Come misurare lo zucchero con un rifrattometro

La produzione di alcol e di birra è la conversione degli zuccheri in etanolo e anidride carbonica. Essere in grado di calcolare i livelli di zucchero nel mosto (espresso in gradi “Brix”) consente ai birrai ed ai produttori di vino di capire quale sarà il contenuto alcolico dopo la fermentazione. Questa particolare unità di misura, il cui nome deriva da Adolf Ferdinand Wenceslaus Brix, è molto importante nell’industria alimentare, dove di solito si applica alla misurazione della quantità di zuccheri presenti in frutta e verdura, nel vino e nelle bibite, nei prodotti intermedi della preparazione dello zucchero da tavola.

La stima della quantità di zuccheri presenti è molto utile nel mondo culinario, in particolare con le bevande. Durante il processo di produzione di birra in casa, ad esempio, è consigliabile controllare il peso specifico della propria birra. Esso dipende dalla quantità totale di zuccheri disciolti nell’acqua. Vari strumenti possono misurare il peso specifico della tua birra. Un rifrattometro è uno strumento che molti produttori di birra “fai-da-te” usano per misurare il peso specifico durante la produzione della birra.

Il Brix viene infatti comunemente misurato attraverso un rifrattometro: in questo senso è corretto parlare di sostanza secca rifrattometrica (in inglese refractometric dried substance, abbreviato: RDS) e si usa perciò il simbolo °Bx RDS. Nei succhi di frutta 1°Bx è corrispondente all’1-2% in peso di zucchero e questo corrisponde a un grado di dolcificazione ritenuto generalmente gradevole. A seconda del sapore e degli obiettivi specifici di un determinato vino, un valore di circa 18-24 ° Bx è in genere ideale.

Il Brix di alcuni tipi comuni di frutta.

Come funziona un rifrattometro

Un rifrattometro funziona usando la rifrazione. La rifrazione si riferisce al cambiamento nella direzione di un’onda che passa da una sostanza all’altra. L’esempio più semplice di rifrazione si ha guardando un bicchiere pieno d’acqua. Quando si osserva il vetro dall’alto, la parte inferiore dell’obiettivo potrebbe sembrare sollevata più in alto di quanto non sia. Quando si posiziona un oggetto dritto come un cucchiaio o un coltello nel bicchiere, l’utensile sembrerà piegato mentre lo si vede di lato.

Il rifrattometro funziona secondo un principio simile. Quando si posiziona il campione di mosto – l’estratto liquido – sul rifrattometro, la luce che lo attraversa si rifrange ad angoli diversi a seconda della quantità di zucchero disciolto nel campione. La luce rifratta illuminerà una scala con una gamma di densità di mosto variabile. Guardando attraverso l’oculare del rifrattore, si è facilmente in grado di leggere la densità del mosto dalla scala. L’apposita graduazione in “Brix” indicherà il valore cercato.

Un rifrattometro analogico portatile ed economico, che puoi acquistare ad es. qui.

Esistono vari tipi di rifrattometri. Ecco due dei più comuni:

Rifrattometro analogico portatile – Un rifrattometro analogico portatile è la scelta più tradizionale. Questo tipo di rifrattometro funziona utilizzando lenti e prismi per proiettare una linea d’ombra su un pezzo di vetro che mostrerà una linea d’ombra sullo strumento. L’utente guarderà attraverso l’oculare di ingrandimento tenendo il dispositivo rivolto al sole per leggere il risultato della misurazione.

Rifrattometro digitale – Un rifrattometro digitale funziona in modo simile a un rifrattometro analogico. La principale differenza tra un rifrattometro analogico e digitale è la sorgente luminosa. Invece di usare la luce del giorno, un rifrattometro digitale utilizzerà la sua luce da un LED posto all’interno del dispositivo.

Un esempio di rifrattometro digitale. Ne puoi trovare vari modelli qui.

Si noti che i rifrattometri devono essere usati soltanto con il mosto (l’alcool non supera l’1%), perché se vengono impiegati durante la fermentazione alcolica danno una misura sbagliata (la presenza di alcool etilico altera la lettura facendola aumentare). Per seguire l’andamento della fermentazione in cantina, quindi, si usano i mostimetri (detti anche densimetri), che richiedono una quantità di liquido maggiore, sono fragili ma hanno un costo limitato (intorno ai 20 euro).

Cosa sono esattamente i gradi “Brix”

Il “Brix” è il contenuto di zucchero che si trova in una soluzione liquida. Il valore del Brix è espresso in gradi Brix (° Bx). Questo valore si basa su un intervallo da 1 a 100. “Gradi Brix” è un termine fuorviante, in quanto “gradi” in un contesto scientifico normalmente si riferisce a livelli di temperatura o angoli geometrici. “Grado”, in questo caso, descrive la frazione di massa di saccarosio (zucchero da tavola) in soluzione, ed 1 grado Brix (scritto ° Bx) significa “1 g di saccarosio per 100 g di soluzione acquosa”.

