Строение, химический состав и свойства шкуры животного

Строение шкуры животного

Шкура — наружный покров тела животного, который при его жизни служит защитой организма от внешних воздей­ствий, принимает участие в регулировании обмена веществ, тепла, а также в восприятии различных раздражителей ок­ружающей среды.

Шкура состоит из волосяного покрова, эпидермиса, дер­мы и подкожной клетчатки (рис. 1).

Природная структура шкуры животного в значительной степени определяет качество получаемых из нее изделий.

После забоя животного шкура в целом или ее отдельные составляющие являются ценным видом сырья для получения разнообразных товаров.

Волосяной покров шкуры используется для получения пряжи, валяной обуви, фетровых изделий, малярных кистей и щеток, смычков музыкальных инструментов, набивки мебели и др.

Рис. 1. Схема строения шкуры

и - эпидермис; б — дерма; в — подкожная мускулатура; г — подкожная клетчатка; 1 — термостатический слой дермы; 2 — сетчатый слой дермы; 3 — сальная железа; 4 — потовая железа; 5 — мышца, выпрям­ляющая волос; б — кровеносные сосуды; 7 — нервные волокна ...

Кожевая ткань (дерма) шкуры применяется для получе­ния обувных, одежных, галантерейных и технических нату­ральных кож.

Из подкожной клетчатки вырабатывают высококачествен-iM.ii'i клей.

Волосяной покров шкуры животного в период его жизне­деятельности способствует сохранению влаги в тканях, умень­шает теплоотдачу организма, защищает тело животного от внешних механических воздействий, определяет его окрас­ку. Состоит волосяной покров из нитеобразных роговых обра­зований (волос) различной формы, толщины и длины, кото­рые могут иметь разнообразную окраску.

Часть волоса, которая залегает в кожном покрове, назы­вается корнем, а выступающая над ним — стержнем (рис. 2).

Рис. 2. Строение волоса

1 — сосочек; 2 — влагалище; 3 — сальная железа; 4 — выходной проток сальной железы; 5 — луковица волоса; 6 — корень волоса; 7 — стержень волоса; 8 — сердцевинный слой волоса; 9 — корковый

слой волоса; 10 — чешуйчатый слой волоса

Корень волоса размещен в волосяном мешочке, образо­ванном кожевой тканью. Утолщенная часть корня волоса на­поминает луковицу. Внешняя оболочка волосяного мешочка называется волосяной сумкой, внутренняя — корневым вла­галищем. Из клеточного материала луковицы образуется корень и стержень волоса. Рост волоса происходит за счет со­сочка, который насыщен кровеносными и лимфатическими сосудами.

Для большинства животных характерна смена волоса в определенные периоды (линька). Поэтому волосяной покров в определенное время года находится в стадии покоя, когда
ого рост прекращается (зима, лето), или в стадии образова­ния и роста нового волоса (весна, осень). При смене волося­ного покрова (линьке) старый волос выпадает, а из сохра­нившихся клеток луковицы начинает расти новый. Глубина залегания корней волос зависит не только от вида животных, но и от времени года, а также топографического участка шкуры. Этим объясняется ценность отдельных топогра­фических участков шкуры. Чем глубже залегает корень волоса в дерме, тем, как правило, выше его износостойкость, что особенно важно для пушно-мехового сырья.

Свойства волоса зависят от особенностей его строения, формы стержней волос, степени его извитости, порядка рас­положения волос на кожевой ткани. Стержни волос образова­ны ороговевшими клетками и состоят из чешуйчатого (кути­кула), коркового и сердцевинного (мозгового) слоев (рис. 3).

 Чешуйчатый слой представляет собой тонкие клетки, расположенные на внешней поверхности волоса в виде ко­лец или мостиков, покрывающих своими верхними краями края низлежащих клеток. В этом слое отсутствуют пигменты. Этот слой волоса защищает корковый слой от механических воздействий. Форма и расположение отдельных чешуек оп­ределяют блеск волоса.

Волосяной покров с мостовидным расположением чешуек хорошо отражает падающий на него свет и поэтому имеет шел­ковистый блеск, с кольцевидным расположением чешуек -— стекловидный (матовый) блеск.

Корковый слой состоит из веретенообразных клеток, рас­положенных вдоль волоса. Клетки состоят из фибрилл, а фибриллы — из протофибрилл. В клетках коркового слоя на­ходятся зерна пигмента черного или рыжего цвета. Окраска волоса зависит от соотношения содержания этих пигментов. При отсутствии в клетках волоса пигмента он приобретает белесую или белую окраску. Степень развития коркового слоя определяет физико-механические свойства волоса — проч­ность на разрыв, растяжимость, гибкость, упругость, изно­состойкость.

С повышением доли коркового слоя в волосе эти свойства улучшаются.

Сердцевинный слой представляет собой рыхлую ткань, образованную омертвевшими клетками и заполненную воз­духом. Этот слой может располагаться по всей длине стерж­ня волоса или на отдельных его участках. С повышением удельного веса сердцевинного слоя улучшаются теплозащит­ные свойства, но резко снижается прочность волоса (он лег­ко ломается). В сердцевинном слое могут находиться зерна пигмента.

На кожевой ткани животного волосы располагаются оди­ночно, пучками, простыми и сложными группами.

Одиночное расположение волос наблюдается редко; у боль­шинства животных расположение волос групповое.

При расположении волос пучками из кожного покрова через одну воронку выходит пучок волос, состоящий из од­ного остевого и нескольких пуховых, имеющих каждый в отдельности свой самостоятельный корень. Такое расположе­ние волос характерно для волосяного покрова шкур коз, Овец и некоторых других животных.

