ساختمان پوست و نگهداری بهینه آن

در این مطلب در مورد ساختار و ساختمان فیزیکی و شیمیایی پوست بحث می کنیم:

ساختار پوست

بررسی میکروسکپی پوست تازه همه پستانداران، ساختار مشترکی را در آنها نشان می‌دهد، یک لایه از الیاف به هم بافته شده و متراکم بنام درام در وسط، یک لایه بیرونی نازک به نام اپیدرم و یک لایه درونی سست و چرب متصل به عضلات قرار گرفته در زیر آن یاخته‌های اپیدرم، مرده و شاخی هستند و در اثر خشکی و انقباض به صورت شوره از پوست جدا می‌شوند.

لایه دوم، خود از دو لایه با ساختمان مشخصاً متفاوت تشکیل می‌شود. لایه بالایی که در بیشتر گونه‌ها تمام طول فولیکول مو در آنجای دارد و به نام رخ خوانده می‌شود. یک استثنا در این زمینه پوست خوک است که در آن فولیکول مو در همگی ضخامت درام گسترش می‌یابد. هر فولیکول مو توسط درام پیرامون آن و نیز یک غده چربی، یک غده عرق و یک عضله بلند کننده آن احاطه می‌شود. با برداشته شدن اپیدرم، رخ چرم پدیدار می‌شود این لایه شبکه رگ‌های خونی کوچک و مویرگها را در بر دارد. لایه زیرین رخ به نام کوریوم خوانده می‌شود و این لایه ساختار ساده‌تری دارد و از الیاف به هم گره خورده کلاژنی تشکیل می‌گردد. در این لایه رگ‌های خونی و الیاف الاستیک بطور پراکنده وجود دارند. در پوست تازه، این ساختار درامی در یک ژل نیمه مایع قرار گرفته است. هنگامی که پوست خشک می‌شود این مواد نیمه مایع به ماده‌ای سخت مبدل می‌شوند و از همین رو برای ساختن چرمی نرم و قابل انعطاف باید این پروتئین‌های میان بافتی را از پوست خارج ساخت. مولکول‌های تشکیل دهنده پوست عبارتند از:

- پروتئین‌ها: پروتئین‌ها فراوان‌ترین مولکول‌های عالی دریاخته‌ها هستند و در حدود ۰.۵ درصد بار بیشتر از وزن خشک آنها را تشکیل می‌دهند. پروتئین‌ها انواع گوناگون دارند و هریک ویژه عمل بیولوژیک جداگانه‌ای هستند. همه آنها دارای کربن، هیدروژن، اکسیژن و نیتروژن می‌باشند و تقریباً در همه آنها گوگرد نیز یافت می‌شود. برخی از آنها دارای عناصر اضافی فسفر، آهن، مس و روی می‌باشند.

پروتئین‌ها دارای وزن مولکولی بالایی هستند و در اثر هیدرولیز اسیدی این مولکول، یک دسته ترکیب‌های عالی با وزن مولکولی کم موسوم به آلفا امینواسیدها به دست می‌آیند. پروتئین‌ها از اتصال چندین واحد آلفا آمینواسیدها با پیوندی آمیدی به یکدیگر ساخته می‌شوند. با توجه به امکان گوناگون جانشینی موجود در مولکول آمینو اسیدها، انواع متنوعی از این مولکول‌ها وجود دارد ولی معمولاً ۲ گونه آمینو اسید در پروتئین‌ها یافت می‌شود که با نام آمینو اسیدهای استاندارد خوانده می‌شوند. راه‌های مختلفی برای دسته‌بندی آمینو اسیدها بر پایه‌ی نوع گروه‌های R پیشنهاد شده است که مهمترین آنها بر اساس قطبیت آمینو اسیدها می‌باشد.

۱. آمینواسیدهای با گروه R غیرقطبی (آبگریز) مانند آلانین

۲. آمینو اسیدهای با گروه R قطبی بدون بار. قابلیت انحلال این آمینو اسیدها در آب نسبتاً بیشتر از آمینو اسیدهای گروه بالاست مانند سیستئین‌ها، سیستئین اغلب در پروتئین‌ها به صورت نوع اکسیده یافت می‌شود که سیستین نام دارد. که در آن گروهای تیول دو مولکول سیستئین اکسیده شده با تشکیل یک گروه دی سولفید اتصال کووالان به وجود می‌آید. احیای چنین پیوندی، شالوده ساز و کار فرآیند موزدائی در ساخت چرم است.

