Concepts d’acidité et de pH
Tous les systèmes aqueux (y compris l’eau dans votre corps et dans le fromage) obéissent à la relation suivante (équation 3) entre la concentration des ions hydrogène (H+) et des ions hydroxyle (OH-). Remarque : les crochets indiquent la concentration en moles par litre. Une mole représente 6 x 1023 molécules, c’est-à-dire le chiffre six suivi de 23 zéros.
x = 10-14
Parce que les concentrations réelles en moles par litre sont petites, il est d’usage d’exprimer les valeurs sous forme d’exposants. Par exemple, si l’on sait que la concentration en ions hydrogène dans un échantillon de lait est de 0,000001 moles/l, ce qui équivaut à 10-6 moles/l, on peut calculer la concentration en ions hydroxyle comme étant de 10-14/10-6 = 10-8 moles/l, ce qui équivaut à 0,00000001 moles/l.
- Si = la solution est neutre par rapport à l’acidité.
- Si > la solution est acide.
- Si < la solution est basique ou alcaline.
- Les produits chimiques qui apportent du H+ ou absorbent du OH- sont des acides, tandis que les bases apportent du OH- ou absorbent du H+.
Le concept de pH a évolué comme une méthode courte pour exprimer l’acidité. Nous avons déjà vu qu’une concentration en ions hydrogène de 0,000001 moles/l peut être exprimée par , une expression qui définit à la fois l’unité de mesure et la valeur numérique. Le concept de pH est une autre abréviation qui exprime la concentration d’ions d’hydrogène comme le log négatif de la concentration d’ions d’hydrogène en unités de moles/l. Cela semble complexe mais est assez facile à comprendre. Cela semble complexe mais est assez facile à appliquer. Par exemple, le log10 de la concentration en ions hydrogène de est égal à -6. L’étape finale consiste à prendre le négatif du log, c’est-à-dire -1 x -6, ce qui donne 6. Ainsi, 0,0000001 moles/l = = pH 6. D’après la relation exprimée dans l’équation 3, si la concentration de l’un des OH- et H+ est connue, il est toujours possible de calculer la concentration de l’autre. Ainsi, si le pH d’une solution est de 6, le pOH est de 14 – 6 = 8. Comme cette relation est comprise, la convention est de n’indiquer que le pH. Notez que, comme le signe négatif a été abandonné par convention, des valeurs de pH décroissantes signifient une augmentation de l’acidité, c’est-à-dire une augmentation de la concentration d’ions H+. Ainsi, bien que l’AT et le pH soient tous deux des mesures de l’acidité, le pH diminue lorsque l’acidité augmente.
Tout ceci peut être résumé par une description de l’échelle de pH. L’échelle de pH, dans la plupart des cas pratiques, va de 1 à 14, bien qu’un pH inférieur à un soit théoriquement et pratiquement possible.
PH 7.0 est une acidité neutre =
pH < 7,0 = état acide >
H > 7.0 = état alcalin <
pH Versus Titratable Acidity
TA et pH sont tous deux des mesures de l’acidité mais, pour la plupart des objectifs, le pH est un meilleur outil de contrôle du processus, car la sonde de pH ne mesure que les H+ qui sont libres en solution et non dissociés avec des sels ou des protéines. Ceci est important car ce sont les H+ libres qui modifient la fonctionnalité des protéines et contribuent au goût acide. C’est également le pH, plutôt que l’acidité titrable, qui est le meilleur indicateur des effets de l’acidité sur la conservation et la sécurité. Il faut insister sur le fait que le facteur le plus important dont dispose le fromager pour contrôler l’altération et les organismes pathogènes est le contrôle du pH. L’historique du pH pendant et après la fabrication du fromage est l’information la plus importante en cas de problème. L’humidité, la teneur en minéraux, la texture et la saveur du fromage sont toutes influencées directement par l’activité des ions hydrogène libres (c’est-à-dire le pH).
