Использование кожного покрова и его производных

Кожный покров, снятый с животного, называют шкурой. Шку­ру, освобожденную при выделке от подкожного слоя, называют мехом, а освобожденную от эпидермиса - кожей.

Основную массу шкуры используют в легкой промышленности для получения меха и кожи.

Кератиновые производные кожи в основном применяют для получения пенообразователя, кератинового клея, кератиновых пленок, лаков, эмульгаторов и для изготовления прочных поли­мерных материалов. Кератинсодержащее сырье подвергают не­глубокому щелочному гидролизу под давлением. Образующиеся продукты деструкции кератинов являются поверхностно-ак­тивными веществами, что объясняет их столь широкое исполь­зование.

Кератины являются полноценными белками (в отличие от бел­ков соединительной ткани), что обусловливает их использование как источника аминокислот, в том числе незаменимых. Амино­кислоты получают с помощью глубокого гидролиза измельченного кератинсодержащего сырья и последующего выделения опреде­ленных аминокислот из полученного гидролизата.

Широкое применение в медицине и пищевой промышленнос­ти получила, например, глутаминовая кислота. Её применяют для лечения некоторых заболеваний, связанных с патологией нервной системы. В пищевой промышленности мононатриевую соль глутаминовой кислоты широкоиспользуют для улучшения вкуса многих пищевых продуктов.

Спилок, полученный при двоении сетчатого слоя кожи, используется для получения колбасных оболочек (белкозина, кутизина). Колбасные оболочки можно получать из спилка, спилковой обрези и мездры шкур крупного рогатого скота. В нашей стране сырьем для производства белковой колбасной оболочки служит нижний гольевой спилок шкур крупного рогатого скота, получаемый при выработке кож хромового дубления для верха обуви, юфти и кож для низа обуви. Первичную обработку спилка проводят на кожевенном заводе. После золения спилок собирают, обрезают, мездрят и консервируют в суспензии гидроксида кальция. Далее спилок упаковывают и отправляют на специализированные заводы по производству белкозина.

 

Вопрос 2. Микроскопические изменения, возникающие в процессе предварительной обработки кож на мясокомбинатах.

В процессе первичной обработки кож на мясокомбинатах осуществляют механические и химические воздействия.

Механические воздействия на сырьё осуществляется в различных барабанах и мешалках. Под влиянием механического воздействия резко ускоряется диффузия реагентов в дерму и волос, а в некоторых процессах происходит более быстрое и полное удаление из сырья или полуфабриката различных веществ (минеральных солей, консервирующих веществ, природных жиров и др.).

Физико-химическая обработка кожевенного и мехового сырья протекает в растворах электролитов: солей, кислот, щелочей.

Коллаген шкуры отличается большой гидрофильностью. Шкура в парном состоянии содержит значительное количество влаги: влагу гидратации и влагу набухания.

Влага гидратации связана с ионизированными группами белка (-NН³⁺, -СОО^- и др.) за счёт ион-дипольного взаимодействия или же с пептидами и гидроксильными группами белка водородными связями. Эта вода органически входит в структуру коллагена. Она не выделяется даже при большом механическом давлении, не способна растворять другие вещества. Её количество 20-60% от массы сухого белка.

Влага набухания – это остальная часть влаги, содержащейся в шкуре. Полярные группы белка способны притягивать до 6 молекул воды, поэтому при погружении дермы даже в чистую воду она набухает.

Особенно сильное набухание дермы происходит в растворах щелочей и кислот. Это дополнительное усиленное обводнение белков дермы называют нажором. Степень нажора дермы в подготовительных процессах существенно влияет на качество готовой продукции.

Отмока – заключается в обработке сырья водой для приближения шкуры в состояние, близкое к парному как по степени обводнения, так и по микроструктуре. В процессе отмоки из сырья удаляются консервирующие вещества, кровь, грязь и растворимые белки (альбумины и глобулины), а белки шкуры гидратируютя и обводняются.

Обезволашивание – отделение от дермы волоса и эпидермиса – состоит из двух стадий: 1) предварительного ослабления связи волоса и эпидермиса с дермой посредством химического, ферментативного или гидротермического воздействия; 2) механического удаления (сгонки) волоса на шерстогонных машинах. В основе ослабления связи волоса в дермой лежит разрушение дисульфидных связей в кератинах.

