Grados Brix

Los grados Brix se emplean para determinar el total de azucar disuelta en un líquido. Esta escala es generalmente empleada en la industria de alimentos, bebidas y alcoholes.

Los grados Brix (símbolo °Bx) se emplean para medir el contenido de azúcar de una solución acuosa. Un grado Brix es 1 gramo de sacarosa en 100 gramos de solución y representa la fuerza de la solución como porcentaje en masa. Si la solución contiene sólidos disueltos distintos de la sacarosa pura, entonces el °Bx sólo se aproxima al contenido de sólidos disueltos. El °Bx se utiliza tradicionalmente en las industrias del vino, el azúcar, las bebidas gaseosas, los zumos de frutas, el jarabe de arce y la miel.

Escalas comparables para indicar el contenido de sacarosa son el grado Plato (°P), que es ampliamente utilizado por la industria cervecera, y el grado Balling, que es el más antiguo de los tres sistemas y por lo tanto se encuentra principalmente en los libros de texto más antiguos, pero también sigue siendo utilizado en algunas partes del mundo.

Definición

Una solución de sacarosa con una gravedad específica aparente (20°/20 °C) de 1.040 sería de 9,99325 °Bx o 9,99359 °P, mientras que el organismo azucarero representativo, la Comisión Internacional de Métodos Uniformes de Análisis del Azúcar (ICUMSA), que favorece el uso de la fracción de masa, reportaría la fuerza de la solución como 9,99249%. Debido a que las diferencias entre los sistemas tienen poca importancia práctica (las diferencias son menores que la precisión de los instrumentos más comunes) y al amplio uso histórico de la unidad Brix, los instrumentos modernos calculan la fracción de masa utilizando las fórmulas oficiales de ICUMSA, pero informan del resultado como °Bx.

Historia de los grados Brix

A principios del siglo XIX, Karl Balling, seguido por Adolf Brix, y finalmente las Comisiones Normales bajo Fritz Plato, prepararon soluciones de sacarosa pura de fuerza conocida, midieron sus gravedades específicas y prepararon tablas de porcentaje de sacarosa por masa frente a la gravedad específica medida. Balling midió la gravedad específica con 3 decimales, Brix con 5, y la Comisión Normal de Eichungs con 6, con el objetivo de que la Comisión corrigiera los errores en el 5º y 6º decimal de la tabla de Brix.

Equipado con una de estas tablas, un cervecero que deseara saber cuánto azúcar había en su mosto podría medir su gravedad específica e introducir esa gravedad específica en la tabla de Plato para obtener el °Plato, que es la concentración de sacarosa por porcentaje de masa. De manera similar, un vinicultor podría introducir la gravedad específica de su mosto en la tabla de Brix para obtener el °Bx, que es la concentración de sacarosa por porcentaje de masa.

Es importante señalar que ni el mosto ni el mosto es una solución de sacarosa pura en agua pura. También se disuelven muchos otros compuestos, pero se trata o bien de azúcares, que se comportan de manera muy similar a la sacarosa con respecto a la gravedad específica en función de la concentración, o bien de compuestos presentes en pequeñas cantidades (minerales, ácidos del lúpulo en el mosto, taninos, ácidos en el mosto). En todo caso, aunque el °Bx no sea representativo de la cantidad exacta de azúcar en un mosto o un zumo de fruta, puede utilizarse para comparar el contenido relativo de azúcar.

Técnicas de medición de los grados Brix

Existen diferentes técnicas para estimar los grados Brix de una solución, aunque sin importar la técnica, el significado es el mismo.

Gravedad específica

Como la gravedad específica fue la base de las tablas de Balling, Brix y Plato, el contenido de azúcar disuelto se estimó originalmente mediante la medición de la gravedad específica utilizando un hidrómetro o picnómetro.

En los tiempos modernos, los densímetros se siguen utilizando ampliamente, pero cuando se requiere una mayor precisión, se puede emplear un medidor electrónico de tubo en U oscilante. Sea cual sea el medio utilizado, el analista entra en las tablas con la gravedad específica y extrae (utilizando la interpolación si es necesario) el contenido de azúcar en porcentaje en masa. Si el analista utiliza las tablas de Plato (mantenidas por la Sociedad Americana de Químicos Cerveceros) informa en °P. Si utiliza la tabla de Brix (cuya versión actual es mantenida por el NIST y se puede encontrar en su sitio web), él o ella reporta en °Bx. Si usa las tablas ICUMSA, reportará en fracción de masa (f.m.).

Normalmente no es necesario consultar las tablas, ya que el valor °Bx o °P tabulado puede imprimirse directamente en la escala del areómetro junto al valor tabulado de la gravedad específica o almacenarse en la memoria del medidor electrónico de tubo en U o calcularse a partir de los ajustes polinómicos a los datos tabulados. Tanto ICUMSA como ASBC han publicado polinomios adecuados; de hecho, las tablas de ICUMSA se calculan a partir de los polinomios. Lo contrario es cierto con el polinomio ASBC. También hay que tener en cuenta que las tablas que se usan hoy en día no son las publicadas por Brix o Plato.

Los investigadores midieron la verdadera referencia de gravedad específica del agua a 4 °C usando, respectivamente, 17,5 °C y 20 °C, como la temperatura a la que se midió la densidad de una solución de sacarosa. Tanto el NBS como el ASBC se convirtieron a la gravedad específica aparente a 20 °C/20 °C. Las tablas de ICUMSA se basan en mediciones más recientes de sacarosa, fructosa, glucosa y azúcar invertido, y tabulan la verdadera densidad y peso en el aire a 20 °C contra la fracción de masa.

Índice de refracción

Refractómetro manual para la medición de grados Brix
Refractómetro manual para la medición de grados Brix

La disolución de la sacarosa y otros azúcares en el agua modifica no sólo su gravedad específica sino también sus propiedades ópticas, en particular su índice de refracción y la medida en que rota el plano de la luz linealmente polarizada. Se ha medido el índice de refracción, nD, para soluciones de sacarosa de varios porcentajes en masa y se han publicado tablas de nD vs. °Bx.

Al igual que con el hidrómetro, es posible utilizar estas tablas para calibrar un refractómetro de manera que lea directamente en °Bx. La calibración se basa normalmente en las tablas de ICUMSA, pero el usuario de un refractómetro electrónico debe verificarlo.

Absorción de infrarrojos

Los azúcares también tienen conocidos espectros de absorción de infrarrojos y esto ha permitido desarrollar instrumentos para medir la concentración de azúcar utilizando técnicas de infrarrojo medio (MIR), infrarrojo no dispersivo (NDIR) e infrarrojo con transformada de Fourier (FT-IR). Se dispone de instrumentos en línea que permiten la vigilancia constante del contenido de azúcar en refinerías de azúcar, plantas de bebidas, bodegas, etc. Al igual que con cualquier otro instrumento, los instrumentos MIR y FT-IR pueden calibrarse frente a soluciones de sacarosa pura y, por lo tanto, informar en °Bx, pero hay otras posibilidades con estas tecnologías, ya que tienen el potencial de distinguir entre azúcares y sustancias que interfieren. Los instrumentos MIR y NDIR más recientes tienen hasta cinco canales de análisis que permiten corregir las interferencias entre los ingredientes.

Para más información Brix scale and degree Brix | Definition & area of application