وبلاگ
روش های مختلف اندازه گیری بریکس Brix
بریکس (°Brix)
در صنایع غذایی و نوشیدنی، کنترل مقدار مواد محلول به ویژه قند موجود در محصول، اهمیت زیادی در کنترل کیفیت دارد. یکی از رایجترین شاخصهایی که برای این منظور مورد استفاده قرار میگیرد، بریکس (Brix) است. این پارامتر در حالت آزمایشگاهی به گرم ساکارز موجود در 100 گرم نمونه اشاره دارد. مثلا، یک محلول ساکارز در آب که مقدار آن 20 درجه بریکس باشد، 20 گرم ساکارز در 100 گرم محلول (درصد وزنی) دارد. با این حال، چنانچه نمونه علاوه بر آب و ساکارز، حاوی ترکیبات دیگری نیز باشد، ارزیابی مقدار بهدستآمده اندکی متفاوت خواهد بود. این موضوع در بحث کنترل کیفیت اهمیت بالایی دارد. در این مقاله بررسی میکنیم که ب ابزارهای مختلف، مانند دانسیته متر دیجیتال و رفرکتومتر دیجیتال، چگونه مقدار بریکس را اندازهگیری میکنند.
آیا بریکس همان درصد قند است؟
در کاربردهای صنعتی نباید هر مقدار Brix را بدون توجه به ترکیب نمونه، دقیقا معادل درصد واقعی ساکارز در نظر گرفت. بسیاری از محصولات غذایی و نوشیدنی علاوه بر ساکارز، حاوی ترکیبات دیگری مانند فروکتوز، گلوکز یا سایر مواد محلول هستند. در چنین شرایطی، موادی غیر از ساکارز نیز میتوانند بر ویژگی فیزیکی مورد استفاده برای تعیین بریکس اثر بگذارند. به همین دلیل، مقدار اندازه گیری شده در محصولاتی مانند آبمیوه، نوشابه، شربت، محصولات قندی و حتی برخی نمونههای غیرغذایی، بیشتر بهعنوان یک شاخص کنترل کیفیت و کنترل فرایند مورد استفاده قرار میگیرد و این مقدار نشانه یک مقدار نسبی برای ارزیابی غلظت مواد محلول یا شیرینکننده ، نه لزوما آنالیز مستقیم و اختصاصی ساکارز می باشد.
چرا بررسی این پارامتر در کنترل کیفیت اهمیت دارد؟
مقدار مواد شیرینکننده و مواد محلول در بسیاری از محصولات مستقیما با ویژگیهای کیفی محصول ارتباط دارد. بنابراین، کنترل Brix میتواند به تولیدکننده کمک کند تا یکنواختی محصول را در مراحل مختلف تولید بررسی کند. در صنایع غذایی، این آزمون میتواند برای محصولاتی مانند آبمیوهها، نوشیدنیهای گازدار و شکر مورد استفاده قرار گیرد. مقدار اندازهگیریشده مشخص میکند که محصول از نظر میزان شیرینکننده در محدوده مورد انتظار قرار میگیرد. از دیدگاه تولید، به جز بررسی کیفیت محصول، کنترل دقیق این پارامتر میتواند به کنترل مصرف مواد اولیه و مدیریت هزینههای تولید نیز کمک کند.
روشهای اندازه گیری
برای این تست روشهای مختلفی وجود دارد. اساس بسیاری از این روشها به اندازه گیری یکی از دو ویژگی چگالی یا ضریب شکست نمونه برمیگردد. برای محلول خالص ساکارز در آب، این دو روش میتوانند مقدار یکسانی ارائه دهند. اما در نمونههای پیچیدهتر، ممکن است نتیجه به روش آزمون وابسته باشد. از جمله تجهیزات مورد استفاده برای این منظور میتوان به موارد زیر اشاره کرد:
هیدرومتر
هیدرومتر بر اساس چگالی مایع کار میکند. هرچه چگالی محلول و مقدار قند آن بیشتر باشد، هیدرومتر بیشتر شناور میشود. این روش ساده و کم هزینه است و برای بررسی سریع مقدار تقریبی Brix کاربرد دارد. با این حال، نتایج آن به اپراتور وابسته است، به حجم نمونه نسبتا زیادی نیاز دارد و زمان رسیدن نمونه به تعادل دمایی نیز میتواند قابل توجه باشد. همچنین برای پوشش یک محدوده اندازه گیری گسترده ممکن است به چند هیدرومتر نیاز باشد.
پیکنومتر
پیکنومتر ظرفی با حجم مشخص است که برای بررسی چگالی مورد استفاده قرار میگیرد. این روش میتواند در صورت استفاده صحیح نتایج دقیقی ارائه دهد، اما به آمادهسازی و مهارت اپراتور نیاز دارد. دمای کالیبراسیون پیکنومتر نیز اهمیت دارد؛ برای مثال، اگر دستگاه در دمای مشخصی مانند 20 درجه سانتیگراد کالیبره شده باشد، آزمایش باید در همان شرایط دمایی انجام شود. این روش نسبت به روشهای دیجیتال زمانبرتر است.
