Топография шкур, их химический состав и физические свойства

Строение и свойства шкур на различных участках неодинаковы. Топографическими участками шкуры принято называть определенную классификацию участков шкур, объединенных общими для них показателями, местом расположения, толщиной, строением ткани, химическим составом и физико-механическими свойствами (рис. 21).

Топографические участки отличаются друг от друга характером сплетения пучков коллагеновых волокон (вязи), наличия в дерме жировых отложений, количества волосяных сумок и толщины сетчатого слоя дермы, что определяет прочность кожи.

	1 - чепрак; 2 - вороток; 3- полы; 4 - пашины; 5 - челка; 6 - лапы; 7 – огузок; 8- лапы ниже колен Краями шкуры считают вороток, полы и огузок.
Рис. 21- Топография шкуры крупного рогатого скота

Исследованиями микроскопической структуры отдельных топографических участков шкур крупного рогатого скота установлено, что в зависимости от толщины и расположения пучков коллагеновых волокон относительно друг друга и плоскости шкуры, а также от величины угла переплетения пучков строение сетчатого слоя дермы этих шкур может быть отнесено к одному из пяти нижеперечисленных классов (рис. 22).

Первый класс строения сетчатого слоя дермы отличается очень плотным переплетением мощных толстых пучков коллагеновых волокон, проходящих в вертикальном, горизонтальном и диагональном направлениях к поверхности шкуры. Пересечение диагонально направленных пучков коллагеновых волокон образует ромбовидные их вязи, которые выдерживают максимальные напряжения в различных направлениях.

Второй класс строения сетчатого слоя дермы характеризуется также наличием диагональных пучков коллагеновых волокон, образующих ромбовидные фигуры переплетения. Однако пучки коллагеновых волокон тоньше, ромбы не имеют такой правильной формы, как у вязи первого класса, они больше по размерам и часто имеют срезанные углы. Переплетение пучков менее плотное.

Третий класс строения сетчатого слоя дермы характеризуется, как и второй, неравномерностью переплетения пучков коллагеновых волокон, пучки тоньше, расположены реже, диагонально направленные пучки не образуют ромбов, а пролегают горизонтально или под небольшим углом.

Рис. 22 -Различные классы строения сетчатого слоя шкур крупного рогатого скота

Четвертый класс строения сетчатого слоя дермы характеризуется мелкопетлистой вязью, пучки коллагеновых волокон короткие, более тонкие, расположены горизонтально и более рыхлые, чем в третьем классе.

Пятый класс строения сетчатого слоя характеризуется длинными, тонкими, рыхло расположенными пучками, переплетающимися только в горизонтальном направлении с наличием прослоек рыхлой соединительной ткани.

Класс структуры сетчатого слоя различных топографических участков шкуры обусловливает физико-механические показатели всей шкуры и предопределяет с учетом ряда других показателей производственное назначение кожевенного сырья. Например, для шкур молочных пород крупного рогатого скота даже в области чепрака более типичным является второй класс структуры сетчатого слоя, а в области пол - четвертый и пятый. Из топографических участков шкуры наибольшей плотностью обладает чепрак, наименьшей – пашина. Полы и лапы также недостаточно прочны, но они плотнее пашины. Голова толстая, но рыхлая.

От плотности шкуры зависит плотность, крепость на разрыв, растяжение, водо- и воздухопроницаемость и другие качественные показатели выделанных кож. Плотность шкур определяется органолептически, т. е. путем прощупывания мокросоленых шкур по хребту от хвоста до области холки. При этом плотные шкуры создают впечатление упругости, хрящеватообразности, а неплотные создают впечатление малой упругости, рыхлости, вялости, тестообразности.

В состав шкуры входят белки, жиры, углеводы, вода и минеральные соли. Основную массу сухого вещества шкуры (около 95 %) составляют белки (коллаген, эластин, ретикулин). Белки коллагеновых волокон составляют до 90% массы сухого остатка дермы. Коллаген не растворим в растворах нейтральных солей, но способен набухать в воде. При температуре выше 65°С он переходит в глютин, поэтому шкуры сушат при температуре не выше 40 °С. Коллаген обладает важным для кожевенного производства свойством -он соединяется с дубильными веществами. Коллагеновые волокна дубленой кожи при кипячении не растворяются, не набухают и не загнивают.

Содержание воды в шкуре зависит от вида, возраста и упитанности животного. В шкурах молодых и менее упитанных животных воды больше. Шкура в парном состоянии (непосредственно после отделения от туши) обычно содержит 65-70% воды. В выделанных кожевенных и меховых шкурах массовая доля влаги зависит от относительной влажности и температуры окружающей среды и нормируется до 16%, т.к. повышенное влагосодержание шкур может привести к увеличению массы изделий и снижению прочности кожевой ткани.

