Изменения структуры кожи и её производных в процессе технологической обработки.

КОЖА

(анатомо-топографические основы)

Кожа представляет собой трехкомпонентную тканевую систему, образованную эпидермисом, дермой и подкожной жировой клетчаткой, которые находятся в морфофункциональном единстве.

Эпидермис, или многослойный плоский ороговевающий эпителий, является пограничной тканью с выраженными барьерными функциями. Особенности строения эпидермиса обеспечивают его эластичность, упругость и прочность, а высокие регенеративные свойства способствуют быстрому восстановлению при повреждениях. В различных областях тела эпидермис отличается по рельефу, окраске и степени оволосения. Его толщина зависит от толщины рогового слоя и количества клеточных слоёв (наибольшее 6 слоёв).

Дерма занимает основной объём кожи, ограничена от эпидермиса базальной мембраной и без резкой границы переходит в подкожную жировую клетчатку. Она построена преимущественно из коллагеновых, а также из эластических и ретикулярных волокон и основного аморфного вещества. В ней содержатся нервы, кровеносные и лимфатические сосуды, потовые и сальные железы, волосяные фолликулы и различные типы клеток, располагающиеся, как правило, в её поверхностных слоях. Среди клеток основную массу составляют фиброциты, тучные клетки, гистиоциты (макрофаги), меланоциты и лейкоциты. Общепринято деление дермы на сосочковый и сетчатый слои. Между ними нет чёткой границы из-за постоянного перехода из одного слоя в другой.

Сосочковый слой построен из рыхлой соединительной ткани, где тонкие пучки коллагеновых волокон, а также эластические и ретикулиновые волокна представляют наиболее выраженные компоненты ткани. Они, как и клеточные элементы (гистиоциты, лейкоциты, тучные клетки, пигментные фибробласты и др.), заключены в аморфное межклеточное вещество. В месте перехода сосочкового слоя в сетчатый располагаются многочисленные кровеносные и лимфатические сосуды.

Сетчатый слой дермы наиболее прочный. Он построен из мощно развитой густой сети толстых коллагеновых волокон. Пучки этих волокон проходят здесь параллельно поверхности кожи или под разными углами к ней. Эластических и ретикулиновых волокон в этом слое мало. Клеточный состав малочислен, встречаются фибробласты, макрофаги, лейкоциты.

Подкожная жировая клетчатка кожи является продолжением сетчатого слоя дермы. Таким образом, упрощённо, основными компонентами дермы являются коллагеновые эластические и ретикулиновые волокна.

Структурной единицей коллагена следует считать коллагеновый пучок. Его формируют близко расположенные волокна, связанные между собой при помощи отдельных волокон или пучков фибрилл. Размеры пучков очень вариабельны даже в пределах одной анатомо-топографической области дермы.

Биомеханические свойства коллагеновых волокон пучков во многом зависят от их толщины, степени извитости, обводнённости и даже от биологического возраста животных.

Наряду с коллагеновыми волокнами в дерме кожи имеется значительное количество эластических волокон. Особенно много их в сетчатом слое, коллагено-эластическом каркасе, окружающем волосяные фолликулы, сальные и потовые железы. Эти волокна имеют цилиндрическую, плоскую или лентовидную форму. Ветвясь, они оплетают коллагеновые пучки, но сами пучков не образуют. Они легко растяжимы и обладают упругостью.

Рис. 1 Кожа с волосом.

Рис. 2. Схема анатомо-топографических участков кожи коровы (по Брауну).

Рис. 3. Толщина кожи в определённых топографических зонах.

Рис. 4. Топография шкуры крупного рогатого скота.

Ретикулиновые волокна располагаются большей частью между эпидермисом и дермой и также оплетают потовые и сальные железы, волосяные фолликулы. Эти волокна весьма эластичны, даже более чем сами эластические волокна.

Основное аморфное вещество представляет собой гель или золь. Оно присутствует во всех слоях дермы, но преобладает в сосочковом, является многокомпонентной системой, содержит много «цементирующих» (основа гликозоаминогликаны и гликопротеины) веществ, которые участвуют в формировании дермы.

