Δημοσιεύθηκε την Σχολιάστε

Εισαγωγή στην έννοια του pH

πρωτοσέλιδο - Εισαγωγή στην έννοια του pH

Ποιά είναι η έννοια του πεχα (pH) – Μαθαίνουμε το τί είναι το πεχα (pH)

Ποιά είναι η έννοια του πεχα (pH) – Η γνώση της έννοιας του πεχα είναι απαραίτητη

Όσοι, από εμάς ασχολούμαστε με την παραγωγή των γαλακτοκομικών προϊόντων, έστω και για οικιακή χρήση, θα πρέπει να γνωρίζουμε το πεχα (pH) των προϊόντων, αυτών, καθόλη την διάρκεια της παρασκευής τους, αλλά, και αργότερα κατά την αποθήκευσή τους.

Δείτε: Μετράω το pH στα γαλακτοκομικά προϊόντα

Η κλίμακα του pH είναι λογαριθμική. Να  θυμάμαι ότι το εύρος των τιμών του pH, του συνόλου, των γαλακτοκομικών προϊόντων κυμαίνεται από 4 έως 7.

Τί είναι όμως το πεχα (pH)?

Τα υδατικά διαλύματα χωρίζονται σε Όξινα διαλύματα, & Αλκαλικά διαλύματα

Σε κάθε υδατικό διάλυμα, ακόμα και στο καθαρότερο νερό, υπάρχουν κατιόντα υδρογόνου (Η+) και ανιόντα υδροξυλίου (ΟΗ).

Φτιάχνω τυρί πλαθόμενης τυρομάζας (pasta filata). Εγώ θα πρέπει να παρακολουθώ τον ρυθμό όξυνσης της τυρομάζας.

Όταν, στο υδατικό διάλυμα, τα κατιόντα Η+ είναι περισσότερα από τα ανιόντα ΟΗ, τότε, εμείς λέμε ότι, το διάλυμα, αυτό είναι όξινο.

Επίσης, όταν, στο υδατικό διάλυμα, τα κατιόντα Η+ είναι λιγότερα από τα ανιόντα ΟΗ, τότε, εμείς λέμε ότι, το διάλυμα, αυτό είναι αλκαλικό ή βασικό.

Τέλος, όταν, στο υδατικό διάλυμα, το πλήθος των κατιόντων Η+ είναι ίσο με το πλήθος των ανιόντων ΟΗ, τότε, το διάλυμα, αυτό, χαρακτηρίζεται ως ουδέτερο.

Δοκίμασα ποτό αϊράνι ή αριάνι του εμπορίου. Αυτό το ποτό αριάνι είχε καλά οργανοληπτικά χαρακτηριστικά, αλλά κατά την δοκιμή θεώρησα ότι δημιουργεί μιά αίσθηση οξύτητας (sourness) περισσότερο έντονη από όσο πρέπει. Θα μετρήσω την τιμή pH για να δώ το πόσο όξινο είναι. Πράγματι, διαπιστώνω ότι το αϊράνι έχει τιμή pH 3.92, μία ομολογουμένως χαμηλή τιμή pH. Συνεπώς, μπορώ βασιζόμενος στην έννοια του pH,  να βελτιώσω το flavor των προϊόντων. 
Ποιά είναι η έννοια του πεχα (pH) – Ποιά είναι τα όξινα διαλύματα?

Στην καθημερινότητα, ένα όξινο διάλυμα, εμείς το αναφέρουμε ως οξύ.

Όλοι ξέρουμε ότι το ξύδι είναι ένα οξύ.

Έχω γάλα και θέλω να φτιάξω τυρί. Πόση ποσότητα πυτιάς θα προσθέσω? Το ξέρετε ότι η ποσότητα της πυτιάς θα εξαρτηθεί από την τιμή pH του γάλακτος?

Επίσης, όλοι γνωρίζουμε ότι και ο χυμός λεμονιού, είναι ένα οξύ.

