ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ПРОСАЛИВАНИЯ
(Источник: Баль В. В., Вереин Е. Л. Технология рыбных продуктов и технологическое оборудование. М. Агропромиздат, 1990)
При контакте двух различных по своему составу тел независимо от их агрегатного состояния происходит взаимное перемещение молекул одного вещества в другое - диффузия. Особенно интенсивно происходит перемещение молекул в газообразных и жидких телах.
Молекулы в растворе имеют неодинаковую скорость: есть молекулы быстрые и медленные, которые за одно и то же время проходят различный путь. Быстрых и медленных молекул значительно меньше, чем молекул с некоторой средней скоростью, однако из-за различия в скоростях они неравномерно распределяются в материале, в котором происходит диффузия, образуя так называемый диффузный слой. Концентрация в его границах изменяется от нуля до максимального значения. Скорость диффузии зависит от разности концентраций диффундирующих веществ, характера среды, в которой происходит диффузия, молекулярной массы вещества, температуры. Хаотическое движение молекул диффундирующего вещества приводит к тому, что они перемещаются не только в зону с меньшей концентрацией, но и возвращаются обратно. Чем большее количество вещества перешло в зону с меньшей концентрацией, тем интенсивнее будет движение в обратном направлении. Наконец наступает момент, когда движение в обоих направлениях проходит с одинаковой скоростью - наступает состояние равновесия, дальнейшее увеличение концентрации в среде прекращается. Чем выше температура, тем выше скорость движения молекул и соответственно скорость диффузии. Если при изменении температуры не меняются физические и химические свойства среды, то скорость диффузии пропорциональна температуре. Практически при изменении температуры изменяется вязкость среды, а в ряде случаев ее химический состав и структура. В зависимости от характера изменения среды скорость диффузии меняется, но непропорционально температуре.
Диффузия в растворах или газах сопровождается конвекцией (перемешиванием за счет разности температур в различных токах объема) или за счет различия в плотности соприкасающихся сред. В чистом виде диффузия происходит при контакте раствора или растворителя с плотной средой. В этих случаях скорость диффузии зависит главным образом от структуры плотного материала, которая создает дополнительные препятствия для перемещения молекул диффундирующего вещества.
Это обстоятельство оказывает существенное влияние при просаливании рыбы. Диффузия в нее соли в значительной степени будет зависеть от состояния и структуры тканей. Так, если поверхность рыбы покрыта чешуей, то скорость диффузии будет меньше, чем в рыбе без чешуи. На скорость диффузии влияет слой подкожного жира, так как соль в жире не растворяется.
Кроме перемещения растворенного вещества во влажное тело, происходит перемещение воды из зоны с меньшей концентрацией в зону с большей концентрацией. Этот процесс называется осмосом. Чем выше разность концентраций, тем интенсивнее процесс осмоса.
Скорость осмотического процесса зависит от свойства влажного тела, формы связи в нем плотного вещества с водой и температуры. В тканях рыбы белок изменяется при изменении температуры, в результате связь его с водой ослабляется; чем выше температура, тем большее количество воды теряется тканями рыбы при просаливании.
Кинетика просаливания. Поваренная соль, используемая -для посола рыбы в растворах любой концентрации, полностью ионизирована и, следовательно, скорость диффузии достаточно большая. По мере насыщения тканей солью диффузия замедляется. С приближением к состоянию равновесия скорость диффузии настолько замедляется, что равновесие может быть достигнуто за неограниченно продолжительное время (в бесконечности). Продолжительность просаливания до заданной концентрации в мышечных тканях выражается уравнением
т = (1,151/Q2k)lg(Cp/Cp-Ccp),
где т - продолжительность процесса, ч; Q - удельная поверхность рыбы, см3/кг; k - коэффициент просаливания; Ср - концентрация внешнего раствора соли, %; Сср - концентрация соли в мышечных тканях, %.
Если концентрации соли во внешнем растворе и в тканях будут равными, то последний член в уравнении превращается в неопределенность (бесконечность), и все уравнение теряет физический смысл.
Изменение содержания соли в процессе просаливания рыбы зависит от способа введения соли (рис. 1). В растворе соли в начале процесса скорость диффузии велика, затем скорость ее замедляется и наконец прекращается - концентрация соли в растворе и в тканях рыбы достигает равенства, равновесия. Характер процесса (ускорение в начале и замедление в конце) не зависит от концентрации внешнего раствора, равновесие достигается за один и тот же отрезок времени. Несколько иначе протекает процесс, если просаливание происходит при контакте рыбы с кристаллической солью. Соль, соприкасаясь с поверхностью свежей влажной рыбы, образует пленку насыщенного раствора, вызывающего диффузию соли и встречный поток влаги из тканей. Выделяющаяся вода растворяет очередное количество соли, объем тузлука увеличивается, но концентрация продолжает оставаться насыщенной до тех пор, пока не растворится вся соль.