Золение – обработка сырья или голья суспензией гидроксида кальция (Са(ОН)₂) для облегчения удаления волоса и эпидермиса и изменения структуры дермы с целью придания готовой продукции нужных качеств. При золении основная масса межволокнистых белков менее стойких, чем коллаген переходит в раствор. Их удаление приводит к увеличению проницаемости дермы и способствует формированию её объёма, а также ускорению диффузии дубителей в толщу дермы.

В процессе золения пучки коллагеновых волокон сначала набухают, затем разделяются, т. е. распадаются на отдельные волоконца, в результате чего объем пучков возрастает, а межпучковые просветы исчезают. Эластиновые волокна в процессе золения в значительной степени изменяются.

На рис. V.5 представлена электронно-микроскопическая фотография продольного разреза пучка коллагеновых фибрилл сетчатого слоя дермы парного опойка, а на рис. V.6 - набухшие фибриллы того же опойка (сосочковый слой) после золения.

На рис. V.5 четко заметна характерная для коллагена поперечная полосатость с периодичностью 64 нм. В результате двухсуточного золения в известково-сульфидном растворе (зольнике) обычного состава поперечная полосатость исчезает, фибриллы сильно разрыхляются и разделяются в продольном направлении на субфибриллы, перевитые между собой (см. рис. V.6). Размеры субфибрилл колеблются от 1,5 до 15 нм. Они имеют спиралеобразную форму, причем с довольно постоянным углом наклона к главной оси фибриллы. Это дает основание полагать, что принцип спирального переплетения сохраняется и в структурах коллагена высшего порядка - на уровне четвертичной структуры. В сетчатом слое вследствие более компактного переплетения изменение структурных элементов выражено не так резко, как в сосочковом, но характер его сохраняется. Некоторые фибриллы еще сохраняют поперечную полосатость.

Набухание фибрилл протекает анизотропно - фибрилла расширяется в направлении, перпендикулярном ее оси, и одновременно укорачивается в продольном направлении. При этом поперечная полосатость постепенно теряет отчетливость.

После длительного золения наблюдаются сильная дезориентация фибрилл и потеря ими периодической полосатости.

Рис V5 - Фибриллы из сетчатого слоя парного опойка

(контрастировано фосфорновольфрамовой кислотой и уранилацетатом)

 

Рис V6 - Фибриллы из сосочкового слоя опойка, набухшие в результате золения

(контрастировало фосфорно-вольфрамовой кислотой и уранилацетатом)

 

Обеззоливание – удаление гидроксида кальция и снятие нажора. Обычно проводят сульфатом аммония или молочной кислотой.

Мягчение – проводят ферментными препаратами (например, поджелудочной железы) в водной среде при повышенной температуре. В результате лицевой слой голья и соответственно кожи приобретает мягкость, пластичность и гладкость, из них удаляются остатки гнейста, извлекаются продукты рассада межволоконных белков и коллагена. Кожа становятся воздухопроницаемыми.

Пикелевание – обработка кожи растворами, содержащими кислоту (серная, муравьиная, уксусная) и нейтральную соль (хлорид натрия, сульфат аммония или фталевый ангидрид) для консервирования сырья или придания голью требующейся кислотности без нажора перед хромовым дублением.

Химическое взаимодействие кислот с коллагеном приводит к разрушению водородных и электровалентных связей в его структуре. Параллельно происходит и разделение микроструктуры дермы на более мелкие структурные элементы, а их способность к склеиванию снижается. (До появления технологии пикелевания применяли квашение – обработка хлебными квасами).

Обезжиривание – проводят растворителями (перхлорэтиленом, уайт-спиритом, фреоном-113, тетрахлорэтиленом и др.) или моющими средствами. В результате обезжиривания повышаются адгезиозные свойства лицевой поверхности кожи, улучшается её внешний вид.

Дубление – взаимодействие дубящих веществ с белками с образованием поперечных связей между полипептидными цепями белковой структуры, приводящие к необратимым изменениям их свойств и придающих коже и меху свойств, обуславливающих их пригодность для производства соответствующих изделий. Дубящими свойствами обладают многие неорганические (хрома, алюминия, железа, титана, циркония и др.) и органические соединения (танниды, синтетические дубители, высокопредельные жиры, альдегиды, аминокислоты и т.д.).

На электронных микрофотографиях видно, что период поперечной макроисчерченности коллагена (52-56 нм) при дублении смешанными хромциркониевыми дубителями при ярко выраженной граничной очерченности меньше, чем у нативного коллагена.

 

Вопрос 3. Понятие о строении слизистой оболочки пищеварительного тракта. Строение стенки кишок, являющихся сырьем для колбасного производства.