия SRM.^[2]

SRM был принят в 1950 г. Американское общество химиков-пивоваров который признал необходимость инструментального измерения цвета, не отягощенного трудностями системы Lovibond, которая полагается (она все еще используется во многих отраслях промышленности, включая пивоварение - солод часто маркируется цветом Lovibond лабораторных сусло, приготовленных из них) визуальное сравнение 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 в отношении более темных цветов. Сравнение данных EBC и Lovibond, опубликованных современными малстерами, показывает, что отношения между SRM и Lovibond (ºL) следующие:

${ displaystyle SRM = 1,3546 times {^ { circ} L} -0,76}$.

EBC

В EBC Система измерения цвета аналогична SRM. Измерения проводятся при 430 нм в ячейке 1 см, но единица цвета - 25 раз.^[3] коэффициент разбавления, умноженный на A₄₃₀ в отличие от 12,7-кратного коэффициента разбавления, умноженного на A₄₃₀ так что

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

${ Displaystyle { mbox {SRM}} = { mbox {EBC}} раз .508}$

Таким образом, EBC примерно вдвое больше SRM, и это применимо при любой глубине цвета. Согласие между SRM и Lovibond удовлетворительное 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 на длине волны 430 нм. В SRM выполняется второе измерение на длине волны 700 нм. Если поглощение на этой длине волны меньше 0,039 (это число происходит от ^[2]) умноженное на поглощение при 430 нм, пиво считается не мутным. В противном случае его следует профильтровать или центрифугировать и повторить считывание. Если тест соотношения не пройден после осветления, то пиво не имеет «средних спектральных характеристик» и технически не может быть охарактеризовано методом SRM. Описанный ниже метод расширенного SRM устраняет эту трудность.

В системе EBC пиво необходимо фильтровать, если его мутность превышает 1 единицу мутности EBC (эквивалент 1 FTU ). Никакое измерение поглощения не производится, кроме 430 нм. (турбидиметр измеряет рассеяние на длине волны 650 нм).

Обратите внимание, что более ранняя версия цвета EBC была основана на поглощении на 530 нанометры, что не допускало прямого преобразования между двумя системами. Однако, если предположить линейный логарифмический спектр поглощения ( Линнер гипотеза из области карамельный цвет ) и знает Индекс оттенка Линнера,^[4] ${ displaystyle H_ {L}}$, поглощения связаны между собой:

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

Формула для преобразования между старым значением цвета EBC и SRM иногда продолжает появляться в литературе. Его не следует использовать, так как он ошибочен и основан на измерениях, которые больше не производятся.

Отчасти проблема с этой формулой заключается в том, что спектры пива нет лог линейный. 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 ${ displaystyle lambda}$ хорошо описан

${ displaystyle A ( lambda) = {SRM более 12,7} (0,018747e ^ {- {( lambda -430) over 13,374}} + 0,98226e ^ {- {( lambda -430) более 80,514} })}$

Хотя ясно, что эту формулу можно использовать для вычисления A₅₃₀ от SRM, измеренного на 430 нм и, следовательно, взаимного преобразования между SRM и старым EBC, это не то, где его ценность. Поскольку он представляет собой, по крайней мере приблизительно, полный спектр поглощения пива, его можно использовать для расчета трехцветный цвет (три цветовые координаты в выбранном цветовое пространство который описывает цвет, который фактически видит наблюдатель) пива известной SRM, следуя предписаниям ASTM E-308.^[5]

Трехцветный цвет

В последние годы пивоваренное сообщество проявило интерес к отчетности о трехцветных стимулах, и ASBC имеет одобренный метод анализа [MOA] для характеристики трехцветных стимулов.^[6] Поглощение образца измеряется в 1 см на 81 длине волны, разделенной 5 нм, начиная с 380 нм и заканчивая 780 нм. Они преобразуются в значения передачи (принимая антилогарифм каждой абсорбции) и внесение результатов в ASTM E-308. Приведенные трехцветные значения указаны в L^*а^*б^* цветовое пространство и опишите, что видно под Осветитель C (дневной свет) 10 ° наблюдатель когда дорожка составляет 1 см. Выбор пути, источника света, наблюдателя и цветового пространства не является ограничением E-308, а скорее необходим ASBC для стандартизации отчетов.