۳. آمینواسیدها با گروه‌های R بازی (بار مثبت) مانند لیزین

4. آمینو اسیدها با گروه‌های R اسیدی (بار منفی) مانند اسپارتیک اسید چهار پروتئین مهم در فرایند ساخت چرم عبارتند از (با توجه به ترکیب آمینو اسیدهای یاد شده) که در پی بازگو شده است:

۱. آلبومین از جمله پروتئین‌های محلول در آب است که دارای مقدار بالایی از آمینو اسیدهای اسیدی و بازی است. این پروتئین از گستره وسیعی PH می‌باشد که به مقدار زیادی یونیزه می‌شود. بخش‌های باردار این پروتئین جاذبه الکترواستاتیک زیادی پدید می‌آورد که سبب می‌شود قسمت‌های پروتئین به روی خودش برگردد. از همین رو به این گونه پروتئین‌ها، پروتئین‌های کروی گفته می‌شود محلول پروتئین‌های کروی معمولاً در غلظت بالای 10 درصد نمک ایجاد رسوب می‌کند. غلظت کمتر به حلالیت آن کمک می‌کند از این فرآیند در ساخت چرم برای حذف مواد زاید از ساختار پوست استفاده می‌شود. انعقاد این پروتئین‌ها بر اثر حرارت نیز به علت وجود بار الکتریکی زیاد در آنها است.

۲. الاستین این پروتئین دارای مقدار کمی از آمینو اسیدهای اسیدی و بازی است و به صورت بارزی در برابر حملات شیمیایی بی اثر است. اگر یک قطعه پوست تازه جدا شده با محلول 0/1 نرمال هیدروکلریک اسید، رفلکس شود به گونه‌ای برگشت ناپذیری تجزیه می‌شود و شبکه سالمی از الاستین بجا می‌ماند. الیاف الاستین تمایلی به چسبندگی به یکدیگر را ندارند. و حتا اگر آنها را خشک نمایند باز هم به یکدیگر نخواهند چسبید. بنابراین نیازی به مواد تثبیت کننده شیمیایی یا دباغی برای جلوگیری از تلاشی الیاف نیز نخواهند داشت.

3. کلاژن در محلولهای خنثی کلاژن ماده‌ای نامحلول است. اگر از اسیدهای قوی استفاده شود ترکیبی از آب و اسید ممکن است سبب حل شدن آن گردد و از این نظر به اندازه الاستین بی اثر نمی‌باشد. الیاف کلاژن در بافت‌ها معمولاً به صورت عمودی افقی و در پوست به صورت به هم بافته شده وجود دارند. کلاژن‌ها از دید ترتیب قرار گرفتن آمینو اسیدها با یکدیگر متفاوتند. تمام آنها تقریباً دارای ۳۵ درصد گلایسین، ۱۱ درصد آلانین، ۱۲ درصد پرولین و ۹ درصد هیدروکسی پرولین می‌باشند و از این نظر به B کراتین شباهت دارند.

واحد سازنده کلاژن تروپو کلاژن، نامیده می‌شود که خود از سه رشته پپتیدی با اندازه مساوی ساخته شده که در هر رشته حدود 1000 آمینو اسید به کار رفته و هر سه رشته پپتیدی مارپیچ و از نوع چپ به راست است که به دور یکدیگر پیچیده شده‌اند و با نیروهای هیدروژنی به یکدیگر متصل می‌گردند. چنین ساختمانی موجب استواری بالای آنها می‌شود. میزان تورم الیاف کلاژن در مراحل مختلف فرایند ساخت چرم از اهمیت بسیار زیادی برخوردار است و در کیفیت فراورده چرم نهایی بسیار کارساز است و از همین رو در سازوکار تورم پوست و چگونگی کنترل آن اهمیت زیادی دارد. برای درک این اثرات قطعه پوستی را که در محلول رقیق هیدروکلریک اسید قرار گرفته در نظر می‌گیریم.

می‌بینیم که با تثبیت یون هیدروژن توسط گروه‌های مستعد در الیاف پروتئینی در شرایط اسیدی مقدار یون‌های کلر برای ایجاد توازن در بار الکتریکی محیط داخل و خارج پوست به ناچار به همراه یون‌های هیدرونیوم به درون پوست مهاجرت می‌کنند که نتیجه فشار اسمزی زیادی از محیط خارج به درون پوست می‌باشد. همین فرایند نیز در محیط قلیایی در حضور یون هیدروکسی نیز انجام می‌پذیرد. کنترل میزان تورم پوست در چنین شرایطی با افزایش یک الکترولیت نمک معمولی امکان پذیر است.

