بريكس (وحدة قياس)

البريكس (°Brix) هو مقياس يُستخدم لتحديد نسبة المواد الصلبة الذائبة في السوائل، وخاصة في العصائر والعسل والمربى والمركزات. ويُعد من أهم المؤشرات في الصناعات الغذائية لقياس محتوى السكريات ونضج الفاكهة وجودة المنتج.S. Nielsen, Food Analysis, Springer, 2017.

 التاريخ والتطور 
يعود أصل مقياس البريكس إلى القرن التاسع عشر، حيث ابتكره الكيميائي الألماني أدولف بكس (Adolf Brix) في عام 1870 تقريبًا لقياس محتوى السكروز في محاليل السكر المائيّة.Adolf Brix, "Über die Bestimmung des Zuckergehalts in Flüssigkeiten," Zeitschrift für angewandte Chemie, 1870. اعتمد المقياس في البداية على الكثافة النوعية للمحاليل، لكن مع تطور تقنيات الانكسار الضوئي في بدايات القرن العشرين، تم اعتماد الرايفركتوميتر كأداة دقيقة وسريعة لقياس البريكس.R. S. Hunter, "Principles of Refractometry," Journal of Food Engineering, 2015.

في منتصف القرن العشرين، أدخلت منظمة الأغذية والزراعة للأمم المتحدة (FAO) ومنظمة الصحة العالمية (WHO) معيار البريكس في مواصفات الدستور الغذائي، وأصبح يُستخدم عالميًا في تحليل الأغذية وضبط الجودة داخل مصانع العصائر والعسل والمربيات.Codex Alimentarius, FAO/WHO Standards on Fruit Juices, 2021.

 التعريف 
تعني درجة بريكس واحدة (1°Bx) وجود غرام واحد من السكروز في كل 100 غرام من المحلول. على سبيل المثال، عصير يحتوي على 12°Bx يعني أنه يضم تقريبًا 12% مواد صلبة ذائبة، معظمها سكريات.AOAC Official Methods of Analysis, 21st Edition, 2019.

 مبدأ القياس 
يعتمد مبدأ قياس البريكس على معامل الانكسار الضوئي للسائل، حيث يتغير اتجاه الضوء عند مروره من وسط إلى آخر تبعًا لتركيز المواد الذائبة. كلما زاد تركيز السكريات أو الأملاح، زاد معامل الانكسار وبالتالي زادت قراءة البريكس.

 أجهزة القياس 
يُقاس البريكس باستخدام جهاز الرايفركتوميتر (Refractometer)، وهو الجهاز القياسي المستخدم في المختبرات والمصانع الغذائية.

 أنواع الرايفركتوميتر 
 النوع  الاستخدام يدوي (Hand refractometer)  لقياسات سريعة في خطوط الإنتاج والمزارع. رقمي (Digital refractometer)  يعطي نتائج دقيقة وسريعة مع خاصية التصحيح التلقائي للحرارة (ATC). مختبري (Laboratory refractometer)  يُستخدم في التحاليل الدقيقة والأبحاث العلمية.

 خطوات القياس 
 تنظيف سطح الجهاز بالماء المقطر أو كحول مخفف.
 وضع بضع قطرات من العينة على سطح المنشور الزجاجي.
 إغلاق الغطاء الشفاف وتوجيه الجهاز نحو الضوء (في النوع اليدوي).
 قراءة القيمة الظاهرة بالدرجات (°Brix).
 تنظيف الجهاز بعد الاستخدام لتجنّب تراكم السكريات.AOAC Official Methods of Analysis, Section 932.12, 2019.

 تصحيح درجة الحرارة 
يتأثر البريكس بدرجة الحرارة لأن معامل الانكسار يتغير مع التمدد الحراري للسائل. الأجهزة الحديثة تحتوي على خاصية التصحيح التلقائي (ATC)، بينما في الأجهزة التقليدية يتم تصحيح القراءة باستخدام جداول قياسية.Food Technology International, "Temperature Correction in Refractometry," 2018.

 الاستخدامات في الصناعات الغذائية 
يُستخدم قياس البريكس على نطاق واسع لضبط جودة المنتجات والتحكم في عمليات التصنيع.Codex Alimentarius, FAO/WHO, "Fruit Juices and Nectars Standard," 2021.