Жиры содержатся в жировых клетках дермы и подкожной клетчатки. Содержание липидов в шкурах животных колеблется от 2 до 40% массы сухого остатка, в выделанной коже нормой считается 12-25%, именно такое содержание несвязанных жировых веществ гидрофобность и мягкость кожи. При малом содержании жира кожевая ткань шкуры грубая, жесткая, с плохой потяжкой, шкуры становятся нестойкими при хранении и эксплуатации. При избыточном содержании жира кожевая ткань утяжеленная и засаленная.

Содержание минеральных веществ в тканях дермы обычно не превышает 3 - 5 %.Зола парной дермы состоит из солей калия, натрия, магния, кальция, железа и др. Массовая доля золы выделанных шкур, представляет собой показатель, отражающий содержание в ней введенных при консервировании и обработке дубящих и наполняющих минеральных солей, а также минеральных веществ, присущих исходному сырью. В состав золы выделанной кожи входит до 90% поваренной соли, хромовые соли и другие минеральные вещества. Поваренная соль способствует увеличению гигроскопических свойств кожевой ткани шкур, сохраняя ее пластичность, у меховой овчины повышается прочность лицевого слоя. Однако, большое количество хлорида натрия (поваренной соли) и ряда других минеральных веществ утяжеляет шкуру, поэтому государственные стандарты ограничивают содержание золы в выделанной коже до 10%. Особое место занимает пигмент сосочкового слоя дермы, дающий окраску шкуре.

Физические свойства сырой шкуры оказывают значительное влияние на ее товарную ценность. При оценке кожевенного сырья важное значение имеет масса, размер шкуры, толщина, плотность и прочность на разрыв.

Масса шкуры зависит от ее толщины, плотности, шерстного покрова, вида, породы, пола, возраста и степени упитанности животного. Так, шкуры крупного рогатого скота принимаются по массе, и весом до 30 кг используются для производства кож для верха обуви, а при толщине шкуры до 4 мм их распиливают (двоят) горизонтально на два слоя толщиной 1,6 -1,8 мм каждый. Таким образом, из одной шкуры получают две кожи, а иногда и три, в том числе одну с естественным лицевым слоем. Толщина отдельных топографических участков одной и той же шкуры неодинакова. Наиболее толстой частью у шкур крупного рогатого скота является чепрак в непосредственной близости к огузку. Исключение составляют шкуры бугаев, у которых наибольшая толщина наблюдается в головной и воротковой части.

В зависимости от площади оцениваются шкуры овец, коз, свиней. Площадь шкур измеряется в квадратных дециметрах с помощью метра или планшета.

С ростом животного увеличивается размер, масса, изменяется микроскопическое строение шкуры: толще делаются коллагеновые волокна и их пучки, плотнее и сложнее становится их переплетение, сильнее развиваются жировые отложения в подкожной клетчатке. Шкура взрослого животного более грубая и неравномерная по толщине на отдельных участках.

Химический состав волосяного покрова животных богат белками –кератинами, которые в свою очередь содержат от 3 до 6% серы, азота в различных кератинах варьируется от 14 до 16,5%, липидов 1,5-1,8% и влаги до 3 %, а наибольшее количество кальция находится в шерсти крупного рогатого скота. Аминокислотный состав кератина состоит из 19 аминокислот. Среди нет оксипролина и оксилизина, которые являются основными аминокислотами коллагена, а вместо них присутствуют серосодержащие аминокислоты цистин и цистеин (табл. 25).

Различия в аминокислотном составе кератина волос различных животных обуславливаются особенностями процесса ороговения эпителиальных тканей. В ряде случаев это связано с образованием различных по своему морфологическому характеру типов волоса. Так, например, волос кролика отличается от тонкорунной овечьей шерсти пониженным количеством серосодержащих аминокислот и повышенным содержанием аминокислот основного характера. Это все указывает на то, что кератины представляют собой не индивидуальное химическое вещество, а целую группу белковых веществ.

Таблица 25 -Аминокислотный состав кератина

Составные элементы	Человеческий волос	Конский волос	Овечья шерсть
Алании	6,88	1,5	4,4
Валии	-	0,9	2,8
Лейцин	12,12	7,1	11,5
Аспарагиновая кислота	-	0,3	2,3
Глютаминовая кислота		3,7	12,9
Пролин	-	3,4	4,4
Фенилаланин	0,62	-	-
Тирозин	3,3	3,2	2,9
Серин	-	0,6	0,9
Цистин	11,55	-	7,3

Существенным отличием кератинов пигментированных волос пушных животных от непигментированной тонкорунной овечьей шерсти является повышенное содержание в первых тирозина. Так в волосе ондатры находится приблизительно 10-14% тирозина, а в волосе белки 6-12%.

Кератин, как производное кожи и относящийся к группе протеиноидов не растворяется в холодной воде, растворах солей, спирте, эфире, разведенных кислотах и отличается высокой устойчивостью к различным реактивам и внешним воздействиям, в связи с чем волосяной покров, как в отдельности, так и на шкуре целесообразно использовать для выработки товаров хозяйственно- бытового назначения, кормов, аминокислот и удобрения.