Волосяной покров шкуры не оказывает существенного влияния на качество кожевенного сырья (кроме шкур овец) п поэтому особенности строения и свойства волосяного по­крова отдельных животных описаны в разд. 2 и 3.

Эпидермис — поверхностный, непосредственно под волосяным покровом расположенный слой, состоящий из несколь­ких рядов эпителиальных клеток. Толщина эпидермиса обычно больше у животных с менее развитым волосяным покровом. По строению эпидермис неоднороден: в нем выделяют от двух до шести слоев. Чаще всего выделяют два: наружный — роговой и внутренний — ростковый, или мальпигиев.

Роговой слой состоит из плоских омертвелых клеток. В зависимости от степени омертвения этот слой разделяют на блестящий, собственно роговой, шелушащийся.

Ростковый слой эпидермиса состоит из ряда клеток ци­линдрической или кубической формы, которые имеют протоплазму, ядро и размножаются делением. Клетки, которые расположены выше росткового слоя, получают недостаточное питание и отмирают.

Кровеносные сосуды в эпидермисе отсутствуют, и пита­ние живых клеток производящего слоя (часть росткового) осуществляется лимфой, попадающей из дермы.

Толщина эпидермиса зависит от вида животного и колеб­лется от 1 до 5% всей толщины шкуры.

Эпидермис не имеет с дермой ровной границы. В некото­рых местах (вблизи волосяных сумок) эпидермис глубоко вдается в дерму, которая, в свою очередь, проникает в эпи­дермис многочисленными сосочками. Вследствие этого после удаления эпидермиса кожа в выделанном виде имеет определенный характерный рисунок поверхности, который носит название мереи. Кожи, выделанные из шкур различных ви­дов животных, имеют специфический характер мереи. По характеру мереи можно установить из каких шкур вырабо­тана кожа.

Дерма — основной слой шкуры. Расположена она непос­редственно под эпидермисом и обладает значительной тол­щиной и прочностью. Образована дерма сложным переплете­нием коллагеновых, эластиновых и ретикулиновых волокон.

Коллагеновые волокна являются основой соединительной ткани дермы. Структура коллагеновых волокон сложная. При рассмотрении поперечного среза шкуры можно видеть пучки волокон. Их диаметр колеблется от 30—200 мкм. Пучок воло­кон распадается на отдельные волокна диаметром 1—3 мкм, а те, в свою очередь, на фибриллы — 0,11—0,5 мкм.

Фибрилла состоит из протофибрилл, которые образова­ны из трех спирально свернутых полипептидных цепочек, обвивающих друг друга. Для фибрилл характерной особенно­стью является поперечная исчерченность с периодом повто­ряемости 640 А. Фибрилла имеет трубчатое строение. Скреп­ление отдельных структурных элементов дермы друг с дру­гом происходит посредством взаимного переплетения и извитости.

Некоторое участие в их скреплении принимают фибро-бласты — клетки с нитевидными отростками.

Коллагеновые волокна при кипячении с водой дают клей, из-за этого они получили свое название (от греч. kolla — клей, и genos — род, происхождение) — клееобразующие. Важной характеристикой структуры коллагеновых волокон является угол сплетения волокон и регулярность сплетения. Так, для шкур крупного рогатого скота установлено пять типов (классов) сплетения волокон.

Эластиновые волокна состоят, в основном, из белка элас­тина. Они не образуют пучков, но, разветвляясь, создают густую сетку переплетений, особенно вокруг и вдоль волосяной сумки и кровеносных сосудов. От коллагеновых волокон они отличаются меньшей толщиной и меньшей извитостью.

При нагревании с водой не превращаются в клей. Эти волокна отличаются высоким упругим удлинением. Именно они после растяжения или сжатия кожного покрова приводят его к первоначальному состоянию.

Ретикулиновые волокна пронизывают всю дерму. Они со­стоят из белка ретикулина. Отличительная их особенность — способность восстанавливать серебро из его солей и сорбировать его.

В состав дермы входят также железы, кровеносные со­суды, волосяные сумки, нервная и мускульная ткань. Про­межутки между волокнами дермы заполнены веществом, ко­торое носит название межволоконного. Оно состоит из ряда белков и белкоподобных веществ: альбуминов, глобулинов, муцинов, мукоидов и полисахаридов. Межволоконное вещество участвует в скреплении отдельных структурных эле­ментов дермы друг с другом.

Дерма по строению неоднородна и делится на сосочковый (термостатический), расположенный в верхней части дермы и сетчатый, нижний слой.

В сосочковом слое наблюдается большое количество волосяных сумок, потовых и жировых желез. Пучки коллагеновых волокон в этом слое более тонкие и направлены параллельно волосяным сумкам. Нижней границей сосочкового слоя является обычно глубина залегания волосяных луковиц (исключение для шкур свиней, баранов, верблюдов, где волосяные каналы пронизывают всю дерму). Сосочковый слой из-за рыхлости структуры и слабого развития волокнистых пучков обладает невысокой прочностью.

Сетчатый слой — состоит из более мощных, равномер­на переплетенных пучков коллагеновых волокон и является самым прочным слоем, определяющим прочность всей шкуры и выделанной из нее кожи и меха. В сетчатом слое не содержатся сальные и потовые железы, имеется ограниченное  количество эластиновых волокон и кровеносных сосудов. Наличие кровеносных сосудов снижает физико-механичес­кие свойства (истираемость, предел прочности при растяже­нии), но повышает способность шкуры сорбировать влагу.

Толщина сетчатого слоя неодинакова у различных видов животных и меняется в зависимости от возраста. У шкур молодняка крупного рогатого скота толщина этого слоя дос­тигает 60—65%, а у взрослых животных 75—80% от толщи­ны дермы; в шкурах овец сетчатый слой занимает лишь 30— 50% толщины дермы. Даже у шкур одного вида (крупного рогатого скота) заметно изменение структуры шкуры от воз­раста: в шкурах опойка толщина сосочкового слоя достигает толщины 1/3 дермы против 1/5 в дерме взрослых животных.

