브릭스 ( Brix% ) ?
당도 ( sugar contents, Brix degree ) ?
농도 (w/w, % ) ?
브릭스값은 독일 과학자 Adolf.F Brix (1798-1870)에 의해 만들어진 개념입니다
이 단위는 수용액 속에 녹아 있는 "가용성고형분"이라고 해석되는 용질의 양을
% 단위로 나타내는 무게비 단위로써 브릭스값은 가용고형분의 농도를 나타낸것 입니다..
브릭스값은 Brix% ( °Bx )라고 표시하는 농도 단위 입니다
따라서 브릭스가 높다는 것이 단순히 당도가 꼭 높다는 것이 아닙니다.
가용성고형분중에는 당뿐만 아니라 염,아미노산, 산(acid), 펙틴 등도 포함되어 있기
때문입니다.
이런 이유로 당도계는 과즙의 당도뿐 아니라 두유의 고형분량의 측정이나
면(국수)국물, 삶아낸 국의 농도 측정에도 사용 됩니다
또한 걸쭉한 액체나, 샐러드용 고급 발사믹 식초의 경우 통상 cooked grape must가
60% 이상 포함된 관계로 당도계로 측정한 수치를 단순히 당도로 해석
하는것은 무리가 있다 하겠습니다 ..
이 경우 당도가 아닌 농도를 표시하는 농도계로서 의미가 크다 할 수 있습니다.
물론 당이 상대적으로 높음을 나타낼 수도 있지만 얼마나 걸쭉한가를
표시하는 정도로 보심이 타당할 듯 합니다.
이런 경우는 발효액의 경우에도 종종 나타납니다.
오래 밀봉된 발효액중 액체가 줄지 않았는데도 당도를 측정하면
당도가 높아져 나오기도 하는 이유이기도 합니다. (오래 두었을때 단맛이 강해지는것과 당도는 관계가 없습니다. )
그러므로 걸쭉한 쥬스등의 당도를 측정 할 때는 최대한 고형분이 들어가지 않도록
하여 당도를 측정하여야 합니다.
브릭스값은 농도를 표시하는 단위이지만 일반적으로 식품에 있어서는
과즙의 농도 즉 당도를 표시하는 용도로 사용합니다.
그 이유는 과즙은 가용 고형분의 대부분이 당이 차지하고 있기 때문에
가용성 고형물 함량을 당도로 대체 처리 하고 있습니다.
브릭스값은 식품공학에서 설탕, 쥬스, 등의 음료의 당도를 표시하는 단위로
사용 되는데 이는 비중으로부터 직접 설탕물 농도를 알 수 있는 비중계를 만들어서
쓰게 된 것으로 부터 유래되었습니다. , 특히 설탕(sucrose)의 경우
w %(중량 %)와 정확히 일치하고 다른 물질인 경우는 대략 w% 와 비슷 하기
때문입니다.
브릭스값 (농도) 계산법 은 농도(중량%) 계산법과 같습니다.
= ( 용질 / (용매+용질)) x 100 °Bx 입니다.
윗식은 중량% 이므로 용매 , 용질의 양은 무게를 넣어야 합니다.
물은 비중이 1이므로 물1리터의 무게는 1kg 입니다.
곧 물 부피는 곧 물 무게와 같습니다.
예를 들어
Q1) 물 1리터에 설탕 1kg을 섞어 녹인 설탕물의 당도를 계산하라
답) 브릭스값은 중량 단위 이므로 물 1리터는 1kg 이고
용매는 물, 용질은 설탕을 나타 내므로 위 브릭스값 계산식에 대입하면
= (1 / (1+1) ) x 100 % = 50 % = 50 °Bx 입니다
그래서 물1리터에 설탕 1kg을 녹인 설탕물을 50 브릭스 라고 칭합니다
참고로
50브릭스는 당장법의 기준이 되는 당도로 우리가 발효액을 담는 재료의 수분양과 당이 같도록 담는것이기 때문에 재료의 100%가 수분이 아니며 재료에는
당이 포함되어있으므로 설탕을 1:1 보다는 적게 넣어야 50브릭스가 되는것입니다.