Если к этому времени не достигнуто равновесие, не за счет дальнейшего перехода соли из раствора в ткани рыбы, а за счет выделения воды, концентрация внешнего раствора снижается и диффузия замедляется. При просаливании кристаллической солью в начале процесса скорость диффузии не зависит от дозировки соли.
Изменение массы рыбы при просаливании. В процессе просаливания изменяется масса рыбы. В ткани поступает соль и теряется некоторое количество воды и органических веществ. Эти количественные изменения зависят от способа посола, концентрации раствора или дозировки соли, продолжительности посола, температуры. Потеря массы называется утечкой, количество продукта, полученного после посола, - выходом готового продукта. Количество теряемой рыбой воды больше, чем количество поступившей соли, поэтому выход готовой продукции всегда меньше, чем масса поступившего в обработку сырья. Скорость проникновения соли в ткани рыбы меньшая, чем потеря воды, и в первые часы (дни) после начала просаливания образуется основное количество тузлука и резко уменьшается масса рыбы. В последующий период потеря воды сокращается и полностью прекращается, а проникновение соли продолжается, тем самым масса рыбы увеличивается. Количество выделяемой рыбой воды примерно в 3 раза больше, чем количество поступившей соли, и в зависимости от условий посола утечка составляет от 8 до 20 %.
При производстве соленой продукции пользуются двумя показателями, характеризующими содержание соли в рыбе: соленость -отношение количества соли к массе рыбы (в %) и концентрация соли в мышечной ткани - отношение количества соли к массе раствора в тканях рыбы. Первым показателем пользуются при характеристике готовой продукции или соленого полуфабриката, вторым - для расчетов расходования соли при приготовлении солевых растворов с концентрацией, равной концентрации соли в тканях рыбы (изотонические растворы).
Процесс просаливания зависит от размеров кристаллов соли, применяемой для посола. Чем крупнее кристалл, тем он медленнее растворяется. Если скорость его растворения меньше скорости выделения воды из рыбы, то раствор не будет насыщенным и скорость просаливания замедлится, что отразится на качестве продукта.
Если же скорость растворения выше, чем скорость выделения воды, то из-за высокой гигроскопичности малое количество воды впитывается слоем соли, и на поверхности рыбы не будет раствора, обеспечивающего просаливание; просаливание прекращается, и возможна порча рыбы. Выбирая размеры кристаллов соли (номер помола) для конкретного условия посола, руководствуются следующими практическими нормами: для посола при пониженной температуре рекомендуется применять соль помола N 3, для посола без охлаждения тех же видов рыб - помол N 2. При посоле крупных жирных рыб применяют смеси: помол N 3 - 50 %, помол N 2 - 35 и помол N 1 - 15 %. Такое требование объясняется тем, что соль помола N 1 растворяется в относительно небольшом количестве воды, которое находится на поверхности рыбы, и быстро образует начальное количество тузлука. Дальнейшее выделение воды замедляется, так как этому препятствуют жир и плотные мышечные ткани. При небольшом количестве воды растворяются крупные кристаллы соли, поэтому поддерживается насыщенная концентрация в течение всего срока просаливания.
Посол рыбы состоит из двух различных по своей природе процессов: просаливание и созревание. Просаливание - физико-механический процесс насыщения тканей рыбы солью. Созревание - процесс биохимический, заключающийся в сложных изменениях основных веществ тканей (белка и жира). В результате биохимических изменений некоторые виды готовой соленой продукции приобретают новые вкусовые свойства. Просаливание заканчивается через несколько суток и даже часов, а созревание длится несколько десятков дней и даже месяцев. Высокая, а тем более умеренная концентрация соли не прекращает ферментативных процессов, протеолитические только замедляются, а липолитические даже ускоряются. В зависимости от химического состава рыбы в ней происходят или преимущественно протеолитические процессы (тощие рыбы), или липолитические (жирные рыбы), или их комбинация. Накопление продуктов распада белков и жиров изменяет свойства тканей, и в первую очередь их запах, вкус, консистенцию мышечной ткани, взаимное расположение жировой и мышечной тканей. Созревание должно проходить при пониженной температуре, так как продукты распада белка служат хорошей средой для развития микрофлоры, в том числе гнилостной. Рекомендуют температуру не выше 0 С и не ниже -8 С.
