Peynirde pH Gelişimi

Peynirde pH gelişimi, sütteki laktozun starter kültürler tarafından aside dönüştürülmesiyle başlayan ve pıhtılaşma, peyniraltı suyu ayrılması, tuzlama ile olgunlaşma boyunca değişen bir süreçtir. pH yalnız “ekşilik değeri” değildir; kazein misellerinin mineral dengesi, pıhtının su bırakması, enzimlerin çalışması, mikroorganizmaların seçilmesi ve son dokunun oluşmasıyla ilişkilidir. Ancak bütün peynirler için geçerli tek bir ideal pH veya tek bir pH eğrisi yoktur.

Peynir çeşidi, süt bileşimi, starter kültür, pıhtılaştırıcı, sıcaklık, tuz, nem ve olgunlaşma biçimi pH yolunu birlikte belirler. Bu nedenle pH sonucu her zaman üretim aşaması ve ürün tanımıyla birlikte yorumlanmalıdır.

pH Neyi Ölçer?

pH, hidrojen iyonu etkinliğini logaritmik ölçekte ifade eder. Ölçeğin logaritmik olması, küçük görünen sayısal farkların asitlik açısından doğrusal bir fark olmadığı anlamına gelir. Peynir üretiminde pH ölçümü; titrasyon asitliği, laktik asit miktarı veya toplam asit bileşimiyle aynı şey değildir. Bu ölçümler ilişkili olabilir, fakat birbirinin yerine kullanılamaz.

Sütün doğal tamponlama kapasitesi proteinler, fosfatlar, sitrat ve diğer iyonlardan etkilenir. Aynı miktarda asit oluşumu, bileşimi farklı iki sütte aynı pH değişimini üretmeyebilir. Başlangıç sütünün bileşimi ve işlem geçmişi bu nedenle ölçümün yorumuna dahildir. Sütteki genel ölçüm çerçevesi Sütün pH Değeri, peynir matriksindeki dönüşümler ise Peynir Kimyası sayfasında ele alınır.

Starter Kültür pH'ı Nasıl Düşürür?

Starter kültürler sütteki laktozu metabolize ederek başta laktik asit olmak üzere organik asitler oluşturur. Walstra, mikrobiyal laktik asit üretiminin sütün pH'ında belirgin düşüşe yol açtığını açıklar [1, s.14]. Asit üretiminin hızı; suş, kültür etkinliği, sıcaklık, inhibitörler, süt bileşimi ve proses adımlarına bağlıdır.

Bu süreçte yalnız pH sayısı değişmez. Kazein misellerindeki kolloidal kalsiyum fosfat asitlenmeyle çözünür ve misellerin elektriksel özellikleri değişir [1, s.73 ve 153]. Sonuç, protein ağının yapısını ve pıhtının sonraki işleme davranışını etkiler. Laktozun bu süreçteki rolü Laktoz Fermantasyonunun Sütteki Rolü başlığında ayrıntılandırılır.

Enzimatik ve Asit Pıhtılaşmasında pH

Peynir üretiminde pıhtı, enzimatik yol, asitlendirme veya bazı ürünlerde asitlendirme ile ısının birlikte kullanılmasıyla oluşturulabilir [2, s.78–79]. pH'ın rolü bu yolların hepsinde aynı değildir.

Enzimatik pıhtı

Kimozin gibi pıhtılaştırıcı enzimler κ-kazeini parçalayarak misel yüzeyindeki kararlılığı azaltır. Ardından kalsiyum etkinliğinin de rol aldığı agregasyon ve jel oluşumu gelişir [1, s.589–594]. pH; enzim tepkimesini, kalsiyum dengesini ve agregasyonu etkiler, ancak tek başına pıhtılaşmayı açıklamaz.

Asit pıhtısı

Asitlenme ilerlediğinde kolloidal kalsiyum fosfat çözünür ve kazeinin net yükü azalır. Kazeinin yaklaşık pH 4,6 olan izoelektrik bölgesinde asit agregasyonu belirginleşir [1, s.153]. Bu değer “bütün peynirlerin hedef pH'ı” değildir; asit pıhtılaşmasının protein kimyasındaki referans bölgesidir.

