생 갈색 스테이크를 사시겠습니까? 푸른 사과는 어떻습니까? 녹색 코코넛 플레이크? 아니면 회색 오렌지? 아마. 음식의 색상이 '올바른'음식이 아니라면 소비자는 더 이상 안전하고 맛있는 경우에도 더 이상 사지 않을 것입니다.
우리는 모두 식품이 양질의 품질인지 판단하기 위해 색상을 사용합니다. 그러나 우리는 더 많은 인스턴스에서 색상을 사용합니다. 농민들은 자신의 작물이 수확 할 준비가되었는지 여부를 결정하기 위해 색상을 사용합니다. 또한 요리 또는 생산 과정이 어떻게 진행되고 있는지 확인하는 데 사용될 수 있습니다 (예 :요리 중에 분홍색으로 변하는 새우.
따라서 색상은 분명히 중요하지만 동시에 매우 복잡합니다. 당신은 무언가의 색에 대해 다른 사람들과 의견이 맞지 않았을 것입니다. 상점에서 페인트 색상을 선택할 때 햇빛의 색상을 확인하기 위해 밖으로 걸어 갔을 수도 있습니다. 사진을 직접 인쇄 한 적이 있다면 화면의 사진이 종이에 인쇄 된 사진과 매우 다를 수 있음을 알았을 수도 있습니다!
색상은 주관적 일 수 있으므로 과학자들은 이것을보다 객관적으로 만들 수있는 방법을 개발했습니다. 이것은 명백하고 단순하게 들릴지 모르지만 그렇지 않습니다! 색상을 측정하는 것은 생각보다 어렵습니다. 예를 들어, 당신은 당신의 색상에 어떤 빛이 어떻게 그리고 어떤 빛이 내려지는 지, 표면이 광택이 있는지 또는 무광택인지를 고려해야합니다. 과학자들은 이러한 도전을 극복하기위한 방법을 개발해야했으며 오늘날 우리는 객관적으로 색상을 측정하는 데 도움이되는 몇 가지 기술을 가지고 있습니다. 우리는 그들이 어떻게 작동하는지, 음식 분석에 어떻게 사용할 수 있는지 살펴볼 것입니다.
색상 설명
색상을 측정 할 때는 빨간색, 부르고뉴, 보라색 또는 라벤더와 같은 용어에서 벗어나야합니다. 그것들은 너무 설명 적입니다. 대신, 양적으로 (숫자로) 색상을 묘사하는 방법이 있습니다. 이 조화되고 표준화 된 시스템을 사용함으로써 우리는 모두 같은 '컬러 언어'를 사용합니다. 이러한 시스템이 몇 가지 있습니다. 예를 들어, 디지털 색상을 설명하는 16 진 코드에 익숙 할 수 있습니다. 예를 들어이 웹 사이트의 다크 오렌지색은 #f26e3f라고도하며, 연한 주황색은 #f2a04e입니다.
이 숫자에 도달하기 위해, 과학자들이 색상의 과학과 물리학을 깊이 파고 들었던 색상을 정의하는이 정량적이고 객관적인 방법.
색상은 파장입니다
그래서 실제로 색은 무엇입니까? 우리가 보는 색상은 전자기 방사선입니다.
전자기 방사선은 우리 주변에 있으며 대기를 통과하는 파도로 구성됩니다. 이 파도의 중요한 특성은 파장입니다. 이 파도는 호수 나 바다의 파도와 마찬가지로 움직임을 구성합니다. 파장은 그러한 위아래 운동의 길이를 측정합니다.
일부 전자기 방사파는 파장이 매우 길며 말 그대로 킬로미터 길이가 될 수 있습니다. 라디오는이 파장으로 파도를 사용하고 장거리로 이동합니다. 스펙트럼의 다른쪽에는 매우 짧은 파도가 있으며, 이들은 나노 미터 길이보다 작을 수 있습니다. 매우 짧은 파도의 예는 엑스레이입니다. 이 극단 사이에 떨어지는 다른 유형의 전자기 방사선은 전자 레인지와 적외선 방사선입니다.