Τί σημαίνει αυτό?

Αυτό σημαίνει ότι, σε αυτά, τα δύο διαλύματα, τα κατιόντα Η+ είναι περισσότερα από τα ανιόντα ΟΗ.

Φτιάχνω γιαούρτι. Η πήξη του γάλακτος θα ξεκινήσει σε τιμή pH πολύ υψηλότερη από την τιμή 4.6. Η δημιουργία της 1ης τζελ δομής (gelation pH, G’ >1Pa) μπορεί να ξεκινήσει ακόμα και σε  pH >5.4.  γάλακτος.
Ποιά είναι η έννοια του πεχα (pH) – Το πεχα (pH) αποτελεί ένα μέτρο σύγκρισης του όξινου (ή του βασικού) χαρακτήρα των διαλυμάτων

Ναι, αλλά, πώς, εμείς μπορούμε να καταλάβουμε το ποιό από τα δύο διαλύματα είναι περισσότερο όξινο?

Ένας απλός τρόπος είναι, εμείς να χρησιμοποιήσουμε το αίσθημα της γεύσης.

Ποτό κεφίρ και κόκκοι του κεφίρ. Οι κόκκοι του κεφίρ αποτελούνται από πληθώρα Ειδών μικροοργανισμών. Σε τιμή pH 3.13, η πλειοψηφία αυτών των μικροοργανισμών βρίσκονται στην φάση του θανάτου. Επίσης, αυτοί οι μικροοργανισμοί είναι και εξαιρετικά ‘ταλαιπωρημένοι”. Συνεπώς ένα τέτοιο ποτό κεφίρ έχει λιγότερους μικροοργανισμούς σε σχέση με το ποτό κεφίρ το οποίο έχει μια τιμή  pH 4.50.

Πόσο όμως ακριβή και πόσο αξιόπιστα συμπεράσματα θα μπορέσουμε να εξάγουμε, εάν, εμείς χρησιμοποιήσουμε αυτόν τον τρόπο?

Για να μπορέσουμε να ποσοτικοποιήσουμε, δηλαδή, για να μπορέσουμε να μετρήσουμε το πόσο όξινο είναι κάθε φορά ένα διάλυμα, εμείς χρησιμοποιούμε την έννοια του πεχα, (pH).

Ποιά είναι η έννοια του πεχα (pH) – Τί είναι το πεχα (pH)?
Στάδιο Στράγγισης τυριών άλμης. Η τιμή pH είναι υψηλή. Το ίδιο και η θερμοκρασία  του τυροπήγματος. Αυτές οι συνθήκες είναι ευνοϊκότατες για τον πολλαπλασιασμό των κολοβακτηριοειδών. Όταν έχω ενδείξεις για υψηλούς πληθυσμούς κολοβακτηριοειδών, τότε, εγώ θα πρέπει να διασφαλίσω την γρήγορη πτώση της τιμής του pH. Σε διαφορετική περίπτωση κινδυνεύει να καταστραφεί η παραγωγή μου.

Το πεχα (pH) είναι ένας αριθμός, αδιάστατος, δηλαδή, το πεχα δεν έχει μονάδες.

Το πεχα, εμάς, μάς λέει, τον αριθμό των ελεύθερων υδρογονοκατιόντων σε ένα διάλυμα.

Οι τιμές, τις οποίες λαμβάνει το πεχα, σε υδατικά διαλύματα, είναι από 0 έως 14.

Τυρί Camembert. Η τιμή pH στο κέντρο του τυριού διαφέρει από την τιμή pH στην επιφάνεια του τυριού. Επίσης θα πρέπει να θυμάμαι ότι αυτού του είδους τα τυριά μπορεί να έχουν μια ήπια όξινη αντίδραση (τιμή pH χαμηλότερη από 7, ή μπορεί να έχουν μια ήπια βασική αντίδραση (τιμή pH υψηλότερη από 7).