Quando la soluzione è costituita esclusivamente da saccarosio e acqua, ciò significa che è possibile calcolare il volume totale di acqua presente perché 1 g di acqua ha per definizione un volume esattamente di 1 mL. Ad esempio, una soluzione da 100 mL che misura 10 ° Bx contiene 90 mL di acqua, poiché la massa totale della soluzione è di 100 g, di cui 10 g di saccarosio e 90 g di essa, pertanto, sono costituiti da acqua.

Una soluzione di acqua e zucchero.

Sebbene i produttori di birra usino il rifrattometro per misurare i gradi Brix del loro mosto, possono stimare il valore potenziale della sua gradazione alcolica moltiplicando il valore per 0,59. Se il mosto avesse un valore di 17, dunque, la possibile gradazione alcolica sarebbe approssimativamente del 10,03%. Il valore della gradazione alcolica è approssimativo in quanto altri fattori determinano anche l’efficienza della fermentazione. Il fattore di conversione del Brix può variare da 0,55 a 0,65.

Ma la scala Brix si applica a qualsiasi tipo di campione? Ovvero, 12 ° Bx nel succo d’arancia equivalgono a 12 g di zucchero? In pratica, non necessariamente. La scala Brix viene utilizzata per misurare il contenuto di zucchero in sostanze come bevande analcoliche, succhi di frutta e concentrati di pomodoro, ma anche in quelli come l’olio da taglio, che molto spesso sono lontani da soluzioni pure di saccarosio / acqua.

Va notato che, sebbene i ° Bx in teoria siano solo una misura del contenuto di zucchero, in realtà costituiscono una misura di tutti i soluti in una bevanda o preparazione, a causa del modo in cui vengono valutati i ° Bx. Il Brix è quindi una misura delle sostanze allo stato solido dissolte in un liquido. In pratica, tuttavia, i solidi disciolti in liquidi pertinenti come il vino contribuiscono in modo trascurabile al contenuto complessivo di soluti, come il sale da cucina è costituito “interamente” dal cloruro di sodio.

La scala Brix di un rifrattometro.

Come misurare i gradi Brix di una soluzione

Per misurare i gradi Brix, avrai bisogno di un rifrattometro, un dispositivo che utilizza la luce per valutare il peso specifico (una misura di densità) di una soluzione acquosa. Ecco come fare:

  • Passaggio 1: calibrare il rifrattometro – Calibrare il dispositivo con acqua distillata. Questo dovrebbe dare una lettura di zero.
  • Passaggio 2: pulire il vetro (prisma) – È necessario assicurarsi che la superficie del rifrattometro sia pulita e asciutta.
  • Passaggio 3: applica il liquido – Posiziona una piccola quantità di soluzione da testare sul prisma. Sono sufficienti un paio di gocce.
  • Passaggio 4: punta il rifrattometro – Guarda attraverso l’oculare mentre si punta il prisma verso una fonte di luce. Non guardare il sole.
  • Passaggio 5: ottieni la tua lettura – Metti a fuoco l’oculare e prendi una lettura in cui la base del colore blu incontra la scala. Questa lettura è il Brix del campione.

Prima di iniziare a utilizzare un rifrattometro, è necessario calibrarlo, come accade con molti strumenti. La calibrazione di un rifrattometro è un processo rapido e semplice. Sollevando la piastra del campione (a volte chiamata “luce del giorno”) sarà possibile posizionare alcune gocce di acqua distillata sul vetro. Una volta aggiunta l’acqua distillata, la lastra di luce diurna viene chiusa e l’acqua si diffonderà attraverso la piastra di campionamento. Non ci devono essere bolle all’interno del campione.

Come si usa un rifrattometro in pratica.

I rifrattometri sono sensibili alla temperatura, il che richiederà il riscaldamento preventivo del campione a temperatura ambiente. Una volta che il campione ha raggiunto la temperatura ideale, il rifrattometro viene tenuto alla luce per effettuare una lettura. Molti rifrattometri avranno una manopola di calibrazione che consentirà di regolare le impostazioni di calibrazione. Il rifrattometro deve essere corretto per dare zero con acqua distillata sulla piastra del campione. Potrebbero essere necessari alcuni tentativi, ma una volta azzerato il rifrattometro, è pronto per essere utilizzato.

Dopo che il rifrattometro è stato calibrato, è pronto per essere utilizzato. L’uso di un rifrattometro è simile ai passaggi utilizzati per la calibrazione dello strumento. La piastra del campione viene nuovamente aperta per l’aggiunta del campione da analizzare. La piastra deve essere pulita e asciutta. Alcune gocce di mosto vengono posizionate sulla piastra del campione. Se il campione di mosto è caldo, dovrà essere raffreddato a temperatura ambiente. La piastra del campione viene chiusa.

Eventuali bolle vengono rilasciate dal campione e il rifrattometro viene tenuto su una sorgente di luce naturale. La lettura del rifrattometro è semplice. La scala calibrata mostrerà il risultato attraverso il visore. La lettura sarà probabilmente in gradi Brix. Se la lettura si trova espressa in una scala di misura diversa, come ad esempio “RI” (refraction index, o indice di rifrazione), molti tool online possono aiutarci nella rapida conversione di questa unità in gradi Brix.