Соотношение между сосочковым и сетчатым слоем влия­ет на физико-механические свойства шкуры. Чем выше доля, занимаемая сетчатым слоем в шкуре, тем выше ее проч­ность на разрыв.

Подкожная клетчатка, или подкожная жировая ткань, расположена непосредственно под дермой и состоит из гори­зонтальных, рыхлоуложенных, коллагеновых и, частично, эластиновых волокон, между которыми находится много кро­веносных сосудов. В этом слое содержится значительное ко­личество жировых отложений, из-за чего он получил свое название. Подкожный жир слабо связан с дермой, что об­легчает его удаление.

Одной из характерных особенностей строения шкуры жи­вотного является неоднородность ее по площади, которая выражается в том, что толщина, плотность укладки пучков и характер их сплетения, а также количество волосяных сумок, потовых и сальных желез различны на отдельных уча­стках шкуры. Эти участки носят название топографических,

В шкурах крупного рогатого скота различают следующие основные топографические участки: чепрак, вороток, полы (рис. 4).

Чепрак — центральная часть шкуры без пол и воротка. Для чепрака характерно прочное переплетение коллагеновых волокон и поэтому чепрак характеризуется высокими физико-механическими свойствами.

Вороток — передний участок шкуры, покрывающий шею животного. Вороток характеризуется значительной толщиной, пи строение участка малоплотное и поэтому прочность его незначительна. На этом участке обнаруживаются утолщен­ные складки, которые не устраняются при выделке кожи.

Полы — крайние боковые участки шкуры, расположен­ные по обе стороны чепрака и ниже воротка. На этом участ­ке расположение волокон рыхлое, а толщина участка мень­ше, чем остальных. Из-за особенностей строения прочность Пол на разрыв ниже, чем чепрака.

   В конских шкурах выделяют два топографических участ­ка: перед и хаз (рис. 5). Передняя часть (перед) шкуры имеет рыхлое строение.

Хаз представляет собой часть шкуры, покрывающей круп лошади. Это более плотный и толстый участок по сравнению с передом. На этом топографическом участке выделяют еще два овальных участка, расположенных по обе стороны от хребтовой линии (шпигель). Шпигель имеет особо плотное строение и отличается высокой водо- и воздухонепроницае­мостью, а также высокой прочностью.

Топографические участки на шкурах коз, овец и свиней обычно не выделяют.   

Рис. 4. Топографические участки шкуры КРС; Рис.5. Топографические участки конской шкуры: П— перед; X— хаз;

                        Ш— Шпигель; аб— линия волосораздела

В шкурах крупного рогатого скота различают следующие основные топографические участки: чепрак, вороток, полы (рис. 4).

Чепрак — центральная часть шкуры без пол и воротка. Для чепрака характерно прочное переплетение коллагеновых волокон и поэтому чепрак характеризуется высокими физико-механическими свойствами.

Вороток — передний участок шкуры, покрывающий шею животного. Вороток характеризуется значительной толщиной, пи строение участка малоплотное и поэтому прочность его незначительна. На этом участке обнаруживаются утолщен­ные складки, которые не устраняются при выделке кожи.

Полы — крайние боковые участки шкуры, расположен­ные по обе стороны чепрака и ниже воротка. На этом участ­ке расположение волокон рыхлое, а толщина участка мень­ше, чем остальных. Из-за особенностей строения прочность Пол на разрыв ниже, чем чепрака.

В конских шкурах выделяют два топографических участ­ка: перед и хаз (рис. 5).

Передняя часть (перед) шкуры имеет рыхлое строение. ценится выше, чем хребет    

Хаз представляет собой часть шкуры, покрывающей круп лошади. Это более плотный и толстый участок по сравнению с передом. На этом топографическом участке выделяют еще два овальных участка, расположенных по обе стороны от хребтовой линии (шпигель). Шпигель имеет особо плотное строение и отличается высокой водо- и воздухонепроницае­мостью, а также высокой прочностью.

Топографические участки на шкурах коз, овец и свиней обычно не выделяют.   

Химический состав шкуры

 Шкура состоит из воды и сухого вещества. Сухое вещество шкуры включает белки, липиды, углеводы, Минеральные вещества. В тканях шкур содержатся так­же ферменты и витамины.

Содержание воды в шкурах непостоянно. В парных шкурах оно колеблется в пределах 60—75% от сухой навески. В соответствии с требованиями стандартов шку­ры крупного рогатого скота и конские должны содер­жать воды: мокросоленые — 46—48%, сухосоленые — 20, пресно-сухие — 18%. Свиные, мокросоленые сухим посолом и тузлукованные шкуры должны содержать 48— 50% воды. Количество воды в парных шкурах зависит от вида, пола, возраста животного, топографического уча­стка, степени засоренности шкур и ряда других факто­ров. Чем больше в шкуре жировых веществ, тем мень­ше в ней воды. Шкуры молодых животных при прочих равных условиях содержат больше воды, чем взрослых. Наименьшее содержание воды в подкожной клетчатке и эпидермисе шкур крупного рогатого скота. В полах и шее воды больше, чем в других участках.

Белки составляют основную массу сухого вещества шкуры (около 80%).

Коллаген является основой соединительной ткани шкур (коллагеновые волокна). В сухом состоянии он представляет собой твердое, хрупкое, бесцветное веще­ство, набухающее в воде и разбавленных растворах кис­лот и щелочей. Шкура содержит около 50% коллагена, имеющегося в теле животного. Содержание коллагена в кожном покрове животных составляет 63,7—80% от массы его сухого вещества. Наибольшее содержание коллагена в шкурах крупного рогатого скота приходится на средние слои дермы (85—95% в пересчете на массу сухого вещества), верхнюю часть сосочного слоя — 57— 65 и нижнюю часть сетчатого— 85—86%.