L’acidité titrable (TA) mesure tous les ions H+ titrables jusqu’au point final de la phénolphtaléine (pH 8,5) et, par conséquent, varie en fonction des changements dans la composition et les propriétés du lait. Pendant la fabrication du fromage, le pH donne une indication réelle du développement de l’acidité pendant tout le processus, de sorte que le pH optimal à chaque étape est indépendant d’autres variables telles que la teneur en protéines du lait. En revanche, le TA optimal à chaque étape de la fabrication du fromage varie en fonction de la composition initiale du lait et du type de procédure de normalisation utilisée.
Une bonne illustration pratique de la différence entre TA et pH est l’effet de la coupe. Jusqu’au moment du découpage, le TA du lait augmente avec le développement de l’acidité par la culture. Après la coupe, le TA du lactosérum est beaucoup plus faible. Cela ne signifie pas que le développement de l’acidité s’est arrêté. Cela signifie simplement que les ions H+ titrables associés aux protéines du lait ne sont plus présents dans le lactosérum. Cela conduit à la notion de pouvoir tampon, qui est un principe important dans la fabrication du fromage. L’effet de l’élimination des protéines sur le TA du lactosérum est lié à la capacité des protéines à » tamponner » le lait contre les changements de pH. Cette même propriété tampon est la raison pour laquelle il est utile de prendre des médicaments acides, comme l’aspirine, avec du lait.
Le pouvoir tampon peut être décrit comme la capacité d’un système aqueux, comme le lait, à résister aux changements de pH avec l’ajout d’acides (ajouts de H+) ou de bases (ajouts de OH-). Plus précisément, le pouvoir tampon est la quantité d’acide ou de base nécessaire pour induire une variation unitaire du pH. Par exemple, une petite addition d’acide à de l’eau distillée entraînera une forte réduction du pH. La même quantité d’acide aurait un faible effet sur le pH du lait car les protéines et les sels du lait neutralisent l’acidité.
Les deux composants tampons les plus importants du lait sont les caséines (maximum tampon près de pH 4,6) et le phosphate (maximum tampon près de pH 7,0). Le maximum tampon près de pH 5,0 est extrêmement important pour la fabrication du fromage, car le pH optimal de la plupart des fromages se situe entre 5,0 et 5,2. À mesure que le pH du fromage est réduit vers 5,0 par la fermentation lactique, le pouvoir tampon augmente (c’est-à-dire que chaque diminution progressive du pH nécessite davantage d’acide lactique). L’effet est de donner au fromager une marge de manœuvre considérable pour varier le taux et la quantité de production d’acide. Sans les tampons intégrés au lait, il serait impossible de produire du fromage dans la plage de pH optimale.
Une autre façon d’illustrer la différence entre TA et pH est de considérer les plages typiques de pH et de TA pour un lait normal. L’AT est une mesure de la capacité tampon totale du lait pour la plage de pH comprise entre le pH du lait et le point final de la phénolphtaléine (environ pH 8,3). Le pH du lait à 25°C varie normalement dans une fourchette relativement étroite de 6,5 à 6,7. La plage normale de l’acidité titrable des laits de troupeau est de 0,12 à 0,18% d’acide lactique En d’autres termes, le pH est un bon indicateur de la qualité initiale du lait, tandis que la mesure traditionnelle de l’AT pour indiquer la croissance bactérienne dans le lait est moins précise.
Mesure du pH
Le pH du lait de fromagerie, du lactosérum et du fromage à pâte molle peut être mesuré directement. Les fromages à pâte ferme et à pâte dure doivent être fragmentés avant d’être analysés. Mesurez toujours le pH du fromage en double et faites très attention en manipulant l’électrode. Placez le fromage fragmenté dans un flacon de 30 ml ou un petit bécher et poussez doucement l’électrode dans le fromage … une trop grande précipitation risque de casser l’électrode au fond du bécher. Pour assurer un bon contact, pressez le fromage autour de l’électrode avec vos doigts. Il n’est pas nécessaire de rincer l’électrode entre deux échantillons de fromage. Cependant, si l’électrode est stockée dans un tampon, elle doit être rincée à l’eau distillée avant de mesurer le pH du fromage. Toujours conserver l’électrode dans un tampon de pH 4 ou selon les instructions du fabricant. Ne pas frotter l’électrode. L’électrode doit être lavée avec un détergent et rincée avec de l’acétone de temps en temps pour éliminer les dépôts de graisse et de protéines.