Peynir olgunlaşma biyokimyası, ürünün kendine özgü tat, aroma ve doku profilinin kazanıldığı enzimatik transformasyonların bütününü kapsar. Proteoliz ve lipoliz bu transformasyonların iki temel eksenidir; her biri birbirinden bağımsız ama eş zamanlı yürüyen biyokimyasal süreçler olarak peynir çeşidinin karakteristik duyusal özelliklerini biçimlendirmeye katkıda bulunur. Proteoliz, kazein fraksiyonlarının proteaz enzimleriyle peptit ve serbest amino asitlere parçalanmasıdır. Başlangıç proteolizinde rennet (pıhtılaştırıcı) kökenli enzimler, kimozin ve pepsin, αs1-kazein ve β-kazein zincirlerini büyük peptit parçalara böler. İkincil proteoliz ise laktik asit bakterileri (LAB), yüzey mikrobiyotası (küfler, maya, smear bakterileri) ve pıhtı yapımından sonra salınan endojen süt proteazlarının (plazmin) birleşik etkisiyle küçük peptit ve amino asit havuzu genişletilir. Peynir olgunlaşma biyokimyasındaki amino asit katabolizması aroma bileşiklerinin ana kaynağıdır. Metionin, sistein, fenilalanin, tirozin ve dallanmış zincirli amino asitler (lösin, isolösin, valin), dekarboksilasyon, deaminasyon ve transaminasyon yollarıyla çeşitli aroma bileşiklerine dönüşür. Kükürt içerikli amino asitlerin metabolizmasından oluşan metantiyol ve DMDS, olgun Camembert, Brie ve Limburger gibi peynirlerin karakteristik kükürtlü notasını oluşturur; sert peynir türlerinde ise kısa ve dallanmış zincirli aldehitler daha baskın profil çizer. Lipoliz, süt yağının trigliseritlerinin lipaz enzimleriyle serbest yağ asitlerine dönüştürülmesidir. İtalyan peyniri stillerinde (Pecorino, Provolone) ve mavi küflü peynirlerde (Roquefort, Gorgonzola) yoğun lipoliz istenir. Penicillium roqueforti'nin ürettiği asit ve nötr lipazlar, özellikle kısa ve orta zincirli yağ asitleri (bütirik, kaproik, kaprilik) serbest bırakarak keskin, pikant karakteri yaratır. Serbest yağ asitleri sadece lezzetle bitmez; β-oksidasyon ve Penicillium metabolizması aracılığıyla metil ketonlara (2-heptanon, 2-nonanon) dönüşür; bu bileşikler mavi küflü peynirlerin en ayırt edici aroma molekülleridir. Peynir olgunlaşma biyokimyasında proteoliz ve lipolizin dengesi, peynir tipine ve olgunlaştırma koşullarına (sıcaklık, nem, pH, tuz konsantrasyonu) göre hassas biçimde değişir. Sert peynirler (ör. Gravyer) uzun olgunlaştırma sürelerinde proteolizin derinleşmesiyle amino asit kökenli umami notaları kazanırken lipoliz kontrol altında tutulur. Bu dengeyi izlemek için serbest amino asit tayin yöntemleri (OPA-FMOC türeviyle HPLC), serbest yağ asidi analizi ve uçucu bileşik profili (SPME-GC-MS) standart kalite protokollerini oluşturur.