 المنتج  مدى البريكس النموذجي  الغرض من القياس عصير البرتقال الطازج  10–12°Bx  تحديد نضج الفاكهة والحلاوة.  العصائر المركزة  50–70°Bx  ضبط عملية التبخير والتركيز.  المربى والفواكه المحفوظة  60–68°Bx  الوصول إلى القوام المناسب ومنع النمو الميكروبي.  العسل الطبيعي 70–80°Bx  التحقق من النقاء وعدم الغش بالماء.  معجون الطماطم 25–35°Bx  تحديد جودة التركيز ومحتوى المواد الصلبة. 

 العلاقة مع الجودة 
ارتفاع درجة البريكس يدل على زيادة تركيز المواد الذائبة والحلاوة، بينما انخفاضها المفاجئ أثناء الإنتاج قد يشير إلى تخفيف بالماء أو خلل في عملية الخلط.

 المعايرة وضبط الجودة 
تُعتبر المعايرة الدورية لجهاز القياس أمرًا ضروريًا للحفاظ على دقة النتائج.
 يُستخدم الماء المقطر كعينة ضبط (0°Bx).
 تُجرى المعايرة باستخدام محاليل قياسية من السكروز.AOAC Official Methods of Analysis, Section 931.14, 2019.
 يُنظّف الجهاز بعد كل استخدام لتجنب بقايا السكر التي تؤثر على معامل الانكسار.Food Analysis Laboratory Manual, Springer, 2020.
 العلاقة بين البريكس والكثافة النوعية (Specific Gravity) 
ترتبط درجة البريكس (°Bx) ارتباطاً وثيقاً بالكثافة النوعية (SG) للمحاليل السكرية، وتُستخدم هذه العلاقة بشكل واسع في الصناعات الغذائية لتقدير تركيز المواد الصلبة الذائبة في العصائر والمركزات والعسل والمربى.National Bureau of Standards (NBS), Circular 440: "Tables for the Relation between Specific Gravity and Degrees Brix", 1958.

يمكن تقدير درجة البريكس تقريبياً من الكثافة النوعية عند درجة حرارة 20°م بالعلاقة التالية:

 °Bx = 261.3 × (1 - 1/SG)**

أما إذا كانت هناك حاجة إلى دقة أعلى، فيمكن استخدام المعادلة متعددة الحدود المعتمدة من جداول NBS وICUMSA:

 °Bx = 182.4601 × SG³ − 775.6821 × SG² + 1262.7794 × SG − 669.5622**

وتُعد هذه المعادلة دقيقة في النطاق بين 0 و70°Bx، حيث لا يتجاوز الخطأ ±0.05°Bx مقارنة بالقيم المقاسة فعلياً.

كما يمكن استخدام صيغة مبسطة مناسبة للتطبيقات السريعة في خطوط الإنتاج:

 °Bx = 128.45 × SG − 129.35**

وتُطبّق هذه الصيغ عندما تكون الكثافة النوعية مصحّحة إلى 20°م (أي أن القياس تم عند نفس درجة الحرارة أو جرى تصحيحه حرارياً).

ملاحظة: في المنتجات التي تحتوي على خليط من السكريات (مثل الجلوكوز والفركتوز والمالتوز) أو مواد صلبة غير سكرية، يُنصح باستخدام الرايفركتوميتر أو جداول ICUMSA لضمان دقة النتائج.Food Analysis by S. Nielsen, Springer, 2017.
 جدول العلاقة التقريبية بين الكثافة النوعية ودرجات البريكس 
+ العلاقة التقريبية بين الكثافة النوعية (SG) ودرجة البريكس (°Bx) عند 20 °C الكثافة النوعية (SG) درجة البريكس (°Bx) 1.0000  0.0 1.0100  2.6 1.0200  5.2 1.0300  7.8 1.0400  10.3 1.0500  12.9 1.0600  15.5 1.0700  18.1 1.0800  20.7 1.0900  23.3 1.1000  25.9 1.1100  28.5 1.1200  31.1 1.1300  33.7 1.1400  36.3 1.1500  38.9 1.1600  41.5 1.1700  44.1 1.1787  46.0

القيم تقريبية وتعتمد على درجة الحرارة والمعايرة الدقيقة للجهاز المستخدم.National Bureau of Standards (NBS), "Tables for the Relation between Specific Gravity and Degrees Brix," 1958.ICUMSA Methods Book, International Commission for Uniform Methods of Sugar Analysis, 2013.

 انظر أيضاً 
 كيمياء الأغذية

 المراجع 

تصنيف:فيزياء
تصنيف:صناعات غذائية