Tabella di conversione fra indice di rifrazione e Brix.

Il Brix misura i nutrienti nel cibo che coltivi?

Tutti vogliono coltivare alimenti nutrienti ed è diventato comune misurare la densità dei nutrienti con un rifrattometro Brix. Un Brix elevato è equiparato a cibi altamente nutrienti, ma è davvero vero? Le letture del Brix sono state utilizzate in agricoltura per molti anni, ma c’è un motivo per i giardinieri di preoccuparsi di fare questa misurazione? Cosa ti dice della qualità del cibo?

Il concetto di alimenti ricchi di nutrienti è diventato molto diffuso con le crescenti preoccupazioni per l’agricoltura non biologica, l’idroponica e gli alimenti OGM. Le persone sono preoccupate per il cibo che conferisce poco o nessun nutrimento. Ciò ha portato a un intero movimento che vuole mangiare e coltivare solo cibi nutrienti, che si chiamano “alimenti ricchi di nutrienti”.

Il cibo è ricco di nutrienti, evidentemente, quando contiene elevate quantità di nutrienti. Un modo per misurare la densità dei nutrienti è misurare la quantità di solidi negli alimenti prendendo una lettura del Brix con un rifrattometro. Si noti che il termine “solido” può essere un po’ confondente, ma sostanzialmente tutti i prodotti chimici in un liquido sono considerati solidi.

L’impiego del rifrattometro per misurare il livello di zucchero nell’uva.

Come abbiamo visto, il Brix è un’unità di misura per i solidi solubili totali in un campione, espressa in % di peso. La misurazione è assai semplice. Prendi una goccia di succo dalla tua pianta, la metti sul rifrattometro e fai una lettura. Puoi misurare il valore Brix di qualsiasi tipo di pianta. Ad esempio, puoi utilizzare le letture Brix per confrontare diversi tipi di mele o carote. La mela A potrebbe avere una lettura Brix più alta rispetto alla mela B, il che significa che la mela A contiene una maggiore concentrazione di solidi.

La lettura su un rifrattometro è la somma di tutti i solidi presenti in un campione. Questo include zucchero, carboidrati, proteine, vitamine, minerali e tutto ciò a cui puoi pensare. Tuttavia, l’impatto relativo di una qualsiasi sostanza chimica sulla lettura finale dipende molto dalla quantità di quella sostanza chimica nel campione. Le vitamine, ad esempio, si presentano in quantità molto ridotte, rispetto ai carboidrati. Lo stesso vale per la maggior parte dei minerali.

Ciò significa che potresti cambiare le tue condizioni di crescita per raddoppiare la quantità di vitamine di minerali e non vedresti un cambiamento significativo nella lettura del Brix. Molte delle sostanze chimiche importanti per la nostra salute esistono a basse concentrazioni, quindi i cambiamenti nella loro concentrazione hanno un impatto scarso o nullo sulla lettura del Brix.

Quindi cosa influenza Brix? La sostanza chimica principale che modifica la lettura del Brix è lo zucchero. Una pianta che produce più zucchero avrà una lettura Brix più alta. Anche altri carboidrati e proteine ​​influenzano il Brix perché esistono in alte concentrazioni. Su Internet trovi dichiarazioni come questa su Internet: “Qualsiasi lettura di brix superiore a 15 significa che la pianta sarà ricca di sostanze nutritive, producendo così alimenti di qualità superiore”.

Un rifrattometro digitale usato per misurare i nutrienti nel cibo: questo impiego dell’apparecchio non ha alcun senso!

Ma io posso mescolare un po’ d’acqua con lo zucchero per creare una soluzione a 15 Brix: ciò la rende nutriente? Un Brix alto può indicare un alimento più nutriente, ma potrebbe non esserlo. Dichiarazioni come la citazione sopra indicano che l’autore non capisce nulla del Brix. L’unica sostanza chimica che probabilmente ha il maggiore impatto su Brix è l’acqua. Ricorda che Brix misura la concentrazione. I solidi in un campione saranno diluiti se il campione contiene più acqua.

Un’uva ha una lettura del Brix molto più bassa rispetto allo stesso frutto una volta che viene essiccato in un’uvetta. La quantità totale di solidi non è cambiata, ma la concentrazione di solidi è cambiata. Anche un pomodoro posto sul bancone perde lentamente umidità e quindi ha un brix più alto. Se credi alle storie del Brix su Internet, un pomodoro è più nutriente domani rispetto a ieri. Smetti di annaffiare i tuoi pomodori prima del raccolto e avranno una lettura Brix più alta.

Poiché la lettura di Brix è principalmente influenzata dallo zucchero e dall’acqua, non è molto utile per misurare la nutrizione negli alimenti. Una lettura Brix elevata non dice nulla sulla nutrizione, a meno che tu non stia cercando di consumare più zucchero. A maggior ragione, il Brix non è un buon modo per misurare la quantità di sostanze chimiche minori nel nostro cibo.