Ο ακριβής ορισμός του πεχα είναι ο αρνητικός δεκαδικός λογάριθμος της ενεργότητας των ιόντων υδρογόνου: pH = -log(H+).

Όταν, ένα διάλυμα έχει τιμή πεχα κάτω από 7, τότε, αυτό, το διάλυμα, θεωρείτε ως όξινο.

Όταν, ένα διάλυμα έχει τιμή πεχα πάνω από 7, τότε, αυτό, το διάλυμα, είναι αλκαλικό ή βασικό.

Η τιμή pH αυτού του νωπού γάλακτος είναι 6.39. Αυτό το γάλα θεωρείται ελαφρώς ξινισμένο. Η έννοια του pH με βοηθάει να αντιληφθώ το πόσο ξινισμένο είναι. 

Όταν, ένα διάλυμα έχει τιμή πεχα ίση με 7, τότε, αυτό, το διάλυμα, θεωρείται ως ουδέτερο.

Ποιό είναι το πεχα (pH) συνηθισμένων διαλυμάτων

Για να δούμε ορισμένα παραδείγματα:

Εισαγωγή στην έννοια του pH
Με ποιό τρόπο σχετίζεται η ανάπτυξη των μικροοργανισμών με την τιμή pH? Για να δούμε την περίπτωση του νωπού γάλακτος. Στάδιο Α – Β. Αρχικά το νωπό γάλα έχει μια τιμή pH 6.6 με 6.8. Τα οξυγαλακτικά βακτήρια ζυμώνουν με γρήγορο ρυθμό την λακτόζη του γάλακτος και παράγουν γαλακτικό οξύ. Αυτό το γαλακτικό οξύ ελαττώνει την τιμή pH και έτσι εμποδίζει την ανάπτυξη πολλών βακτηρίων. Στάδιο B – C. Οξεάντοχοι ζυμομύκητες (yeasts) και μούχλες (molds) αρχίζουν να αναπτύσσονται στο ξινισμένο γάλα και να χρησιμοποιούν το γαλακτικό οξύ. Αυτή η συνεργιστική δράση των μικροοργανισμών συνεχίζεται μέχρι να καταναλωθεί όλη η λακτόζη.  Στάδιο C – D. Τελικά, στο γάλα εισέρχονται και τα πρωτεολυτικά βακτήρια τα οποία αποικοδομούν τις πρωτεΐνες και παράγουν αλκαλικές αζωτούχες ενώσεις. Έτσι, η τιμή pH του γάλακτος αυξάνει.

Τα υγρά του στομάχου έχουν τιμή πεχα από 0.9 έως 1.5, (άρα τα υγρά του στομάχου είναι ισχυρώς όξινα).

O χυμός λεμονιού έχει τιμή πεχα από 2.7 έως 3.5, τα αναψυκτικά έχουν τιμή πεχα από 2.5 έως 3.5.

Η μπύρα έχει τιμή πεχα 4.5, το γάλα έχει τιμή πεχα 6.5 έως 7, το θαλασσινό νερό έχει τιμή πεχα 8.

Εισαγωγή στην έννοια του pH
Η τιμή pH του προβιοτικού ροφήματος είναι 4.14. Αυτή η τιμή είναι ανεπιθύμητα χαμηλή για ένα τέτοιο προβιοτικό ρόφημα. Γιατί? Διότι η αυξημένη οξύτητα προκαλεί ένα ισχυρό στρες στα μπιφιντομπακτήρια του Είδους Bifidobacterium animalis lactis. Ως αποτέλεσμα, ο πληθυσμός αυτών των μπιφιντομπακτηρίων αρχίζει να ελαττώνεται σε τιμή pH 4.4.

Το αίμα έχει τιμή πεχα 7.3 με 7.4, τα διαλύματα  αμμωνίας έχουν τιμή πεχα 11 με 12, η χλωρίνη έχει πεχα 12.

