Conceitos de Acidez e pH
Todos os sistemas aquosos (incluindo a água em si e no queijo) obedecem à seguinte relação (Equação 3) entre a concentração de iões de hidrogénio (H+) e de iões de hidroxilo (OH-). Nota, os parênteses rectos indicam a concentração em moles por litro. Uma toupeira é 6 x 1023 moléculas, ou seja, o numeral seis com 23 zeros depois dela.
x = 10-14
P>Porque as concentrações reais em toupeiras por litro são pequenas, é habitual exprimir os valores como expoentes. Por exemplo, se soubermos que a concentração de iões de hidrogénio numa amostra de leite é 0,000001 moles/l o que equivale a 10-6 moles/l, podemos calcular a concentração de iões hidroxil como 10-14/10-6 = 10-8 moles/l o que equivale a 0,00000001 moles/l.
- se = a solução é neutra no que diz respeito à acidez.
- se > a solução é ácida.
- se < a solução é básica ou alcalina.
- Os produtos químicos que contribuem H+ ou absorvem OH- são ácidos, enquanto as bases contribuem OH- ou absorvem H+.
O conceito de pH evoluiu como um método manual curto para exprimir a acidez. Já vimos que uma concentração de iões de hidrogénio de 0,000001 moles/l pode ser expressa como , uma expressão que define tanto a unidade de medida como o valor numérico. O conceito de pH é uma abreviatura adicional que expressa a concentração de iões de hidrogénio como o log negativo da concentração de iões de hidrogénio em unidades de toupeiras/l. Isto parece complexo mas é bastante fácil de aplicar. Por exemplo, o log10 da concentração de iões de hidrogénio é igual a -6. O passo final é tomar o negativo do log, ou seja -1 x -6 que é 6. Assim, 0,0000001 moles/l = = pH 6. Da relação expressa na Equação 3, se a concentração de um de OH- e H+ for conhecida, é sempre possível calcular a concentração do outro. Assim, se o pH de uma solução for 6, o pOH é 14 – 6 = 8. Como esta relação é entendida, a convenção é apenas relatar o pH. Note-se que, uma vez que o sinal negativo foi descido pela convenção, a diminuição dos valores de pH significa um aumento da acidez, ou seja, um aumento da concentração de iões H+. Assim, embora tanto o TA como o pH sejam medidas de acidez, o pH diminui com o aumento da acidez.
Tudo isto pode ser resumido por uma descrição da escala de pH. A escala de pH para fins mais práticos é de 1 a 14, embora um pH inferior a um seja teoricamente e praticamente possível.
pH 7.0 é acidez neutra =
pH < 7.0 = condição ácida >
pH > 7.0 = condição alcalina <
p>pH Versus Titratable Acidity
TA e pH são ambas medidas de acidez mas, para a maioria dos fins, o pH é uma melhor ferramenta de controlo do processo, porque a sonda de pH mede apenas aqueles H+ que estão livres em solução e não estão dissociados com sais ou proteínas. Isto é importante porque é H+ livre que modifica a funcionalidade das proteínas e contribui para o sabor azedo. É também o pH e não a acidez titulável que é o melhor indicador dos efeitos de preservação e segurança da acidez. É de salientar que o factor mais importante à disposição do queijeiro para controlar a deterioração e os organismos patogénicos é o controlo do pH. O historial do pH durante e após o fabrico do queijo é a informação mais importante para a resolução de problemas. A humidade do queijo, conteúdo mineral, textura e sabor são todos influenciados directamente pela actividade dos iões de hidrogénio livres (i.e. pH).
Acidez titulável (TA) mede todos os iões H+ tituláveis até ao ponto final da fenolftaleína (pH 8,5) e, portanto, varia com as alterações na composição e propriedades do leite. Durante o fabrico do queijo, o pH dá uma indicação real do desenvolvimento ácido durante todo o processo de modo a que o pH óptimo em cada etapa seja independente de outras variáveis tais como o teor de proteína do leite. Contudo, o TA óptimo em cada etapa da fabricação do queijo variará com a composição inicial do leite e o tipo de procedimento de padronização utilizado.