알다시피, 전자기 방사선에는 광범위한 파도와 가능한 적용이 포함됩니다. 또한 실제로이 파도를 볼 수 없다는 것을 알았을 수도 있습니다! 여기서 예외는 '가시 스펙트럼'내의 파도입니다. 이들은 약 380 ~ 750nm의 파장을 가진 파도입니다. 이 보이는 스펙트럼은 우리가 볼 수있는 모든 색상을 포함하고 모든 색상에는 자체 파장이 있습니다. 예를 들어, 610nm의 파장을 가진 빛은 주황색으로 설명 될 수 있으며, 약 500nm 시안과 540nm는 녹색으로 인식됩니다.
우리 눈에는 원뿔이 있습니다
그러나 파장은 아직 색이 아닙니다. 우리가 실제로 색을 볼 수 있도록 빛은 눈과 뇌로 내부적으로 가공되어야합니다. 특정 파장이있는 빛이 눈에 들어 오면 눈 안에 세 가지 유형의 '원뿔'에 착륙합니다. 이 원뿔은 각 원뿔이 약간 다른 파장에 대해 최적화되는 들어오는 빛을 포착합니다. 이 원뿔은 함께 신호를 우리 뇌에 보낸 다음 신호를 색상으로 처리합니다!
객관적으로 색상을 설명하는
우리가 색상을 설명하고 숫자로 그렇게하려고 할 때, 우리는 우리의 눈이 들어오는 파장을 어떻게 처리하는지 고려해야합니다. 이러한 색상을 처리하는 방법은 우리가 인식하는 방식에 영향을 미칩니다. 일부 색상 범위에서는 다른 색상보다 더 미묘한 차이를 감지 할 수 있습니다.
우리는 이론과 관련하여 여기서 너무 자세히 설명하지 않을 것입니다. 대신, 과학자들이 수년 동안 방사선 과학을 우리가 인간이 색을 인식하는 방식과 결합하는 과학자들을 살펴 보겠습니다.
CIE &Tristimulus 값
백 년 전, 조직인 CIE는 당시 이용 가능한 과학적 지식을 사용하여 색상을 설명하는 최초의 표준화 된 방법을 정의하기 위해 설립되었습니다. 이 시스템 인 CIE 1931은 여전히 다양한 산업에서 사용되며 다른 다양한 모델이 그에서 파생되었습니다.
1931 시스템의 핵심은 소위 Tristimulus 값을 제공한다는 것입니다. 이 Tristimulus 값은 우리 눈 에이 세 가지 원뿔의 메커니즘을 고려하고 모든 색상을 설명하기 위해 세 가지 숫자를 사용합니다. 각각 각 숫자의 의미와 약간 다른 의미를 갖는 다른 tristimulus value 시스템이 존재하지만 그 뒤에있는 과학은 모두 매우 유사합니다.
.RGB 값
여전히 적극적으로 사용되는 Tristimulus 시스템 중 하나는 R이 빨간색, 녹색의 경우 g 및 파란색의 경우 RGB 시스템입니다. 이 시스템은 컴퓨터 화면에 일반적으로 사용 되므로이 시스템에 대해 들었을 것입니다. 그래도 식품 연구 응용 프로그램에서 일반적으로 사용되지는 않습니다.
l*a*b*값
색상을 설명하는 데 사용되는 또 다른 일반적인 Tristimulus 시스템은 l*a*b*시스템입니다. 당신은이 숫자를 식품 과학 세계 내에서 상당히 규칙적으로 발견 할 것입니다. l*의 값은 가벼움을 나타냅니다. 완전히 흰색 인 것이 완전히 100이고 완전히 검은 색은 0입니다.
이 값에서 일부 공식을 사용하여 색조 (색상의 이름, 예를 들어 주황색)와 색상의 강도 (또는 채도)를 도출 할 수 있습니다.
식품의 색상 측정
운 좋게도 모든 단일 측정 뒤에 모든 수학과 물리를 완전히 알지 못하고 색상을 측정 할 수 있습니다! 대부분의 측정 장치는 데이터 해석에 대한 자체 지침을 가지고 있으며, 무대 뒤에서 더 복잡한 수학을 많이 수행합니다.