Enzimatik pıhtı ile asit pıhtısı farklı mineral dağılımı ve mikro yapı oluşturabilir. Bu nedenle yalnız son pH değerine bakarak iki peynirin aynı dokuda olacağı söylenemez.

Pıhtı Kesimi, Sinerezis ve pH

Pıhtının kesilmesi yüzey alanını artırır; ısıtma, karıştırma, presleme ve tuzlama da peyniraltı suyunun ayrılmasını yönlendirir. FAO bu işlemleri sinerezisi geliştiren temel adımlar arasında sayar [2, s.79]. pH düşüşü protein-mineral ilişkisini ve su tutma davranışını etkilediğinden bu mekanik işlemlerle birlikte değerlendirilir.

“pH düştükçe sinerezis daima artar” şeklinde doğrusal bir kural kurmak doğru değildir. Pıhtının türü, kesim boyutu, sıcaklık, karıştırma, kalsiyum dengesi ve proses zamanı sonucu birlikte belirler. Aynı pH, farklı işlem geçmişine sahip iki pıhtıda farklı nem ve dokuya karşılık gelebilir.

Peyniraltı suyunun ayrılmasıyla laktozun ve suda çözünen bileşenlerin bir kısmı telemeden uzaklaşır [2, s.81]. Pıhtıda kalan laktoz ve laktatın sonraki metabolizması ise peynir türüne göre değişebilir.

Tuzlama pH Eğrisini Nasıl Etkiler?

Tuzlama su dağılımını, starter kültür etkinliğini, enzimleri ve mikrobiyal seçilimi etkileyebilir. Ancak “şu kadar tuz pH'ı şu değerde sabitler” biçiminde bütün peynirler için kullanılabilecek bir kural yoktur. Walstra, tuzun etkisini peynirin su fazındaki derişim, pH ve ürün tipine bağlı olarak tartışır [1, s.646–647].

Bu yüzden tuz yüzdesi, nem veya su aktivitesi bilinmeden pH tek başına mikrobiyal kararlılık göstergesi olarak yorumlanmamalıdır. TGK Peynir Tebliği de ürünleri peynir çeşidi ve olgunlaşma durumuna göre ayrı tanımlar; evrensel bir pH standardı koymaz [3].

Olgunlaşmada pH Neden Değişebilir?

Olgunlaşma, yalnız bekleme değildir. TGK bunu fiziksel, mikrobiyolojik ve enzimatik değişimlerle etkileşimlerin oluşturduğu biyokimyasal olayların bütünü olarak tanımlar [3, Madde 4/i]. Proteoliz, lipoliz, laktat ve sitrat metabolizması ile yüzey mikroflorasının etkinliği pH'ın zaman içindeki yönünü etkileyebilir.

Bazı peynirlerde asit üretimi devam ederken pH düşebilir. Bazılarında laktatın tüketilmesi, protein parçalanması veya yüzey küf ve bakterilerinin metabolizması pH'ın yeniden yükselmesine katkıda bulunabilir. Bu yüzden “olgunlaşırken pH mutlaka yükselir” veya “mutlaka düşer” denemez. Süreç Peynir Olgunlaşması ile birlikte değerlendirilmelidir.

Walstra, Cheddar için tarihsel ve güncel üretimler arasında dahi farklı pH örnekleri verir: geleneksel üründe yaklaşık 4,9; daha güncel örneklerde 5,2–5,3 görülebildiğini belirtir [1, s.690]. Bu, evrensel hedef aralık değil, aynı peynir ailesinde proses ve stil değişiminin pH'ı değiştirebildiğine dair örnektir.

pH, Doku ve Erime Özelliği

Asitlenmeyle kazein ağındaki mineral dengesinin değişmesi peynirin sertlik, kırılganlık, elastikiyet ve erime davranışına katkıda bulunur. Fakat pH tek belirleyici değildir. Nem, yağ, tuz, protein parçalanması ve uygulanan ısı da son dokuyu biçimlendirir.

