Физические свойства рыбы

При решении вопросов, связанных с приемом, транспортированием, хранением и обработкой рыбы, необходимо знание ее физических свойств.

К физическим свойствам рыбы относят размеры тела, плотность, насыпную массу, центр тяжести, угол естественного откоса, угол скольжения и коэффициент трения, консистенцию мяса рыбы, теплемкость, тепло- и температуропроводность, электрические свойства.

Размер определяется по массе или длине тела рыбы. С возрастом размеры и масса рыбы увеличиваются. Имеют место и сезонные изменения размеров рыб, выражающиеся в увеличении объема и массы те­ла за счет развития гонад перед нерестом.

Наряду с общей длиной и массой рыбы в некоторых случаях, например при конструировании машин, механизмов для разделки рыбы, важно знать соотношение размеров отдельных частей тела рыбы — головы, тушки, хвостового плавника, высоту и толщину тела.

Кроме линейных размеров, большое практическое значение имеет удельная поверхность рыбы, т.е. отношение поверхности рыбы к ее объему или массе (выражается соответственно в см /мл или см /г). Чем выше этот показатель, тем быстрее происхо­дят охлаждение, замораживание, просаливание и прогревание рыбы. Величина удельной поверхности зависит от формы тела рыбы. Чем меньше отношение толщины тела рыбы к ее длине, тем больше удельная поверхность. У рыб одного вида величина удельной поверхности зависит от их размеров. С увеличением размеров рыб уменьшается их поверхность.

Плотность — это отношение массы рыбы к ее объему. Плотность целой рыбы в естественных условиях мало отличается от плотности воды, поэтому живая рыба может подниматься и опускаться на глубину благодаря изменению объема газа в плавательном пузыре.

Плотность потрошеной рыбы и отдельных ее частей колеблется от 1,05 до 1,08 г/см³ . С увеличением размеров рыбы плотность ее снижается. У рыб одного вида плотность тушки и мяса уменьшается при увеличении содержания жира. Плотность рыбы изменяется в зависимости от температуры окружающей среды. При замо­раживании рыбы вследствие увеличения ее объема при переходе содержащейся в ней воды в лед плотность заметно уменьшается. Например, плотность сазана при 15 °С составляет 0,987, а при 0 °С — 0,922 г/см³.

Объемная, или насыпная, масса представляет собой массу рыбы (в кг или т), вмещающуюся в 1 м³ емкости. Знание этого показателя необходимо при расчетах вместимости для хранения и посола рыбы, определения площадей цехов приема и аккумуляции сырья на заводах, расчета транспортных средств, тары для упаковки готовой рыбной продукции. Насыпная масса в значительной степени зависит от состояния рыбы. Живая рыба плотнее заполняет вместимость, чем снулая, и имеет соответственно большую насыпную массу. Уснувшая рыба до наступления посмертного окоченения и рыба в стадии автолиза, имеющая гибкое тело, укладываются плотнее, чем свежая окоченевшая и замороженная, имеющая твердое, негнущееся тело и наименьшую насыпную массу. Более крупная рыба имеет меньшую насыпную массу, чем мелкая. В среднем насыпная масса составляет 850 кг/м³ и зависит от методов переработки рыбы. Соленая рыба имеет насыпную массу от 1000 до 1150 кг/м³, а сушеная, вяленая и копченая от 500 до 700 кг/м³.

Центр тяжести у рыбы расположен ближе к голове, чем определяется положение ее тела при свободном падении в воздухе или в воде, а также при скольжении по наклонной плоскости (на транспортерах) . Рыба в этих случаях всегда располагается головой вперед по направлению движения. Это свойство используется для подачи рыбы в машины на механизированных линиях.

Угол естественного откоса определяют следующим образом. Если рыбу насыпать на горизонтальную поверхность, то между конической и горизонтальной поверхностями рыбы образуется угол, называемый углом естественного откоса. Величина эта зависит от вида рыбы и ее состояния. Например, у живого сазана угол естествен­ного откоса (в градусах) равен 24, у воблы — 34, у леща — 15, у сну­лой и мороженой рыбы — соответственно 34, 37, 17 и 51, 51, 30.

Углом скольжения называется угол наклона плоскости, при котором положенная на нее рыба начинает скользить вниз под воздействием силы тяжести, преодолевая силу трения о плоскость.

Коэффициент трения выражается тангенсом угла скольжения. У крупной рыбы угол скольжения и коэффициент трения меньше, чем у мелкой рыбы того же вида; у живой рыбы он меньше, чем у снулой.

Это свойство рыбы используется при конструировании устройств и механизмов, предназначенных для передвижения и обработки рыбы.

Консистенция мяса имеет большое значение при оценке качества рыбы. Раба высокого качества имеет упругую консистенцию мяса. По мере снижения качества рыбы упругость ее мяса уменьшается.