음식의 색상을 측정하려면 대략 두 가지 옵션이 있습니다 :색소 미터 및 분광 광도계. 둘 다 프로와 단점을 가지고 있으며 약간 다른 상황 (및 예산)에 가장 적합합니다.
색소계
색소계는 분광 광도계보다 약간 단순한 장치 이므로이 제품을 시작하게됩니다. 색소계는 샘플에 빛을 투사하여 작동합니다. 그것은 세 개의 필터를 통해이 빛을 필터링하고 눈을 모방 한 다음 샘플에서 빛이 어떻게 반사되는지 분석합니다. 결과적으로, 당신은 tristimulus 값을 얻을 수 있습니다. 예를 들어 l*a*b*값이 될 수 있습니다.
Colorimeters는 비교적 간단한 장치이며 작동하기 위해 많은 고급 소프트웨어 (또는 하드웨어)가 필요하지 않습니다. 일반적으로 두 가지의 저렴한 옵션이지만 많은 데이터를 제공하지 않습니다. 색상계가 작동하는 방식으로 인해 항상 동일한 광원과 동일한 광원을 사용하여 색상 간의 모든 차이점을 선택하지 못할 수 있습니다.
.품질 관리를위한 좋은 선택
때로는 샘플에 대한 많은 세부 사항을 알 필요가 없습니다. 당신이 알고 싶은 것은 생산 실행 중에 색상이 동일하게 유지되는지 여부입니다. 이러한 유형의 애플리케이션의 경우 색소계가 매우 잘 작동합니다. 색상계는 빠르게 작동하며 꽤 튼튼합니다.
그러나 색상에 대해 알아야 할 모든 것을 알고 싶거나 샘플이 다소 복잡하다면, 색소계에 필요한 모든 데이터를 제공하지 않을 수 있습니다.
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‘Old’vs.‘New’Colorimeters
l*a*b*값을 제공하지 않고 단 하나의 숫자를 제공하는 유색체를 참조하는 색상계에 대한 많은 기사를 찾을 수 있습니다. 이 시스템에서는 하나의 파도 길이를 선택한 다음이 파장에서 다양한 샘플을 비교합니다. 이것은 컬러 솔루션의 농도를 계산하는 일반적인 방법입니다 (Lambert-Beer 사용). 그러나 오늘날, 색소 미터는 훨씬 더 진보 되어이 단일 값을 제공하는 것 이상을 할 수 있습니다. 이 '오래된'색상 미터에 대한 많은 기사를 여전히 찾아야하는 이유는 많은 국가에서 고등학교 커리큘럼의 일부이기 때문입니다.
분광 광도계
색상에 대한 더 많은 정보가 필요하면 분광 광도계가 필요할 수 있습니다. 분광 광도계는 유색인과 동일한 원리에 따라 작동합니다. 샘플에 빛을 비추고 반사를 분석합니다. 그러나, 분광 광도계는 몇 가지 미묘한 변화로 인해 샘플을보다 고급 분석 할 수 있습니다.
우선, 그것은 단지 하나가 아닌 다른 광원과 함께 작동 할 수 있습니다. 이것은 한 광원에서 비슷해 보이지만 다른 샘플에서는 다르지만 다른 샘플에서는 중요 할 수 있습니다.
또한,이 세 가지 라이트 필터를 색소계에 사용하지 않습니다. 대신, 빛의 스펙트럼을 완전히 분석하여 샘플에서 어떤 파장이 반사되는지를 정확하게 보여줍니다.
마지막으로, 일부 유형의 또 다른 편리한 특성은 여러 각도로 제품에 빛을 비울 수 있다는 것입니다. 이것은 매우 고르지 않은 샘플의 색상을 분석하려고 할 때 특히 관련이 있습니다.
일반적으로 음식에 대한 연구를하고 색상 차이를 실제로 이해하고 싶을 때는 분광 광도계를 사용하고 싶습니다. 이 장치는 크고 부피가 크지 만 요즘에는 크기 (및 비용)가 줄어 들었습니다.
기술 결정
그렇다면 어떤 것을 사용할 것인지 어떻게 결정합니까? 그리고 샘플의 색상을 측정하는 방법과 여부를 어떻게 결정합니까? 몇 가지 고려 사항을 살펴 보겠습니다.