Коллаген легко поглощает воду и слабые раство­ры кислот и щелочей. Каждые 100 г коллагена в пе­ресчете на массу сухого вещества способны присоеди­нить до 200—230 г воды. В присутствии кислот и щелочей коллаген набухает более интенсивно, чем в воде. При нагревании в воде свыше 70 °С он посте­пенно переходит в раствор в виде желатина или глютина. При длительном воздействии на коллаген раз­бавленными кислотами и щелочами, а также некото­рыми нейтральными солями и ферментами он также переходит в раствор. Способность коллагена переходить в желатин во влаж­ной среде и при высокой температуре делает недопусти­мой сушку шкур уже при температуре выше 40 °С, на солнце и близ отопительных приборов.

При нагревании в воде определенной температуры (температура сваривания) происходит сваривание кол­лагена (съеживание, скручивание). При длительном действии горячей воды коллаген переходит в клей. Коллаген способен реагировать с дубильными ве­ществами, значительно снижая свою способность всту­пать в реакции за счет стабилизации надмолекулярной структуры и дополнительного структурирования. В этом случае значительно снижается его способность набухать в воде и повышается стойкость к гниению и сварива­нию. Способность коллагена взаимодействовать с дубиль­ными веществами лежит в основе главного процесса выработки кожи — дубления.

Волокна коллагена отличаются высоким пределом прочности при растяжении, определенной эластичностью и способностью выдерживать многократные изгибы.

При нагревании воздушно-сухой ткани, содержащей коллаген, до 80—100 °С его надмолекулярная структу­ра сохраняется. При нагревании свыше 180 °С колла­ген плавится.

Эластин— это основа эластиновых волокон, состав­ляющих 1—3% массы волокнистых элементов шкуры. Чистый, сухой эластин — желтоватый порошок или тонковолокнистое вещество. В воде нерастворим. Сла­бо поглощает влагу и мало набухает в воде. Более стоек по сравнению с коллагеном к действию кислот и щело­чей. Растворяется ферментами.

Эластиновые волокна характеризуются большой эла­стичностью, устойчивостью к гидротермическим воздей­ствиям. В процессе нагревания эффект денатурации не наблюдается. По аминокислотному составу эластин бли­зок к коллагену.

Эластин отличается от кератина меньшим содержа­нием серы (0,18—0,4%). При кипячении в течение 40 ч в 40%-ном растворе мочевины растворяется. Фермент эластаза разрушает эластиновые волокна.

Ретикулинсоставляет основу ретикулиновых воло­кон. Он характеризуется примерно таким же элемен­тарным составом, как и коллаген, но с меньшим содер­жанием азота и несколько большим количеством серы, чем у коллагена.

Ретикулин характеризуется устойчивостью к дей­ствию горячей воды, растворов кислот и щелочей, одна­ко изменяется под влиянием сульфида натрия, пепси­на, длительного кипячения.

Кератинвходит в состав волоса, эпидермиса, внутрен­ней части волосяных сумок, стенок желез, рогов, копыт, чешуи. Кератин содержит 20 аминокислот. Специфичес­кой особенностью кератина является наличие в нем серосодержащих кислот — цистина и цистеина (11—13%), что обусловливает ряд ценных свойств данного белка. Среднее содержание серы в кератине — 5,6—6,7%.

Различают мягкие и твердые кератины. Мягкие ке­ратины сердцевины волоса обладают низким содержа­нием серы и пониженной устойчивостью к термичес­ким и химическим воздействиям. Твердые же керати­ны кортекса и кутикулы волоса характеризуются со­держанием серы и повышенной устойчивостью к тер­мическим и химическим веществам. Кератин устой­чив к действию кислот, но щелочи и раствор сернистого натра легко разрушают его, что используется в техноло­гии кожевенного производства для удаления со шкуры волоса и эпидермиса. Кератин устойчив к действию ферментов (кроме фермента, выделяемого молью).

 Альбумины и глобулины (простые белки) содержатся в небольшом количестве в слизистом слое эпидермиса, крови, лимфе, межволоконном веществе шкуры. В дерме они составляют 0,4—1,9%. Альбумины растворяются в воде и в разбавленных растворах солей, кислот, щелочей, осаждаются из растворов концентрированными кислота­ми и щелочами, при нагревании коагулируют, быстрее других белков разрушаются при гниении шкур.

 Глобулины не растворяются в воде, но хорошо ра­створимы в 10%-ных растворах нейтральных солей, сла­бых кислот и щелочей, высаливаются насыщенным ра­створом поваренной соли.

Муцины и мукоиды — сложные белки, содержание которых в шкуре составляет 0,1—0,2%. Они входят в состав межволоконных веществ соединительной части шкуры. В процессе гидролиза распадаются на простые белки и углеводные простатические группы. Раствори­мы в слабых растворах щелочей, хорошо набухают в воде, растворах щелочей и кислот. Мукоиды не осажда­ются при подкислении из слабощелочных растворов, а муцины выпадают в осадок. Растворы муцинов и мукоидов способны осаждаться нейтральными солями и со­лями тяжелых металлов.

Фосфоропротеиды — сложные белки, которые со­стоят из простых белков и фосфорной кислоты, входят в состав ядер, фибробластов, обычно хорошо растворя­ются в солевых растворах и слабых щелочах.

Липопротеиды — сложные белки, которые содержат фосфатиды, нейтральные жиры, стерины, жирные кис­лоты. Находятся в подкожной клетчатке и других час­тях шкур, растворимы в щелочах.