رفرکتومتر دیجیتال
رفرکتومترهای دیجیتال به دلیل سرعت بالا، حجم نمونه کم و کاهش دخالت اپراتور، گزینه مناسبی برای کنترل کیفیت هستند. در این روش، ویژگی نوری نمونه یعنی ضریب شکست اندازه گیری میشود و سپس این مقدار به بریکس تبدیل میشود.
سنجش بریکس با رفرکتومتر
دانسیتومتر دیجیتال
دانسیتومترهای دیجیتال نیز امکان تست سریع و خودکار را فراهم میکنند. این تجهیزات با استفاده از کنترل دمای Peltier میتوانند دمای اندازه گیری را بهصورت دقیق کنترل کنند و نتایج را ذخیره کنند.
سنجش بریکس با دانسیتومتر
تفاوت نتایج حاصل از دانسیتومتر و رفرکتومتر
یکی از نکات مهم در تست است که باید مشخص باشد مقدار اندازه گیری شده با چه روشی به دست آمده است. در یک محلول آب و ساکارز،بررسی بر پایه چگالی و ضریب شکست هر دو میتوانند مقدار یکسانی را نشان دهند. اما در نمونههایی که ترکیبات دیگری دارند، نتیجه ممکن است متفاوت باشد. یرای مثال میتوان به نمونهای از شربت ذرت با فروکتوز بالا اشاره کرد. یک محلول HFCS-55 با غلظت 40 درصد میتواند از نظر ضریب شکست معادل محلول 39.5 درصد ساکارز باشد و رفرکتومتر مقدار 39.5 درجه بریکس (°Bx) نشان دهد؛ در حالی که بر اساس چگالی، مقدار حدود 39.8 درجه بریکس (°Bx) خواهد بود. بنابراین، هنگام تعیین محدوده قابل قبول در کنترل کیفیت، بهتر است نتایج حاصل از هر دستگاه بر اساس یک روش اندازهگیری مشخص و ثابت ارزیابی شوند.
تاثیر دما بر نتایج آزمایش
دما یکی از عوامل مهم روی این پارامتر است و نمیتوان آن را نادیده گرفت. تغییر دمای حدود 1 درجه سانتیگراد میتواند تقریبا 0.1 درجه بریکس (°Bx) یا حتی بیشتر، بهخصوص در نمونههایی که وجود مقدار بالای قند، روی نتیجه اثر بگذارد. همچنین بریکس یک نمونه سرد میتواند بالاتر از مقدار همان نمونه در دمای اتاق نشان داده شود. این مورد نشان میدهد که در اندازهگیری دقیق، تنها انتخاب دستگاه مناسب کافی نیست؛ بلکه کنترل دمای نمونه و شرایط آزمون نیز اهمیت دارد.
چگونه روش مناسب آزمون را انتخاب کنیم؟
انتخاب روش اندازهگیری باید بر اساس نوع نمونه، دقت مورد نیاز، حجم نمونه، سرعت مورد انتظار و روش آزمایشگاه انجام شود. اگر هدف فقط یک بررسی سریع و تقریبی باشد، روشهایی مانند هیدرومتر میتوانند مورد استفاده قرار گیرند. اما در آزمایشگاههای کنترل کیفیت که تکرارپذیری، سرعت و کاهش خطای اپراتور اهمیت بیشتری دارد، استفاده از تجهیزات دیجیتال مزیت قابل توجهی محسوب میشود. رفرکتومترهای دیجیتال برای بررسی بر پایه ضریب شکست و دانسیتومترهای دیجیتال برای بررسی بر پایه چگالی، هر دو میتوانند برای تعیین Brix استفاده شوند. انتخاب میان این دو روش باید با توجه به ماهیت نمونه و روش استانداردشده آزمایشگاه صورت گیرد.
جمع بندی
بریکس یکی از پارامترهای مهم در کنترل کیفیت محصولات غذایی و نوشیدنی است که در نگاه اول ممکن است تنها معیاری برای سنجش میزان قند به نظر برسد. اما در عمل، تحلیل صحیح آن به ترکیب نمونه و روش آزمون وابسته است. در یک محلول خالص ساکارز و آب، این مقدار نشان دهنده مقدار ساکارز است؛ اما در نمونههای واقعی که ترکیبات مختلفی دارند، نتیجه تست میتواند با توجه به روش مورد استفاده، متفاوت باشد. به همین دلیل، مقایسه نتایج باید همیشه با در نظر گرفتن روش اندازه گیری و شرایط آزمایش انجام شود.