(EN) An analog Brix refractometer is a useful tool to estimate total
dissolved solids (TDS) in a coffee brew. I use it regularly in my
testings to learn more about how different brewing variables alter the
extraction.

It has been well established that the Brix value correlates linearly
with TDS (https://doi.org/10.1007/s00217-013-1917-x),
and the commonly used conversion formula is as follows: TDS (%) = 0.85 x
Brix. There were also independent studies that replicated this observed
relationship between Brix and TDS (https://doi.org/10.13140/RG.2.2.10679.27040, https://quantitativecafe.com/2022/06/16/calibrating-a-cheap-refractometer/).

I admit, I have yet to read these studies in their entirety. However, one must still
be critical of these formulas, especially when the formula comes from a
correlation. And I still needed to at least calibrate my refractometer,
so I used some instant coffee to see if this relationship holds true.
To my surprise, a linear regression gave me TDS (%) = 0.99 x Brix for
instant coffee, which was very interesting! It is just one experiment,
but I plan to repeat it with different instant coffees with multiple replicates, as well as use sucrose/sugar dilutions as control/reference samples.

Why is this important? Well, the relationship between TDS and refractive index (RI) was established by gravimetry method, i.e. by oven drying coffee samples and weighting the residual solids. After that, the relationship between the weight and the RI measured beforehand is analyzed. But wait, what about RI measurements after oven drying? What if the RI was lower, if the dried samples were to be dissolved in the same amount of water as in the initial sample? Then the TDS that is calculated in commonly used refractometers for coffee is underestimated. Maybe I'm missing something and should do more research, which I intend to do. I will continue my thoughts in the next post about refractometer, as well as dive into some experimental details. For now, here's a messy Excel sheet with results from the aforementioned experiment (at the end of this post).

(RU) Аналоговый рефрактометр по шкале Брикса - это полезный инструмент для оценки количества растворенных частиц (TDS) в кофе. Я пользуюсь им постоянно в моих тестах, чтобы лучше понять, как разные переменные в заваривании меняют экстракцию кофе. Известно, что значение Брикс линейно коррелирует с TDS (https://doi.org/10.1007/s00217-013-1917-x), а формула для перевода значений Брикс на TDS такова: TDS (%) = 0.85 x Брикс. Независимые исследования аналогичным образом установили такую же зависимость между этими параметрами (https://doi.org/10.13140/RG.2.2.10679.27040, https://quantitativecafe.com/2022/06/16/calibrating-a-cheap-refractometer/).

Честно говоря, я не дочитал эти исследования до конца. Как бы то ни было, стоит критическим взглядом смотреть на эти формулы, особенно если они основаны на корреляции. И мне все равно надо было как-то откалибровать свой рефрактометр, поэтому я решил использовать растворимый кофе для проверки данной формулы. К моему удивлению, полученная линейная зависимость TDS от Брикс oказалась очень интересной: TDS (%) = 0.99 х Брикс! Конечно, это результат одного эксперимента, но я планирую его повторить с разными растворимыми кофе, при этом используя разведения сахара в качестве контрольных/референсных образцов. 

Почему это важно? Зависимость TDS от показателя преломления (RI) была установлена гравиметрией, т.е. высушиванием образцов кофе и взвешиванием твердых остатков. После этого анализируют зависимость TDS от значений RI, измеренных для исходного образца. А что насчёт измерений RI после сушки? Что если RI будет ниже, если бы высушенные образцы растворили обратно в тех же количествах воды, что и было в исходных образцах? Тогда расчитанный TDS в коммерчески используемых рефрактометрах был бы заниженным. Возможно, я что-то упустил, и мне следует копнуть глубже, чем я и намерен заняться. Я продолжу свои мысли в следующем посте о рефрактометре, а также подробнее опишу экспериментальные детали. А пока что делюсь этой безобразной экселькой с результатами вышеупомянутого эксперимента.