Хромопротеиды— сложные белки, входящие в со­став крови, в некоторых количествах находящиеся в дерме и поперечно-полосатой мускулатуре. Хромопро­теиды состоят обычно из простых белков и простетической группы, которая содержит железо, медь и др.

Углеводы составляют около 1% в расчете на массу сухого вещества шкуры. Благодаря высокой раствори­мости, как правило, удаляются из шкур в процессе их первичной обработки. Основная часть углеводов связа­на с белками и липидами. Наибольшее значение имеют мукополисахариды, которые входят в состав коллагеновых, эластиновых, ретикулиновых волокон, межволокон­ного вещества.

Липиды подразделяют на жиры (глицериды) и ли­поиды (жироподобные вещества). Содержание липидов в шкурах составляет 2—40% и зависит от вида, пола, возраста, породы, упитанности животных.

Липиды имеются в эпидермисе и на его поверхнос­ти, в дерме, сальных железах, подкожной клетчатке, В роговом слое эпидермиса содержатся липоиды, состоя­щие из олеиновой кислоты и эфира олеиновой кислоты с холестерином; слизистый слой эпидермиса содержит фосфатиды, в сальных железах преобладают воск и в меньшей степени холестерин и его эфиры; в сетчатом слое дермы и в подкожной клетчатке содержатся триглицериды. Липиды затрудняют обработку шкур, поэто­му их необходимо удалять.

Минеральные вещества составляют 0,35 — 0,5 % массы парной шкуры и представлены солями калия, натрия, железа, фосфора, меди, кальция и др. Соотноше­ние минеральных веществ в шкуре может быть различ­ным в зависимости от вида, пола, возраста, особенностей кормления животных, топографического участка шкур.

   В консервированных с применением хлорида натрия шкурах содержание минеральных веществ значитель­но выше, чем в парных. В законсервированном мокросоленым способом кожевенном сырье крупного рога­того скота содержание хлорида натрия составляет око­ло 15 %, а в сухосоленом — не более 25 % массы шкур. В процессе обработки шкур значительная часть мине­ральных веществ удаляется.

Ферменты являются катализатором химических реакций и оказывают влияние на развитие биохими­ческих процессов в кожном покрове животных и при  определенных условиях в шкурах.

Наличие в шкурах ферментов при определенных ус­ловиях вызывают автолизные процессы — самоперева­ривание белков под действием внутритканевых фермен­тов. В этом процессе важную роль играет катепсинпротеиназа, расщепляющая белок на пептидные соединения.       Витаминысодержатся в кожном покрове животных в незначительных количествах в виде аскорбиновой кислоты, ниацина, пантотеновой кислоты, рибофлавина, тиамина, фолиевой кислоты, биотина и др. Отсутствие некоторых витаминов вызывает нежелательные изме­нения кожного покрова — атрофию эпителия, сухость кожевой ткани, ограниченность деятельности потовых желез, кератоз волосяных мешочков (недостаток вита­мина А), выпадение волос (недостаток биотина) и др.

Разные слои шкур характеризуются особенностя­ми химического состава. В нижних слоях эпидермиса, состоящего из живых клеток, содержится значитель­ное количество воды, белков, жиров, гликогена экст­рактивных азотистых веществ и солей. Ядра клеток содержат нуклеопротеиды. В роговом слое эпидерми­са преобладает кератин. В эпидермисе могут содержать­ся зерна пигмента и жир.

Для дермы парной шкуры характерно наличие воды, белков (до 90% сухого вещества), жиров, гликогена, ми­неральных веществ. Свыше 90% белковых веществ дер­мы составляет коллаген.

В состав подкожной клетчатки входят коллаген, эла­стин волокон, твердые и жидкие нейтральные жиры и фосфатиды жировых клеток.

Для волосяного покрова характерно наличие твер­дого и мягкого кератина. Окрашенные волосы содер­жат пигмент меланин.

Свойства шкуры

   Важной особенностью кожевенного сырья является его высокий удельный вес в себестоимости готовых кож, дости­гающий 65—70% и выше, что требует максимального его использования и улучшения качества.

   Качество шкуры, т. е. пригодность ее для выделки опре­деленных видов кож современными методами переработки, характеризуется следующими свойствами:

♦ толщиной;

♦ равномерностью толщины по площади;

♦ площадью;

♦ массой;

♦ плотностью;

♦ толщиной эпидермиса;

♦ степенью развития волосяного покрова;

♦ толщиной подкожной клетчатки;

♦ соотношением сосочкового и сетчатого слоев дермы;

♦ особенностями и степенью развития топографических участков;

♦ химическим составом и свойствами белковых веществ;

♦ наличием пороков.

 Толщина шкур определяет производственное назна­чения сырья, его расход на единицу площади готовой кожи, обусловливает при прочих равных условиях пре­дел Прочности шкур и выработанных из них кож при растяжении, вес шкур, а также характер производствен­ных процессов (необходимость распиловки кожевой ткани, время обработки химикатами, их расход и т.д.). Большое значение для производственных процессов переработки шкур, а также удобства раскроя имеет рав­номерность толщины по площади шкуры.

 Толщина шкур зависит от вида, породы и особенно­стей телосложения животного, его возраста и пола, ус­ловий кормления и содержания, топографического уча­стка шкуры и ряда других факторов. Консервирование шкур вызывает изменение их толщины. Толщина шкур изменяется при колебании относительной влажности воздуха при их хранении и изменении содержания вла­ги в шкурах, при различных их обработках.

