Как натирание или маринад проникают в мясо?

Кое-что из этого уже было кратко изложено в комментариях и предыдущем ответе, но поскольку вопрос касается именно химических механизмов, приведу ещё несколько подробностей.

Общий процесс, о котором стоит подумать в первую очередь, — это диффузия. Это часть общего физического свойства систем — стремления к равновесию. Предположим, у вас есть контейнер с перегородкой посередине, и вы наполняете одну его часть обычной водой, а другую — солевым раствором. Если убрать перегородку, можно ожидать, что растворы смешаются — соль диффундирует в обычную воду, и в конечном счёте весь раствор перемешается равномерно.

Когда вы помещаете продукт в раствор, в котором концентрация добавок выше, чем в самом продукте, добавки проникают в продукт, чтобы достичь равновесия. В пористых продуктах и мясе эти добавки могут проникать глубоко в мясо за счёт простой диффузии. Например, если вы маринуете рыбу, то из-за больших промежутков между мышечными волокнами маринад проникает глубоко в мясо. В гораздо меньшей степени этот процесс происходит во внешних слоях других видов мяса (говядины, свинины, курицы), хотя мышечные волокна настолько плотные, что простая диффузия обычно не распространяется на большую глубину.

В маринадах может использоваться осмос в ограниченном объёме. Если вернуться к нашему примеру с контейнером, у которого есть две стенки, то осмос — это как если бы мы заменили стенку барьером с очень маленькими отверстиями (технически это называется «полупроницаемая мембрана»). Клеточные мембраны (а в случае с растительными клетками — клеточные стенки) пропускают через себя только определённые мелкие молекулы. (Упоминание в вопросе о живых процессах применимо только к так называемым активным транспортным процессам в клетках, для которых требуется энергия. С другой стороны, осмос — это простой физический процесс, при котором молекулы перемещаются через поры из области с более высокой концентрацией в область с более низкой концентрацией.)

С технической точки зрения осмос — это процесс, при котором мембрана выравнивает концентрацию, пропуская растворитель через себя, в то время как другие (обычно более крупные) молекулы этого не делают. Наиболее распространённым растворителем является вода. Как показывает эксперимент Джолин в комментариях, этот процесс наиболее эффективен в случае с небольшими молекулами, которые могут «пристроиться» к движению воды, например с солью. Всё немного сложнее, поскольку клеточные мембраны также могут выборочно пропускать или не пропускать вещества в зависимости от их растворимости в воде или жирах, а также от того, являются ли молекулы полярными.

Как при простой диффузии, так и при осмосе для глубокого проникновения в мясо крошечные молекулы будут двигаться гораздо быстрее. Дело не в том, что более крупные молекулы не могут проникнуть в мясо — многие из них попадают в поверхностные слои. Однако диффузия происходит за счёт хаотичного движения вибрирующих молекул, а при одинаковой температуре все молекулы вибрируют и движутся гораздо медленнее. Таким образом, крупным молекулам может потребоваться несколько дней, недель или даже больше, чтобы переместиться на заметное расстояние, и мясо испортится и разложится задолго до того, как вы заметите проникновение.

(Обратите внимание, что помимо размера, ещё одной причиной медленного проникновения других вкусов является низкая концентрация этих молекул. В то время как соль, а иногда и другие вещества, например сахар, могут быть сильно концентрированными в рассоле или маринаде, концентрированный раствор большинства других вкусовых компонентов будет невероятно насыщенным и неприятным на вкус. Без высокой концентрации любые процессы диффузии или осмоса будут протекать гораздо медленнее.)

Если говорить о типичных пищевых добавках, то соль распространяется быстрее всего, но и другие, менее распространённые добавки (например, некоторые фосфаты) распространяются относительно быстро. Сахар, после того как он распадается на простые компоненты, такие как глюкоза, также проникает глубже в мясо, но медленнее, чем соль. (Обратите внимание, что некоторые более сложные сахара, такие как столовый сахар, сахароза, могут естественным образом распадаться в кислотном растворе, но при комнатной температуре или ниже это происходит медленно.)

Но даже если мы говорим, что соль проникает «быстро», обычно она проникает всего на 2,5 см за 24 часа (в зависимости от типа мяса и концентрации рассола). Если у вас очень большой кусок мяса, он вряд ли просолится полностью даже за пару дней, поэтому если вы хотите, чтобы мясо полностью пропиталось солью, лучше всего нарезать его на более мелкие кусочки.