Ποιά είναι η έννοια του πεχα (pH) – Η κάθε μονάδα στο πεχα είναι σε λογαριθμική κλίμακα

Άρα, κάθε φορά, όταν, εμάς, μάς  γνωστοποιείτε η τιμή του πεχα ενός διαλύματος, εμείς θα πρέπει ξέρουμε, εάν, αυτό, το διάλυμα, είναι όξινο ή είναι αλκαλικό.

Εισαγωγή στην έννοια του pH
Τυρί Γραβιέρα με τιμή pH 5.15. Ποιά τιμή pH θα πρέπει να έχει ένα τυρί Γραβιέρα? Πώς συνδέεται η τιμή pH με την διαλυτοποίηση του Κολλοειδούς Φωσφορικού Ασβεστίου?

Αλλά και κάτι ακόμα.

Εμείς θα πρέπει να ξέρουμε το πόσο έντονα όξινο είναι αυτό το διάλυμα!

Ας δούμε ένα παράδειγμα:

Εισαγωγή στην έννοια του pH
Τιμή pH 4.48, σε ένα τυρί Φέτα, το οποίο ωριμάζει, ήδη, για χρονικό διάστημα 3 μηνών.Το τυρί αυτό, είχε τιμή pH κάτω από 4.40, τις πρώτες 2 εβδομάδες ωρίμανσης. Αυτή, η αύξηση της τιμής του pH, του τυριού, γνωστή και ως, ”γύρισμα”, οφείλεται στην πρωτεόλυση, και συνοδεύεται από την δημιουργία ιδιαίτερων γεύσεων και αισθήσεων.

Έστω ότι, εμείς έχουμε δύο είδη γάλακτος.

Το 1ο γάλα το αφήσαμε 2, 3 ή 4 ημέρες εκτός ψυγείου.

Ως αποτέλεσμα, αυτό, το γάλα ”ξίνισε”.

Εισαγωγή στην έννοια του pH
Βούτυρο παρασκευασμένο από ώριμη κρέμα. Η τιμή pH θα καθορίσει τα οργανοληπτικά χαρακτηριστικά, αυτού, του προϊόντος.

Δείτε: pH του γάλακτος – Είναι σημαντικό να το ξέρω?

Εμείς μετρήσαμε το πεχά, αυτού, του γάλακτος, και βρήκαμε μια τιμή ίση με 4.

Στη συνέχεια, εμείς μετρήσαμε το πεχα στο 2ο γάλα, και βρήκαμε μια τιμή ίση με 7.

Εισαγωγή στην έννοια του pH
Βούτυρο με τιμή pH 6.44. Το βούτυρο αυτό έχει παρασκευασθεί από γλυκιά κρέμα γάλακτος. Η υψηλή τιμή pH δημιουργεί ευνοϊκές συνθήκες για την ανάπτυξη ανεπιθύμητων μικροοργανισμών  στην επιφάνεια αυτού του προϊόντος.

Αυτές οι 3 μονάδες στο πεχα, (επειδή το πεχα είναι σε λογαριθμική κλίμακα), σημαίνουν 1000 φορές περισσότερα υδρογονοκατιόντα ανά μονάδα όγκου.

Εμείς θα πρέπει να μένουμε προσηλωμένοι στην έννοια του πεχα (pH)

Ας δούμε ένα άλλο παράδειγμα:

Εισαγωγή στην έννοια του pH
Το τελευταίο γάλα της γαλακτικής περιόδου έχει εξαιρετικά μειωμένη οξύτητα. Δείτε ότι η τιμή pH αυτού του γάλακτος είναι περίπου 7.44.

Έστω, ότι, εμείς έχουμε ένα γάλα, ή ένα τυρί, το οποίο έχει τιμή πεχα 6.95.