Толщина шкурыдомашних животных колеблется в ши­роком интервале (от 0,6—0,7 мм до 6 мм и более), а в шкурах китов достигает 20 мм. Как правило, толщину шкуры опреде­ляют на огузке. В зависимости от толщины кожевенного сы­рья определяется его назначение. Кроме того, толщина вли­яет на продолжительность обработки шкуры и расход мате­риалов при консервировании.

 Тонкие шкуры используются для производства галанте­рейных кож, более   толстые — обувных кож для верха обуви и особо толстые (3—6 мм) — обувных кож для низа обуви. С повышением толщины шкуры увеличивается продолжитель­ность обработки сырья и растет расход материалов, исполь­зуемых для этих целей.

Разные виды кожевенного сырья значительно отли­чаются по толщине кожевой ткани. Примерная толщи­на разных видов мокросоленого кожевенного сырья приведена в табл. 4.

Толщина шкур не одинакова на разных топографи­ческих участках. Чаще всего наибольшей толщиной характеризуется круп и область спины. По направле­нию к бокам (брюху) и шее толщина шкур несколько понижается. Наименьшей толщиной характеризуется паховая область и внутренняя сторона ног. Обычно у шкур коров (яловка) наибольшую толщину имеют круп и область спины. Несколько тоньше шкура на голове, боковой части живота и груди, на шее. Наименьшая толщина — на внутренней части передней и задней ног.  

               Таблица 4

Толщина разных видов мокросоленого кожевенного сырья, мм

и в области нижней части живота. У шкур волов (бы­чина) наиболее толстая кожевая ткань на крупе и спи­не, несколько тоньше она на голове, боковой части жи­вота, шее, бедрах. Наиболее тонкая шкура на внутрен­ней части передних ног и нижней части живота.

Шкуры бугаев характеризуются наиболее толстой кожевой тканью на голове, лопатках и шее. Несколько тоньше шкура на груди, в области голодной ямки, на боковой части живота, еще более тонкая на крупе, спи­не, холке. Наиболее тонкая шкура на внутренней части передних и задних ног.

У шкур лошадей наиболее толстая кожевая ткань на задней части (круп, маклок, часть спины) и наименее тонкая — на передней части (шея, лопатки, голова). Тол­щина кожевой ткани понижается в направлении от хребта к полам.

Толщина шкур изменяется в зависимости от способа их консервирования. У шкур крупного рогатого скота, за­консервированных мокросоленым способом, их толщина уменьшается на 3—6% от толщины в парном состоянии. При консервировании шкур крупного рогатого скота сухо-соленым способом их толщина в стандартной точке умень­шается в среднем на 30—31,7 %, а у шкур, законсервиро­ванных пресно-сухим способом, — на 38,9—42,3 %.

Равномерность толщинышкуры оказывает прямое вли­яние на выход полезного кроя при раскрое кож на детали обуви. Наиболее равномерной по толщине является шкура бычины. Средняя толщина шкуры составляет 2,95 мм, а ко­лебания толщины — от 1,9 до 3,58 мм.

Уменьшение толщины шкуры в продольном направлении от огузка к воротку и в поперечном направлении от хребта к полам называется сбежистостью. Чем больше сбежистость, тем ниже качество шкуры и получаемой из нее кожи.

  Площадь шкурыявляется одним из классификационных признаков деления кожевенного сырья на мелкое, среднее и крупное. Площадь шкуры колеблется от 24 до 550—600 дм² и существенно влияет на выход полезного кроя при раскрое го­товых кож на детали. Кожевенное сырье площадью менее 20 дм² нецелесообразно перерабатывать на обувные кожи. Шкуры коз, овец и свиней сдаются и принимаются по площади.

Масса шкуры наряду с показателем площади является классификационным признаком кожевенного сырья. Масса шкур колеблется в широких пределах. Используются шкуры неродившихся телят и жеребят без ограничения их массы (до 5 кг), а также шкуры крупного рогатого скота, лоша­дей, верблюдов массой более 5 кг.

Некоторые виды кожевенного сырья по массе делятся на легкие, средние и тяжелые, а при сортировке — на четыре Группы (1, 2, 3 и 4). Шкуры крупного рогатого скота, лоша­дей, верблюдов, ослов, мулов, яков, буйволов сдаются и принимаются по массе.

     Масса шкур является важнейшим показателем при оценке и подборе сырья для производственной переработки.  В зависимости от вида животных, их пола, возраста, условий содержания и кормления получают различные по весу шкуры.

  Масса шкур находится в зависимости от их размера, толщины, плотности, степени развития волосяного покрова, содержания влаги и консервирующих веществ, наличия утяжелителей. Ее определяют взвешиванием каждой шкуры в отдельности с точностью до 0,1 кг. Для шкур, принимаемых по весу (кроме свиных), предусматривается соотношение массы шкур разных способов консервирования в % к массе в парном состоянии. Это соотношение рассчитано при условии содержания влаги в шкурах: мокросоленых (законсервированных засолкой врасстил)-46-48%; тузлукованных-46-48%, сухосоленых-20, пресно-сухих-18%. Сухосоленые шкуры должны содержать определенное количество соли. Сухие шкуры обладают повышенной гигроскопичностью, поэтому содержание влаги в них может колебаться от 10-12 до 36%. Сухосоленые шкуры могут быть в значительной степени утяжелены излишним содержанием соли. Масса шкур изменяется в процессе консервирования Пересчет массы законсервированных шкур в их массу в парном состоянии проводят по формуле

В_n=B_kхК,

где В_{n –} масса парной шкуры, кг; B_k- масса законсервированной шкуры, кг, К- коэффициент пересчета, полученный путем деления 100 9масса шкуры в парном состоянии в %)

    на указанное в стандарте процентное соотношение массы законсервированной шкуры к ее массе в пар­ном состоянии. Коэффициент пересчета парных шкур (кроме овчин, козлин и свиных шкур) составляет 1,0; для мороженых — 1,05; мокросоленых, законсерви­рованных засолкой врасстил, — 1,15; тузлукованных — 1,20; сухосоленых — 2,0; для пресно-сухих — 2,5.