Q2) 물 1리터에 설탕 2kg을 섞어 녹인 설탕물에 들어 있는 고형분의 농도% 즉
당도( Brix%) 를 계산하라 .
답) = ( 용질 / (용매+용질)) x 100 °Bx
= (2 / (1+2)) x 100 % = 66.6% = 66.6 °Bx 입니다
위 2번 문제의 66.6 °Bx 설탕물을 0 ~ 55브릭스 까지만 측정 할수 있는
당도계로 당도를 측정 하려면 당도계의 측정범위를 넘어 측정이 불가능 합니다.
이때는 원액을 2배 희석하거나 덜어내어 2배로 희석해 측정하여야 합니다.
2배로 희석하기 위해서 단순히 물을 2배 더 붓는게 아니라
총량 즉 설탕물(설탕+물)의 무게가 3 kg이므로 3리터의 물을 추가하여
농도(당도)를 1/2로 희석하여 당도를 재면 측정값이 33.3 °Bx 나옵니다.
이를 다시 2곱하면 당도, 66.6 °Bx 를 측정 할 수 있습니다.
이때 정확한 당도를 측정하시려면 브릭스값은 무게%이므로 설탕물의 부피가 아닌
설탕물의 무게를 재어 동량의 물로 희석 하셔야 합니다.
참고로
20℃에서 1리터의 물에 녹을 수 있는 포화 설탕양은 2.1kg입니다.
이때 설탕물의 당도는 위 계산식에 넣어 계산하시면 67.7 °Bx 가 됩니다.
포화상태라는것은 설탕을 더 이상 넣는 다 해도 녹지 않는 상태를 말하므로
20℃에서 설탕물의 최대당도는 67.7 °Bx 입니다..
이런 이유로 발효액을 담그실때 저어 주어도 바닥에 설탕이 녹지 않고 가라 앉아
있다면 이는 포화상태가 된것이며 이때 당도는 67.7 °Bx 입니다..
브릭스값은 본래 당용 굴절계 (농도계,당도계) 를 사용하여 설탕의 중량 백분율에
상당하는 굴절률로부터 당도를 측정 하는데서 출발하였습니다.
이렇게 측정하는 브릭스값은 측정이 간편하고 측정에 필요한 양도 1ml 이하의
적은 양으로 가능하기 때문에 당도의 대체 수치로서 아주 편리하게 사용하게
되었던 것입니다.
그러나 산(酸)과 염(鹽) 의 빛 굴절율은 당과 크게 다르기 때문에 레몬 등 산 함량이
높은 과일, 산도가 높은 식초등이나 식염을 많이 첨가한 장아찌등과 같은 것
그리고 커피나 도수가 높은 알코올 등은 실제 당도에 비해 오차가 크므로 당도계로
측정한 수치를 엄격한 의미의 당도값 즉 절대값으로 사용해서는 안되며 다만
상대적인 비교나 참고 수치의 의미로 사용 하는 것이 맞다 할 것 입니다..
당 조성을 정확하게 분석하기 위해서는 고속액체크로마토그래피(HPLC)법에서
styrene, divinylbenzene계 강산성 양이온교환수지를 충전한 칼럼을 사용하여
시차굴절계로 분석해야 합니다. 그러나 이 경우 sorbitol, mannitol 과 같은
당알코올류 등이 분리되지 않고 다른 당과 같이 용액되어 당의 함량이 약간
증가되기도 합니다.
아울러 우리가 사용하는 당도계는 굴절식과 디지털식이 있는데 디지털식도
내부에는 빛의 반사를 위한 프리즘이 들어 있어 굴절식과 똑같이 용액의 빛
굴절율(반사율)을 이용해 측정하는 것으로 명확히 표현 하자면 아나로그식 과 디지털식
으로 표현하는게 타당하다 하겠습니다.
PS )
당도를 측정하는 방법으로 당도계가 아닌
비중계로 당도를 측정하는 방법도 있습니다.
-- 참조 :식품과학기술대사전, 한국식품과학회 2008