측정 목표
모든 분석과 마찬가지로 항상 명확한 목표를 염두에 두어야합니다. 많은 데이터를 수집 한 다음 데이터를 수행 할 수있는 작업을 파악하는 것은 쓸모가 없습니다. 당신이 고려할 수있는 몇 가지 질문은 다음과 같습니다.
- 샘플 A가 샘플 B와 동일합니까? 또는 마찬가지로, 내 모든 제품이 같은 색상의 공장에서 만들어 졌습니까?
- 이 질문을 조사하는 이유는 제품이 항상 동일하게 보이도록하는 것입니다. 또는 제품에 대한 특정 변경 사항이 색상에 영향을 미쳤는지 확인하는 것일 수 있습니다.
- 내 샘플은 특정 사전 결정된 스펙트럼의 색상을 가지고 있습니까?
- 예를 들어 브랜드의 정체성으로 인해 매우 구체적인 색상이어야하는 제품을 만들고 있다면 정확한 색상을 누르고 싶습니다. .
- 시간이 지남에 따라 내 색이 어떻게 변합니까?
- 제품의 색상이 저장 수명 동안 안정적이지 않으면 변화하는 것을 정확히 조사 할 수 있습니다. 그러면 이러한 변화의 원인이 무엇인지 결정하는 데 도움이 될 수 있습니다.
운영 고려 사항
모든 분석 기술과 마찬가지로 가장 멋진 장치를 원할 수도 있지만 워크 플로우에 맞지 않으면 사용할 수 없습니다. 측정을 수행 할 위치와 측정을 얼마나 빨리 완료 해야하는지 고려하십시오. 당신은 잘 훈련 된 사람들이 분석을 수행 할 수 있거나, 누구나 그것을 실행할 수 있어야합니까? 이것은 또한 장비 자체에 대한 예산을 고려하기에 좋은시기입니다.
샘플
마지막으로, 샘플을 살펴 봐야합니다. 장치가 아무리 화려하게도 음식은 여전히 제대로 측정하기에 매우 복잡 할 수 있습니다.
컬러 균질 대 이종
샘플의 색상이 매우 균질하거나 이질적입니까? 샘플이 균질 한 경우 색상이 매우 간단한 경향이 있습니다. 그러나 제품마다 다양한 색상이 있다면 (정직하게도, 많은 식품의 경우에도 적용됩니다!) 색상 측정 색상은 훨씬 더 복잡해집니다.
숙성하는 사과를 생각해보십시오. 노란색과 일부 녹지가있을 수 있습니다. 어떤 영역을 측정하기로 결정합니까? 노란색, 녹색 하나, 모두? 그러한 분석에서 얻은 정보는 무엇을 가르쳐 주나요?
반사 vs. 투과율
생각해야 할 또 다른 측면은 음식이 빛을 발휘할 수 있는지 여부입니다. 음식이 빛을 발해 주면 이것은 예를 들어 비타민 물을 착색 할 수 있습니다.이를 사용하는 기술을 사용해야합니다. 전송 테스트를 사용할 수 있습니다. 이러한 측정 동안 광은 샘플을 통해 빛납니다. 그런 다음 샘플을 통해 오는 빛이 분석됩니다. 모든 색소계가 이러한 유형의 측정을 수행 할 수있는 것은 아니므로 찾아야 할 것이 될 것입니다.
다른 경우에는 빛이 통과 할 수없는 경우 (예 :오렌지 또는 빵 한 조각) 반사 방법을 사용해야합니다. 이 경우 빛이 샘플에 튀어 오르고 장치는 음식이나 음료에 의해 반영되는 것을 측정합니다.
샘플을 잘보고 목표를 정렬 한 후에는 가장 적합한 색상 측정 기술을 선택하는 것이 훨씬 더 나은 곳에 있습니다!
.참조
CIE, 일루미네이션 국제위원회, Link
Tim Mouw, Colorimeter vs. Spectrophotometer, 2019 년 10 월 7 일, Link
Ken Phillips, 분광 광도계 대 색소계 :차이점은 무엇입니까?, 2020 년 8 월 6 일, Link
Christine H. Scaman, 43 장 분광학 기본 사항, 식품 과학 기술 핸드북, 링크