Bu nedenle farklı peynirlerden alınan iki pH sonucunu doğrudan kalite sıralamasına çevirmek yanıltıcıdır. Ölçüm ancak aynı ürün tipi, aynı üretim aşaması ve tanımlı yöntem içinde karşılaştırıldığında anlam kazanır.

pH ve Gıda Güvenliği

Düşük pH birçok mikroorganizma için büyüme koşullarını sınırlandırabilen engellerden biridir; fakat tek başına güvenlik garantisi değildir. Peynir güvenliği pH'ın yanında su aktivitesi, tuz, sıcaklık, ısıl işlem, başlangıç kontaminasyonu, hijyen ve depolama süresi gibi etkenlere bağlıdır.

Özellikle “pH düşükse bütün patojenler ölür” sonucu çıkarılamaz. Güvenlik değerlendirmesi ürünün tam formülasyonu ve üretim süreci üzerinden yapılmalıdır. pH ölçümü proses kontrolünün bir parçasıdır; mikrobiyolojik analizlerin veya yasal kriterlerin yerine geçmez.

pH Ölçümü Nasıl Yorumlanmalı?

Ölçüm raporunda en azından ürün adı, numune sıcaklığı, üretim/olgunlaşma aşaması, kullanılan yöntem ve cihaz kalibrasyonu belirtilmelidir. Doğrudan peynir matriksinde yapılan ölçüm ile hazırlanmış ekstrakt veya süspansiyonda yapılan ölçüm aynı yöntem değildir; sonuçlar yöntem bilgisi olmadan karşılaştırılmamalıdır.

Tek bir ölçüm yalnız o andaki durumu gösterir. Proses takibinde zaman serisi, yani aynı üretimin belirli aşamalarında alınan karşılaştırılabilir ölçümler daha açıklayıcıdır. Analiz sonuçlarının kapsamı Peynir Analitik Yöntemleri sayfasında ele alınır.

Sıkça Sorulan Sorular

Peynirde ideal pH kaçtır?

Bütün peynirler için tek bir ideal pH yoktur. Hedef değer peynir çeşidine, üretim aşamasına, kültüre, nem ve tuz dengesine ve istenen olgunlaşma biçimine göre belirlenir.

pH 4,6 neden sık anılır?

Yaklaşık pH 4,6 kazeinin izoelektrik bölgesidir ve asit pıhtılaşmasını açıklamak için kullanılır. Bütün peynirlerin son ürün hedefi değildir.

pH düştükçe peynir mutlaka sertleşir mi?

Hayır. Asitlenme mineral dengesini ve protein ağını etkiler; fakat nem, sıcaklık, kesim, karıştırma, presleme ve tuzlama da dokuyu belirler.

Olgunlaşırken peynirin pH'ı yükselir mi?

Bazı peynirlerde yükselebilir, bazılarında farklı bir seyir izleyebilir. Sonuç laktat metabolizması, proteoliz, yüzey mikroflorası ve ürün koşullarına bağlıdır.

Düşük pH peynirin güvenli olduğunu kanıtlar mı?

Hayır. pH önemli bir engeldir, fakat güvenlik; su aktivitesi, tuz, sıcaklık, hijyen, ısıl işlem ve mikrobiyolojik kriterlerle birlikte değerlendirilir.

Peynirde pH ile titrasyon asitliği aynı mıdır?

Hayır. pH hidrojen iyonu etkinliğini, titrasyon asitliği ise belirli bir son noktaya kadar nötralleştirilebilen asitliği ölçer. Sonuçlar ilişkili olabilir ama birbirinin yerine kullanılamaz.

Tek pH ölçümü proses kontrolü için yeterli midir?

Tek ölçüm anlık bilgi verir. Aynı yöntemle üretimin farklı aşamalarında oluşturulan zaman serisi, asit gelişimini ve sapmaları değerlendirmek için daha kullanışlıdır.

Kaynaklar

1. Walstra P, Wouters JTM, Geurts TJ. Dairy Science and Technology. 2. baskı. CRC Press; 2006.
2. Muehlhoff E, Bennett A, McMahon D, editörler. Milk and Dairy Products in Human Nutrition. FAO; 2013. ISBN 978-92-5-107863-1.
3. Tarım ve Orman Bakanlığı. Türk Gıda Kodeksi Peynir Tebliği (Tebliğ No: 2015/6). Resmî Gazete, 08.02.2015, Sayı 29261.