Наиболее сильно развита дерма в коже с волосом (рис.1). Именно её используют для хозяйственных целей. Причём на кожевенных заводах эпидермис и подкожную клетчатку (у шубного материала только подкожную клетчатку) удаляют в виде мездры. В разных топографических участках кожи животного (рис.2) дерма имеет не только разную толщину (рис.3), но и разное строение. Коллагеновые волокна и пучки, переплетаясь, создают характерную для каждой области кожи вязь или архитектонику.

Поэтому выделяют три основных вида переплетения пучков (вязи): пластообразный, ромбовидный, сложнопетлистый, а также ряд смешанных вариантов.

Рисунок расположения коллагеновых волокон, их толщина и другие признаки позволяют в коже (крупного рогатого скота) чётко различать три структурных класса дермы.

I класс характеризуется наличием крупных сложно переплетающихся коллагеновых волокон. Такие пучки образуют диагонально расположенные ромбовидные фигуры. Волокна уложены плотно, но не образуют петель, представляют собой прочный материал и встречаются в области крупа, спины и на дорсальной стороне хвоста.

II класс характеризуется петлистой вязью коллагеновых волокон, их плотным расположением и взаимным переплетением. При такой микроструктуре кожа обладает большой растяжимостью. Этот класс дермы находится в области шеи, лба, на вентральной стороне хвоста.

III класс имеет, в основном, параллельное по отношению к поверхности эпидермиса расположение пучков коллагеновых волокон. Кожа с такой структурой дряблая. В хозяйственном отношении кожа считается низкокачественной, встречается в области брюха, венчика.

Наибольшая толщина дермы не является показателем её ценности. Например, кожа в лобной области и в области брюха очень толстая, однако по структуре первая относится ко II классу, а вторая – к III. Наоборот, кожа крупа по толщине занимает среднее положение, а по структуре относится к I классу. Следовательно, именно микроструктура дермы, а не какой-либо иной признак, является надёжным показателем её хозяйственной ценности. В мясной и кожевенной промышленности принята несколько иная топография участков шкуры и их классовость (рис.4). Так, плотность сетчатого слоя позволяет выделить пять классов кожи. Наибольшей плотностью обладает чепрак, наименьшей – пашина, другими словами, к трём общепринятым классам добавлены два промежуточных или смешанных класса, что необходимо для кроя шкуры.

Производные кожи

Образуемые с помощью эпидермиса всевозможные органы и ткани обычно объединяют под общим названием – производные кожи (волос, роговое вещество, кожные железы, молочная железа и др.).

Волос. Волосяной покров убитых животных широко используют в народном хозяйстве: вместе со шкурой как меховое сырьё; снятый волос со шкур овец, коз. Кроликов, верблюдов используют как сырьё для получения тканей, а из собранного на мясокомбинатах и кожевенных заводах волоса и щетины изготавливают кисти, щ1тки, войлок и др.

В волосе различают корень и стержень. Волос состоит из трёх слоёв. Самый внутренний – мозговой. Средний слой – корковый – самый толстый. Наружный слой волоса называют кутикулой, он самый тонкий. У каждого вида животных клетки кутикулярного слоя обладают своей стойкой специфической формой. Утолщённый конец корня волоса называется волосяной луковицей, которая погружена в волосяной фолликул. Корень волоса по отношению к поверхности эпидермиса всегда располагается под некоторым углом. На стороне тупого угла между корнем волоса и эпидермисом обычно расположены сальная железа и мускул из гладкомышечных клеток, приподнимающий волос. Все участки корня и стержня волоса представляют собой ороговевший клеточный материал.

Копыта. Роговое вещество. Защитные приспособления конечностей – мякиши и копыта. Мякиши почти полностью по своему строению повторяют кожу без волоса. Копыто – это тоже кожа, но сильно видоизменённая и специализированная. Различают роговое и мясное копыто. Роговое представляет собой производное эпидермиса, а мясное – видоизменённую дерму.

Примерно также построены рога и кости. Так, в основе рога находится костный выступ лобной кости. Сверху костные выступы имеют надкостницу, с которой плотно срастается дерма, покрытая эпидермисом. Здесь формируются трубчатый и промежуточный рога, которые в дальнейшем образуют истинные рога животного.