Αυτό σημαίνει, ότι, αυτό, το γάλα, ή αυτό, το τυρί χαρακτηρίζεται ως όξινο.

Εμείς έχουμε, επίσης, ένα άλλο γάλα, ή ένα άλλο τυρί, το οποίο έχει τιμή πεχα 7.05.

Εισαγωγή στην έννοια του pH
Γλυκό τυρόγαλα με τιμή pH 6.54. Τα τυριά τυρογάλακτος από ένα γλυκό τυρόγαλα διαφοροποιούνται σε σχέση με τα αντίστοιχα τυριά τυρογάλακτος από ένα ξινό τυρόγαλα. 

Αυτό σημαίνει, ότι, αυτό, το γάλα, ή αυτό, το τυρί χαρακτηρίζεται ως αλκαλικό.

Αυτές, οι διαφορές στο πεχα είναι μικρές, οπότε, εμείς μπορούμε να παραβλέψουμε την έννοια όξινο και αλκαλικό, και, να θεωρήσουμε ότι, και τα δύο προϊόντα έχουν παραπλήσιο χαρακτήρα.

Ποιά είναι η έννοια του πεχα (pH) – Πώς μετράω το πεχα?
Εισαγωγή στην έννοια του pH
Η τιμή pH σε ένα τυρί Cottage μπορεί να παρουσιάζει μεγάλες διακυμάνσεις? Με ποιό τρόπο σχετίζεται ο τρόπος παρασκευής ενός επιτυχημένου τυριού Cottage με την τιμή pH αυτού του τυριού?

Υπάρχουν αρκετοί τρόποι για να μετρήσουμε το πεχα.

Ο περισσότερο αξιόπιστος, λειτουργικός και εφαρμόσιμος είναι με ηλεκτροχημικό τρόπο, δηλαδή, με την χρήση πεχαμέτρου, (pH meter).

Φυσικά, το πεχάμετρο θα πρέπει πρώτα να βαθμονομηθεί.

Εισαγωγή στην έννοια του pH
Γάλα με θερμοκρασία 8.6°C έχει τιμή pΗ 6.60. Αυτό το γάλα έχει…

Δείτε: Πώς καλιμπράρω το πεχάμετρο

Ποιά είναι η έννοια του πεχα (pH) – Χρειάζομαι περισσότερες πληροφορίες

Πολλές φορές η μέτρηση και ο υπολογισμός του πεχα των γαλακτοκομικών προϊόντων δεν επαρκεί.

Εισαγωγή στην έννοια του pH
 …μια τιμή pH, του γάλακτος, ίση με 6.04 στους 63.8°C. Λοιπόν, το γάλα είναι ξινό?

Εμείς χρειαζόμαστε επιπλέον πληροφορίες αναφορικά με την φυσικοχημική συμπεριφορά των γαλακτοκομικών προϊόντων.

Αυτές, τις πληροφορίες, εμείς μπορούμε να τις λάβουμε με την μέτρηση της οξύτητας.

Δείτε: Τί πρέπει να ξέρω για την οξύτητα του γάλακτος

ΔΕΙΤΕ ΤΟ ΒΙΝΤΕΟ

Δείτε περισσότερα:

pH theory and measurement. Durst, Richard & Koch, William & Wu, Yung. (1987). Ion-selective electrode reviews. 9. 173-196.

Determination of pH. R.G. Bates. Wiley, New York, 1965.

Definition of pH scales, standard reference values, measurement of pH and related terminology. Covington AK, Bates RG, Durst, RA. Pure Appl Chem 1983;55(9):1467-76.

First-Principles pH Theory. Kim, Yong-Hyun & Zhang, S. (2006). American Physical Society, APS March Meeting, March 13-17.

 

 

 

 

Facebook Comments

Αφήστε μια απάντηση

Η ηλ. διεύθυνση σας δεν δημοσιεύεται. Τα υποχρεωτικά πεδία σημειώνονται με *