Uma boa ilustração prática da diferença entre TA e pH é o efeito do corte. Até ao momento do corte, a TA do leite aumenta com o desenvolvimento da acidez pela cultura. Após o corte, o TA do soro de leite é muito inferior. Isto não significa que o desenvolvimento ácido tenha parado. Significa simplesmente que os iões H+ tituláveis associados às proteínas do leite já não estão presentes no soro de leite. Isto leva ao conceito de capacidade tampão, que é um princípio importante no fabrico de queijo. O efeito da remoção de proteínas na TA do soro de leite, está relacionado com a capacidade da proteína de “tampão” do leite contra alterações no pH. Essa mesma propriedade tampão é a razão pela qual ajuda a tomar medicamentos ácidos, como a aspirina, com o leite.
Capacidade de Buffer pode ser descrita como a capacidade de um sistema aquoso, como o leite, de resistir a alterações no pH com adição de ácidos (adicionado H+) ou bases (adicionado OH-). Especificamente, a capacidade tampão é a quantidade de ácido ou base necessária para induzir uma mudança unitária no pH. Por exemplo, uma pequena adição de ácido à água destilada provocará uma grande redução no pH. A mesma quantidade de ácido teria um pequeno efeito sobre o pH do leite porque as proteínas e os sais do leite neutralizam a acidez.
Os dois componentes tampão mais importantes do leite são caseínas (tampão máximo próximo do pH 4,6) e fosfato (tampão máximo próximo do pH 7,0). O tampão máximo próximo de pH 5,0 é extremamente importante para a fabricação de queijo porque o pH óptimo para a maioria dos queijos está na gama de 5,0 – 5,2. Como o pH do queijo é reduzido para pH 5,0 por fermentação com ácido láctico, a capacidade tampão está a aumentar (ou seja, cada diminuição incremental no pH requer mais ácido láctico). O efeito é dar ao queijeiro espaço considerável para variação na taxa e quantidade de produção de ácido. Sem o leite construído em tampões seria impossível produzir queijo na gama óptima de pH.
Outra forma de ilustrar a diferença entre TA e pH é considerar gamas típicas de pH e TA para leite normal. O TA é uma medida da capacidade tampão total do leite para a gama de pH entre o pH do leite e o ponto final da fenolftaleína (cerca de pH 8,3). O pH do leite a 25C, varia normalmente dentro de uma gama relativamente estreita de 6,5 a 6,7. O intervalo normal para a acidez titulável do leite do rebanho é de 0,12 a 0,18% de ácido láctico Por outras palavras, o pH é um bom indicador da qualidade inicial do leite, enquanto a medição tradicional de TA para indicar o crescimento bacteriano no leite é menos precisa.
pH Medida
O pH do leite para queijo, soro de leite e queijo de pasta mole pode ser medido directamente. O queijo firme e duro deve ser fragmentado antes da análise. Medir sempre o pH do queijo em duplicado e usar de extremo cuidado no manuseamento do eléctrodo. Coloque o queijo fragmentado num frasco de 30 ml ou num pequeno copo e empurre suavemente o eléctrodo para dentro do queijo … demasiada pressa é susceptível de quebrar o eléctrodo no fundo do copo. Para assegurar um bom contacto, pressionar o queijo à volta do eléctrodo com os dedos. Não há necessidade de enxaguar o eléctrodo entre amostras de queijo. No entanto, se o eléctrodo for armazenado em tampão, deve ser lavado com água destilada antes de medir o pH do queijo. Armazenar sempre o eléctrodo em tampão de pH 4 ou de acordo com as instruções do fabricante. Não esfregar o eléctrodo. O eléctrodo deve ser lavado com detergente e enxaguado com acetona ocasionalmente para remover depósitos de gordura e proteínas.