Площадь шкуропределяет возможность раскроя выделанных кож, расход рабочей силы и химикатов на единицу продукции. Кожи из крупных шкур более пол­но используются при раскрое. При закупке таких ви­дов сырья, как овчина, козлина, свиные шкуры величи­на площади является основным показателем, по кото­рому производится оценка шкур.

При приемке сырья по весу шкуры, имеющие большую площадь при про­чих равных условиях, характеризуются, как правило, большим весом и оцениваются дороже.

Площадь шкур зависит от вида, породы, пола, возра­ста животного, условий его кормления и содержания, а также относительной влажности воздуха при хранении и ряда других факторов.

Различные виды кожевенного сырья имеют разную площадь (табл. 1).

                                                      Таблица 1

 Примерная площадь разных видов кожевенного сырья, дм²

При консервировании шкур происходит усадка их площади.

При приемке шкур руководствуются следующими соотношениями площади шкур разных способов кон­сервирования в процентах к их площади в парном со­стоянии, установленном ГОСТ 28425—90 «Сырье коже­венное» (табл. 2).

Площадь свиных шкур в зависимости от вида кон­сервирования приведена в табл. 3.

                                                                                                        Т а б л и ц а 2

Соотношение массы и площади шкур различных видов консервирования к массе и площади шкур в парном состоянии

Свиные шкуры

Свиные крупоны

Площадь козлины измеряют в квадратных децимет­рах умножением длины шкуры, измеряемой от верхне­го края шеи до основания хвоста, на ширину, измеряе­мую по линии на 3—4 см ниже нижних впадин передних лап.

Площадь свиных шкур измеряют в квадратных де­циметрах умножением длины шкуры, измеряемой от верхнего края шеи до линии, касательной к нижним впадинам задних лап, на ширину, которая измеряется по линии на 8—10 см ниже нижних впадин передних лап. Площадь крупона измеряют в квадратных дециметрах умножением длины крупона, измеряемой по хребтовой линии от верхнего края до нижнего, на ширину, измеряе­мую по середине длины крупона. При измерении длины и ширины шкур, принимаемых по площади 0,5 дм и более принимают за 1 дм, а менее 0,5 дм — не учитывают.

Площадь шкуры измеряют в расправленном виде, без растягивания ее в длину и ширину. При измерении шкур с недостающими участками из общей площади исключа­ют площадь недостающего участка. Допускается изме­рять площадь шкур на дециметровом планшете.

Дециметровый планшет представляет собой фанер­ный или из пластика лист с нанесенной на него сеткой, образующей квадраты, площадью 1 дм² каждый. Шкуру располагают на планшете так, чтобы корень хвоста (ниж­няя точка измерения длины шкуры) находился на ниж­нем крае планшета, а правый край шкуры (в точке, рас­положенной на 3—4 см для овчин или козлин или на 8—10 см для свиных шкур ниже нижнего края пере­дних пахов) совпадал с правым краем планшета. Число, указанное в квадрате пересечения линий, проведенных перпендикулярно из конечных точек измерения длины и ширины, обозначает площадь измеряемой шкуры.

     При необходимости установления площади шкур, за­мороженных, высушенных комом или имеющих боль­шое количество складок, определяют их массу с учетом требований стандартов, характеризующих массу 1 дм² шкуры в граммах. В частности, площадь козлины и сви­ных шкур, замороженных или высушенных комом либо с большим количеством складок, определяют из расче­та, что масса каждого квадратного дециметра в граммах для замороженной козлины — 37, замороженной сви­ной шкуры — 58, пресно-сухой козлины — 16, сухосо­леной свиной шкуры - 36. Указанные нормативы ха­рактеризуют примерную среднюю зависимость между массой и площадью шкур.

      Разделив вес шкуры в граммах на приведенные выше показатели, получают размер площади в квадратных дециметрах.

   Для некоторых видов козлин и свиных шкур масса 1 дм² будет иной.

   В ряде случаев проводят прижизненное определе­ние площади шкур на живых животных. Для этого прямую длину спины от линии, соединяющей концы седалищных бугров, до середины междуречья умножа­ют на величину обхвата средней трети тела в точке, де­лящей туловище пополам.

        Плотность шкурысущественно влияет на продолжитель­ность технологических операций, особенно на скорость диф­фузии различных веществ (соли) в толщу дермы. Установле­но, что с повышением плотности шкуры повышается ее пре­дел прочности при растяжении.

       Плотность шкур в значительной степени опреде­ляет возможность выработки из них тех или иных видов кож, длительность их обработки. Данная ха­рактеристика в значительной степени обусловливает следующие свойства кож: водо- и воздухонепроница­емость, предел прочности при растяжении, прочность на истирание и др. Плотность шкур, относящихся к пористым материалам, характеризуется массой еди­ницы объема плотного вещества кожевой ткани, на­зываемой истинной удельной массой (объемной мас­сой), и массой единицы объема кожевой ткани, назы­ваемой кажущейся объемной массой. Для определе­ния показателей объемной массы кроме массы образ­цов устанавливают их объем и объем их плотного вещества (без пор).

В настоящее время о плотности кожевенного сырья судят по микроструктуре дермы, главным образом по характеру связи пучков коллагеновых волокон сетчатого слоя дермы. В определенной степени учитывают также соотношение толщин термостатического и сетчатого сло­ев дермы, наличие жировых отложений, степень развития потовых и сальных желез, количество корней волос.

