Сущность процессов накопления и распределения посолочных веществ при посоле

В современных технологиях производства цельномышечных изделий (вареные, копчено-вареные) количество рассола, вводимого в сырьё, может составлять до 100% к его массе. При этом степень удерживаемости рассола, также как и продолжительность посола во многом зависят от скорости диффузии посолочных веществ.

Сущность теоретических представлений о кинетике фильтрационно-диффузионного процесса накопления и распределения посолочных веществ заключается в том, что при любом способе посола (сухой, мокрый, смешанный) образуется система "рассол-мясо", в которой происходит массообмен через систему микро- и макрокапилляров, мембраны и перепонки. Иначе говоря, соль проникает в мясо диффузионным путем через систему пор и капилляров, пронизывающих ткани, и осмотическим путем через многочисленные внешние и внутренние мембраны, покрывающие волокна и их пучки, причем вдоль волокон по системе капилляров соль продвигается быстрее. При этом движущей силой посола как диффузионного процесса является разность концентраций соли в рассоле и сырье; фильтрационный характер массообмен приобретает при наличии в системе разности давлений.

При классических методах - мокрый (выдержка в рассоле), сухой (натирка посолочной смесью) и смешанный (сочетание мокрого и сухого) длительность процесса проникновения посолочных веществ в сырьё можно определить по следующему выражению:

где:

Количественное соотношение между значениями D у мышечной, соединительной и жировой тканей составляет 8:3:1;

Ср - концентрация хлорида натрия в рассоле в момент t, %;

Cn - концентрация хлорида натрия на глубине h в момент t, %

Как следует из приведенного уравнения, скорость диффузии может быть увеличена (и, следовательно, сокращена продолжительность посола) за счет:

- повышения концентрации соли в рассоле; однако при посоле мясопродуктов применение рассолов высокой концентрации ограничено, так как при длительном посоле получаются мясопродукты с пониженными качественными показателями - резкой неравномерностью распределения соли по толщине продукта, излишней соленостью и слишком плотной консистенцией в поверхностном слое продукта;

- уменьшения толщины пограничного слоя на границе раздела системы "продукт-рассол", что может быть достигнуто путем интенсивного перемешивания. В частности, вибрационное воздействие с амплитудой 0,5 х 10"' м и частотой 200 Гц уменьшает толщину пограничного слоя, создает наложение двух синхронных перпендикулярных полей вибрации на систему "мясо-рассол", образует конвективную диффузию и ускоряет ход диффузионно-осмотических процессов.

Проведение мокрого посола при сочетании воздействия вакуума и вибрации дает возможность на 30-40% сократить продолжительность процесса и одновременно существенно улучшает вкус и цвет готовых изделий.

В соответствии с рекомендациями ВНИИМПа применение вибрационного перемешивания кусковой свинины в течение 20-25 мин. (при частоте 16-50 Гц и амплитуде колебаний 0,1-3 х 10'3 м) позволяет увеличить на 3-3,5% выход ветчины в оболочке и повысить сочность и нежность готовой продукции.

Микроструктурными исследованиями установлено, что в процессе посола сырья с применением виброперемешивания наблюдаются более глубокие деструктивные изменения мышечной ткани, характеризующиеся наличием большого количества микротрещин и поперечно-щелевидных нарушений мышечных волокон, а также накоплением под сарколеммой мелкозернистой белковой массы. Эти факторы предопределяют увеличение степени набухания белков и уровня водо-связывающей способности.

Наиболее приемлемые технологические результаты могут быть получены при использовании вибрационных импульсов как в диапазоне 5-200 Гц, так и 2800-5700 Гц; при этом следует иметь в виду, что в обрабатываемом сырье из-за неординарности его морфологического состава может происходить неравномерное распределение соли по отдельным частям отруба. Кроме того, длительное вибрационное воздействие сопровождается нагревом сырья, что, с одной стороны, увеличивает скорость проникновения соли в объект, а с другой - может вызывать развитие нежелательных форм микроорганизмов, инициирование процесса цветообразования, повышение активности ферментных систем, а также частичную денатурацию мышечных белков.

- увеличения значения коэффициента проникновения путем выделения из сырья соединительной и жировой ткани, разрыхления морфологической структуры с созданием дополнительной системы макро-, микрокапилляров (механические воздействия, электростимуляция, ферментная обработка), повышения проницаемости тканевых мембран;

- повышения температуры рассола, что приводит к увеличению коэффициента проникновения за счет термодиффузии (при посоле охлажденного сырья в теплом рассоле);

- уменьшения пути проникновения рассола вследствие введения его шприцеванием непосредственно внутрь сырья с образованием начальных зон накопления посолочных веществ.

Анализ кинетики процесса проникновения посолочных веществ и изменения его скорости в зависимости от вида сырья, состояния структуры мяса, условий предварительной обработки (игольная тендеризация, массирование), проведенный на основе систематизации и ЭВМ обработки результатов последних исследований отечественных и зарубежных авторов позволил, установить, что:

- скорость проникновения посолочных веществ неадекватна, имеет нелинейный характер и складывается из трех последовательных фаз - "интенсивной - замедленной - интенсивной" (табл. 16);

Таблица 16

- осуществление предварительной игольной тендеризации (накаливания) сырья с шагом игл 3,3, 2,5 и 1,7 мм увеличивает скорость посола в 1,2-1,7 раз для говядины и в 1,2-1,5 раз для свинины, что обусловлено образованием дополнительных капилляров в мясе (рис. 45 и 46);

- механическая обработка ускоряет проникновение посолочных веществ в 1,1-2,0 раз за счет частичного разрушения нативной структуры мяса и образования системы новых микрокапилляров;