Удельная теплоемкость выражается количеством теплоты, необходимым для нагревания или охлаждения единицы массы рыбы на 1 °С. Обозначают показатель символом С и имеет размерность кДж/(кг · К). Удельная теплоемкость рыбы и отдельных органов ее тела зависит от химического состава и определяется по сумме теплоемкостей веществ, входящих в состав рыбы или отдельных ее органов.

Жирные рыбы имеют меньшую удельную теплоемкость, чем тощие. С повышением температуры удельная теплоемкость рыбы возрастает, с понижением температуры ниже 0 °С — уменьшается, так как теплоемкость льда меньше теплоемкости воды 2,10 против 4,19 у воды. В интервале температуры от 0 до 30 °С удельная теплоемкость разных видов рыб колеблется от 3,09 до 3,75 кДж/ (кг · К).

Теплопроводность — это способность рыбы проводить тепло при нагревании или охлаждении. Она храктеризуется коэффициентом теплопроводности и обозначается символом λ и имеет размерность Вт/(м · К); F показыва­ющим количество тепла, проходящего в единицу времени через единицу поверхности слоя рыбы определенной толщины. Теплопроводность воды 0,55, льда - 2,40.

Коэффициент теплопроводности рыбы заметно возрастает с увеличением содержания в ней воды (т.е. уменьшением количества жира). При температуре 0-30 °С теплопроводность рыбы меняется незначительно, но при замораживании сильно возрастает, поскольку коэффициент теплопроводности льда почти в 4 раза выше, чем воды. Коэффициент теплопроводности свежей рыбы 0,5, мороженой — 1,9 Вт/(м · К).

Температуропроводность — это скорость изменения температуры тела рыбы при нагревании или охлаждении. Температуропроводность

d = , где: λ – коэффициент теплопроводности,

с – теплоемкость,

р – плотность.

зависит от теплопроводности, теплоемкости и плотности рыбы. Коэффициент температуропроводности повышается с увеличением теплопроводности и уменьшением плотности и теплоемкости рыбы. При отрицательной температуре он сильно возрастает в связи с увеличением теплопроводности и одновременно уменьшением теплоемкости и плотности. Температуропроводность воды 0,13, льда – 0,17.

Электросопротивление — сопротивление тканей рыбы прохождению электрического тока. Величина его зависит от состояния рыбы, частоты подаваемого тока и температуры. Мясо живой и только что уснувшей рыбы имеет высокие значения этого показателя. Однако во время посмертных изменений рыбы электросопротивление значительно снижается. Это свойство используется при разработке новых способов консервирования рыбы, связанных с воздействием на нее электрического тока (электрокопчение, проварка с помощью токов высокой частоты, диэлектрическая дефростация и др.).

Измерение электросопротивления может быть использовано для определения степени свежести рыбы. Электросопротивление понижается при увеличении частоты пропускаемого через тело рыбы тока, а также при повышении температуры рыбы до той, при которой происходит свертывание белков.

Массовый состав рыбы

Массовым (весовым) составом рыбы называют соотношение масс отдельных частей тела и органов, выраженное в процентах от массы целой рыбы. Не все части тела рыбы съедобны.

К съедобным относят мышечную ткань (мясо), голова, икру, молоки, печень, сердце; к несъедобным — кости, плавники, чешую, кишечник, плавательный пузырь, почки, кожу. Голова лишь условно относится к съедобным частям, так как мышечная ткань у нее развита слабо. Из голов осетровых, судака и других рыб приготовляют уху или заливное. Головы многих рыб используются как непищевое сырье.

Сведения о соотношении отдельных частей тела рыбы используются при определении расхода сырья для различных рыбообрабатывающих производств, при установлении норм выхода полуфабрикатов и готовой продукции, определении возможного количества отходов, при калькуляции стоимости продукции и т.п.

Массовый состав рыбы изменяется в зависимости от ее вида, пола и времени лова. Съедобная часть рыбы разных видов составляет от 45 до 75 — 80 % массы целой рыбы.

Зависимость массового состава от пола рыбы обусловливается в основном различиями в размерах и массе зрелых гонад у самок (икры) и у самцов (молок). Масса зрелых ястыков у самок рыб раз­ных видов составляет в среднем 10-20 % массы целой рыбы, но в отдельных случаях достигает 25-30 % и более. Масса молок у самцов в период промысла не превышает 3-4 %, но бывает и большей (8-12 % у сельдей и лососей).

В зависимости от вида размеры и масса печени рыбы сильно колеблются. Наиболее крупную печень имеют акулы (28-29 %), тресковые рыбы (до 14 %), скаты (8-9 %). У некоторых рыб она не превышает 1-4 % массы целой рыбы.

Масса остальных внутренностей составляет 3-6 % массы целой рыбы, из которых на долю желудка и кишечника приходится 2-4 %, на долю плавательного пузыря — 0,5-1, на долю сердца, селезенки, почек и брыжейки, поддерживающей внутренние органы, — 0,1-0,2 %.

Относительная масса голов у сельдей, лососей, сигов, камбал колеблется от 10 до 12 %, у осетровых, тресковых, сомовых, щуки — до 22, а у морского окуня и атлантической ставриды достигает 25-28 %.