В значительной степени плотность шкур обусловли­вается степенью разрыхления кожевой ткани шкур кор­нями волос и другими эпителиальными образованиями, удаляемыми при выделке кож. Наиболее плотные уча­стки шкуры — чепрак и хаз; менее плотные — полы, вороток, перед (шкуры лошадей), участки паха еще бо­лее рыхлые. Шкуры овец грубошерстных пород значи­тельно плотнее шкур тонкорунных пород.

Прочность шкур на разрывобусловливает проч­ность выработанных из них кож. Она зависит от тол­щины и плотности шкур, их влажности, а также со­стояния. Шкуры, поврежденные автолизными и гни­лостными процессами, обладают пониженной прочностью на разрыв.

Способность шкур поглощать и отдавать влагу.Кожевенное сырье обладает сильно выраженной способ­ностью поглощать влагу в жидкой и парообразной фазе и отдавать ее (испарять). Известно, что влагопоглощающие материалы подразделяются на капиллярно-порис­тые, коллоидные и капиллярно-пористые коллоидные.

Кожевенное сырье является капиллярно-пористым материалом, хорошо поглощающим воду и вступающим с ней в связь различной формы. В шкурах существуют три известные формы связей влаги с кожевой тканью: химическая, физико-химическая, физико-механическая или «свободная».

Химическая характеризует связь воды с молекулами кожевой ткани шкур, при которой вода входит в состав вещества в определенных молекулярных соотношениях и не удаляется обычной сушкой. Физико-химическая, или адсорбционная, характеризует менее сильную связь, име­ющую характер адсорбционной или осмотической. Фи­зико-механическая, или «свободная», связь характеризу­ется удержанием воды структурой кожевой ткани, ее микро- и макрокапиллярами и порами.

Содержание влаги в шкурах бывает различным в зависимости от вида сырья, способа его консервирова­ния, относительной влажности воздуха, температуры. Сухосоленое сырье в большей степени способно изме­нять содержание влаги при хранении, чем пресно-су­хое. Сухо-соленые образцы шкур при влажности 70 % и ниже отдают влагу; сырье с 80% относительной влаж­ности и выше успешно поглощает влагу из воздуха. Пресно-сухое сырье с 60% влажности и выше поглоща­ет влагу из воздуха, с 50% и ниже — отдает.

Определенной относительной влажности воздуха при данной температуре соответствует и определенное содержание влаги в шкуре, называемое равновесной влаж­ностью. Если содержание влаги в шкуре больше или меньше равновесного, шкура будет соответственно те­рять или поглощать влагу из окружающего воздуха. При увеличении содержания в шкуре минеральных со­лей и кислот влажность повышается.

Содержание влаги в кожевой ткани и волосяном покрове различается. Определенное содержание влаги в законсервированных разными способами шкурах круп­ного рогатого скота, лошадей, буйволов и других видов предусмотрено стандартами.

Способность шкур принимать влагу зависит от на­чального состояния сырья (способа консервирования шкур), начальной влажности, температуры, жидкостно­го коэффициента, времени обводнения шкуры, наличия в растворе кислот, щелочей, солей и других факторов.

Количество влаги, поглощенное шкурой, выражают в процентах по отношению к сухому веществу шкуры (абсолютная влажность) или по отношению к массе шкуры, содержащей влагу (относительная влажность):

W_a= Vв/ Vх 100%

где W_а — абсолютная влажность; Vв — относительная влажность; Vсв — сухая масса шкуры.

Vсв+ Vв= Vм;

Wa=1/1- W₀; W₀=1/ W₀+1;

где W_o— относительная влажность шкуры; V_u— масса влажной шкуры.

Содержание влаги в шкурах обусловливает измене­ние других свойств: массы, толщины, площади, предела прочности при растяжении и др. Определение содержа­ния влаги в шкурах в связи с их большой гигроскопич­ностью имеет большое значение, так как позволяет по­лучить правильное представление о массе нетто сырья и не производить оплату утяжеляющей сырье воды, правильно рассчитать массу производственных партий сырья и материалов, расходуемых на первичную обра­ботку шкур и выделку кож, правильно установить за­висимость между массой запускаемого в переработку сырья и выходом полуфабриката.

 Толщина эпидермиса в некоторой степени влияет на выход дермы, который повышается с уменьшением толщины эпидермиса.

Степень развития волосяного покрова влияет на выход дермы, так как в массу шкуры включается масса волосяного покрова, а также на прочность дермы. Чем больше на шкуре немое, тем ниже плотность ее сосочкового слоя, а следова­тельно, и дермы.

       Толщина подкожной клетчатки зависит от вида кожевенного сырья и колеблется от 10 до 25% толщины шкуры. С уменьшением толщины подкожной клетчатки повышается выход дермы, так как уменьшается количество отходов. Зависит от вида животного и его возраста.

          Соотношение сосочкового и сетчатого слоев дермы оказывает влияние на ее физико-механические свойства. С уве­личением доли сосочкового слоя снижается прочность на разрыв  кожевенного сырья.

Степень выраженности топографических участков оп­ределяет назначение кож, влияет на выход кроя и способ раскроя. Это определяется тем, что разные топографические участки имеют различный характер микроструктуры. Шкуры молодняка имеют менее четко выраженные  топографические участки, чем шкуры взрослых животных.

         Химический состав шкур оказывает влияние на их свойства. Важнейшей составной частью шкуры является коллаген. Ценность шкуры определяется не общей ее массой, а содержанием белка коллагена.

Существенно влияет на свойства шкуры количество жира, воды и других веществ. Например, более зажиренные шку­ры труднее перерабатывать, так как необходимо проводить их обезжиривание.

Наличие пороков, степень их выраженности, местораспо­ложение на шкуре оказывает значительное влияние на ее качество и учитывается при сортировке.