Если нам дано только значение SRM для пива, мы можем вычислить приблизительный спектр пропускания, если пиво имеет средние спектральные характеристики, просто взяв антилогарифмический диапазон ${ Displaystyle А ( лямбда)}$:

${ displaystyle T ( lambda) = log ^ {- 1} (- {SRM over 12.7} (0.018747e ^ {- {( lambda -430) over 13.374}} + 0.98226e ^ {- {( лямбда -430) более 80,514}}))}$

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 CIE XYZ пространство. Эту формулу можно использовать, например, для расчета цветовых пятен, которые будут напечатаны на прозрачных пленках или карточках для использования при оценке SRM реальных сортов пива, но образцы цвета подготовленные таким образом действительны только для источника света, наблюдателя и пути, использованных в расчете E-308. В BJCP цветовой гид был подготовлен 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 предоставляет SRM.

Дополненный SRM

Недавнее исследование^[7] показал, что спектр пропускания пива (без ограничения его спектральных характеристик) может быть представлен в виде:

${ displaystyle T ( lambda) = log ^ {- 1} (- {SRM over 12.7} (0.018747e ^ {- {( lambda -430) over 13.374}} + 0.98226e ^ {- {( лямбда -430) более 80,514}} + c_ {1} xi _ {1} + c_ {2} xi _ {2} + ...))}$

где ${ Displaystyle xi _ {я}}$ находятся собственные векторы из ковариационная матрица нормализованных спектров пропускания ансамбля сортов пива, из которых средний нормализованный спектр (сумма двух экспоненциальных членов в скобках в ${ Displaystyle А ( лямбда)}$ формула) и ${ displaystyle c_ {1}}$, ${ displaystyle c_ {2}}$ и т. д. получаются как точечные продукты собственных векторов с нормированным спектром пропускания характеризуемого пива. Эта формула идентична приведенной ранее, за исключением того, что она была дополнена ${ displaystyle c_ {i}}$ коэффициенты, которые кодируют отклонение нормализованного спектра выборки от среднего нормализованного спектра. Если образец пива имеет нормализованный спектр, близкий к среднему, значения c невелики, 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 одного L^*а^*б^* пространственная единица (предел восприятия) на расстоянии до 10 см при освещении C. Использование только SRM для этого пива дает достаточно хорошее описание его цвета с ошибкой около 4 л.^*а^*б^* единицы. Пиво, резко отличающееся от «среднего» спектра, легко приспосабливается. Таким образом, образец Крик ламбик (Бельгийское вишневое пиво) имеет SRM 15,27. Если бы его цвет был реконструирован только на основе SRM, это был бы цвет «среднего» пива, которое было бы темно-янтарным, а не красным цветом Kriek. Включение 3 коэффициентов (1,8, 0,8 и -0,1) дает точность цветопередачи менее 1 л.^*а^*б^* блок на путях до 8 см снова под источником C.

Расширенный SRM выгоден по сравнению с методом трехцветного изображения ASBC, поскольку цвет может быть вычислен при любых обстоятельствах просмотра, в дополнение к которому сохраняется знакомый рейтинг SRM. Потому что метамерия в общем случае коэффициентов отклонения, отличных от нуля, нельзя оценить исходный спектр из L^*а^*б^* значения, полученные методом ASBC.

Цвет основан на стандартном эталонном методе (SRM)

Рекомендации

• Словарь пива, Эд: А. Уэбб, ISBN  1-85249-158-2
• Домашнее пивоварение, Грэм Уиллер, ISBN  1-85249-137-X