Кожные железы. Эти железы являются производными эпидермиса и тесно связаны со стенкой корневого фолликула. По способу выведения секрета они экзокриновые (выделяют секрет через проток), а по механизму секреции сальные – голокриновые (необратимое изменение и гибель секреторных клеток), потовые – мерокриновые (не происходит некробиотических изменений секреторных клеток).

Молочная железа. Молочные железы млекопитающих в эволюционном развитии произошли из потовых желез. Они относятся к сложным альвеолярно-трубчатым железам. Строение и активность молочных желез находится в тесной зависимости от половой функции, беременности и лактации. Во время беременности и лактации железа достигает полного морфофункционального развития, а по окончанию лактации подвергается инволюции.

Паренхима железы покрыта фасцией – соединительнотканной капсулой вымени. Вместе с соединительной тканью сосуды и нервы проникают вглубь железы и делят её на дольки. Паренхима железы представляет собой систему ветвящихся эпителиальных трубочек, заканчивающихся альвеолами. В противоположном направлении выводные протоки альвеол собираются и вливаются в молочную цистерну – собирательный центр каждой четверти вымени, откуда молоко выделяется через сосковый канал.

К производным кожи относятся также более второстепенные образования, например, каштаны у лошадей – рудименты подошвенных мякишей; целый набор специфических кожных желез на носовом зеркальце, пятачке, препуции, межпальцевые железы, карпальные и т.д. и т.п.

Изменения структуры кожи и её производных в процессе технологической обработки.

В хозяйственных целях используют кожу с волосом – шкуру. В цехах первичной обработки со шкуры на специальных машинах удаляют так называемую мездру. Мездра – это эпидермис и подкожная клетчатка.

В дальнейшем шкура подвергается консервированию (тузлокованию или посолу в сухую), что придаёт шкуре способность к длительному хранению и сохранению прочности, эластичности и т.д. В это время в дерме наблюдают некоторое набухание коллагеновых волокон железы, их выводные протоки сжимаются, уплотняются. Волос прилегает плотнее и ближе к поверхности шкуры. В таком виде шкуру направляют на кожевенные заводы для дальнейшей обработки.

Действие высоких температур вызывает более глубокие изменения в шкуре, так называемых шерстных субпродуктах (голова, уши, путовый сустав и др.). Эпидермис почти полностью удаляется или расслаивается, может удаляться даже сосочковый слой дермы (при центрифугировании). Волосяные сумки набухают, и волос довольно легко удаляется, железы деформируются и разрушаются. Дерма сохраняется лучше, но может становиться тоньше, в структуре коллагеновых волокон выявляются разрывы этой сети, появляются пустоты и т.п. Действие прямого огня (опалка) уплотняет дерму, и она приобретает сплошной аморфный рисунок (свинина в шкуре).

Щетина свиней после шпарки временно теряет свои прочностные характеристики, но при дальнейшей обработке она в большинстве своём их восстанавливает.

Вымя обладает разнообразной устойчивостью на воздействие факторов внешней среды, что зависит от периода лактации, в которой произведён убой животного, времени от последнего удоя и от наличия прижизненных изменений в молочной железе. Вымя с морфологическими нарушениями непригодно для употребления в пищу людям.

На устойчивость вымени оказывает влияние в основном степень наполнения его молоком, в котором протекают молочнокислые процессы. Во время лактационного периода вымя более устойчиво к гнилостному разложению, так как скисшее молоко препятствует его развитию. Вместе с тем молочнокислые процессы отрицательно влияют на вкус и запах вымени, и оно может оказаться непригодным для пищевых целей. Только когда в вымени мало молока, и оно скисает, вкус вымени по сравнению с нативным становится лучше благодаря развитию аутолиза. Происходит процесс, который можно сравнить с созреванием мяса. Различие между ними в том, что молочная кислота в мясе является продуктом расщепления гликогена, а в вымени – лактозы, а также дальнейших изменений глюкозы и галактозы.

Следовательно, коров перед убоем необходимо тщательно выдаивать, а вымя немедленно после убоя животных направлять в камеры охлаждения с интенсивной циркуляцией воздуха. Из остаточной порции молока в железистых альвеолах при низкой температуре хранения молочной железы происходит образование молочной кислоты, достаточное для воздействия её на белки, что улучшает её хранение.