Сухая засолка работает по тому же принципу, что и рассол. (Некоторые люди называют это «сухой засолкой».) Единственное отличие состоит в том, что соль, которая является гидрофильной, сначала притягивает молекулы воды из клетки и даже из воздуха, растворяясь на поверхности. В этот момент она становится подвижной и с помощью диффузии и осмоса проникает в мясо, как и в случае с рассолом или маринадом.

Помимо соли и нескольких других мелких молекул (например, простых сахаров), большинство вкусовых элементов остаются на поверхности мяса, обычно в верхнем миллиметре или двух. В этом внешнем слое некоторые ингредиенты маринада могут способствовать разрушению внешних клеток и денатурации/растворению белков. Такие ингредиенты, как кислота, спирт и различные натуральные ферменты (которые могут содержаться во фруктовых соках или пюре), помогают разрушить этот внешний слой. Этот процесс позволит другим вкусам проникнуть глубже, чем это произошло бы без таких ингредиентов. Таким образом, вместо того чтобы проникать на долю миллиметра, некоторые вкусы могут проникать на глубину до 1/8 дюйма или около того. Кислоты и спирты также являются небольшими молекулами и со временем могут проникать глубже, но при этом они будут сильнее разрушать клетки, оставляя внешний слой мяса мягким. Для тушёного мяса или чего-то подобного это не проблема (и даже может быть желательным), но для мяса, которое планируется запекать или готовить на гриле, длительный маринад с сильной кислотой и/или алкоголем может привести к чрезмерному размягчению мяса.

Следует отметить, что некоторые молекулы (например, спирты) могут перемещаться между водорастворимыми и жирорастворимыми ароматизаторами, что может быть полезно при приготовлении некоторых маринадов. В то время как вода легко проникает в наружный слой мяса и может переносить с собой более крупные молекулы ароматизаторов, этого нельзя сказать о маслах и жирорастворимых ароматизаторах. По сути, часть хорошего маринада — это выбор молекул, которые могут «подпитывать» друг друга, помогая ароматам проникать во внешний слой мяса.

И последнее: некоторые люди придерживаются чёткого разделения между «засолкой» (с использованием соли) и «маринованием» (которое, по мнению некоторых, по определению не содержит соли). Это произвольное разграничение, вероятно, привело к тому, что маринование стало менее эффективным, чем когда-либо. Вероятно, это связано с тем, что соль «высушивает» мясо, как при длительном хранении.

Но когда мясо свежее (как известно большинству тех, кто практикует засолку), примерно через час соль начинает вытягивать воду из мяса. Да, соль гидрофильна и сначала вытягивает из мяса некоторое количество воды, но по мере того, как соль проникает в мясо, она разрушает белки в мышечных волокнах и вызывает их растворение. Эти изменения приводят к тому, что клетки начинают растворять больше воды, поэтому вся вода, которая могла выйти изначально, затем всасывается обратно. В рассоле или солёном маринаде вес мяса может увеличиться на 10 % и более из-за проникновения рассола в мясо (что приводит к хорошо известной «сочности» маринованного мяса). При этом многие растворённые в рассоле вкусовые компоненты могут «подхватывать» эту воду, проникающую в мясо, что повышает эффективность и проникающую способность маринада. Опять же, большинство крупных вкусовых компонентов останутся в поверхностных слоях, но с солью вы впитаете их быстрее (и немного глубже), чем без неё.

Подводя итог для конкретного случая с приправой, упомянутой в вопросе: особенно если она содержит соль, то если оставить приправу на день или два, соль (а также, возможно, сахар и несколько других мелких молекул) впитается гораздо лучше. Другие ингредиенты не впитаются глубже, чем на поверхность, независимо от того, подождёте вы час или пару дней. Без соли или другого гидрофильного соединения (например, сахара), которое заставляет «течь воду» и перемещать растворённые соединения, сухая приправа — это просто украшение для поверхности, и с таким же успехом вы можете нанести её непосредственно перед приготовлением мяса.

Маринады и приправы — это лишь «поверхностная обработка», они не проникают глубоко в мясо.

Рассол — это средство для глубокой очистки, которое проникает в кожу посредством осмоса.

Краткое объяснение этого процесса можно найти в Good Eats от Элтона Брауна