به گفته دیگر می‌توان گفت حضور نمک در محیط بیرونی موجب افزایش فشار اسمزی محیط بیرونی و نیز تعدیل فشار اسمزی درونی و کاهش تورم پوست می‌گردد. این مطلب با محاسبات شیمی فیزیکی به صورت کمی قابل نمایش و اثبات می‌باشد. تغییراتی که در اثر نیروهای اسمزی ایجاد می‌گردد به صورت تابعی از PH است به صورتی که کمترین تورم در نقطه ایزو الکترولیک و ازدیاد تورم در محیط اسیدی و بازی است.

با اسیدی‌تر شدن محیط از نقطه ایزوالکترویک تورم پوست بالا می‌رود تا PH به ۳ برسد. پایین تر از این PH اسید اضافی برای کم کردن PH دیگر توسط پوست جذب نمی گردد و به صورت مانعی برای تورم بیشتر عمل می‌کند و منحنی سیر نزولی می‌یابد.

در بالای نقطه ایزوالکترولیک تا حدود 10 = PH تورم پوست خام کم است و در این مرحله میزان تورم به مدت زمان اقامت پوست در محلول آهکی بستگی خواهد داشت. در مرحله آهک زدایی و آنزیم دادن، PH کاهش یافته و تورم پوست در PH بین 6 تا 9 کم و بیش از بین می‌رود با کنترل نیروهایی که از اختلاف میزان تورم از نقاط مختلف پوست (برش عرضی) به وجود می‌آید دباغ می‌تواند کیفیت چرم و ویژگی آن را کنترل کند. برای نمونه، پدید آمدن حالت جمع شدن و چین خوردگی در رخ، معمولاً بر پایه‌ی چنین فرآیندهایی می‌باشد.

ساختار شیمیایی پوست

نسبت مواد سازنده پوست تقریباً آب 6۵ درصد، مواد پروتئینی ۳۳ درصد، چربی ۱ تا ۲ درصد و مواد کانی 5/0 درصد می‌باشد. مواد پروتئینی موجود در پوست به دو بخش تقسیم می‌گردند:

الف) پروتئین‌های بافتی

۱. کلاژن: به میزان ۲۹ درصد از ۳۳ درصد، نسبت به آنزیم تریپسین و پپسین مقاوم بوده و در اثر جوشاندن در آب جوش، اسید رقیق یا قلیا به ژلاتین تبدیل می‌گردد.

۲. کراتین: تا 3/2 درصد از ۳۳ درصد این پروتئین در پوست، مو، ناخن، سم، شاخ و پر دیده می‌شود و نسبت به آنزیم‌های پپسین و تریپسین مقاوم است. این پروتئین مقدار زیادی پیوندهای گوگردی دارد که به آن مقاومت طبیعی بسیار خوبی می‌دهد. این پیوند را می‌توان با کاربرد مواد اکسید کننده مانند پراستیک از S-S به سولفونیک اسید 3SO تبدیل کرد. و یا با مواد احیاکننده مانند تیو گلیکولیک اسید از S-S به S-H و یا با کاربرد مواد گوگردی مانند سدیم بی سولفیت به S-H یا 3SO مبدل ساخت. پس از این کار کراتین نسبت به مواد شیمیایی بسیار حساس خواهد شد از این ویژگی در محل موزدایی استفاده می‌شود.

۳. الاستین: این پروتئین نیز در آنزیم تریپسین هیدرولیز می‌شود ولی در برابر پپسین کاملاً مقاوم است.

ب) پروتئین‌های کروی

۱. آلبومین: این پروتئین در آب و محلول رقیق اسید و قلیای نمک محلول است.

۲. گلوبلین: در آب مقطر نامحلول و در محلول رقیق اسید، قلیا ونمک محلول است.

۳. موکوئید: در آب مقطر نامحلول و در محلول رقیق قلیا تقریباً محلول است و در اثر افزایش اسید دوباره رسوب می‌کند.

4. ملانین در آب و اسید نامحلول و در محلول رقیق قلیا به سختی قابل حل است. چگونگی نگهداری پوست خام افزون بر نوع پوست خام سازه‌های دیگری که نقش مهمی در کیفیت فرآوری چرم دارد و آن چگونگی نگهداری پوست خام می‌باشد. بهترین روش نگهداری پوست خام نمک سود کردن آن است کاربرد نمک در نگهداری پوست، افزون بر آن که در برابر آفت‌های احتمالی اثر بسیار کارسازی در کیفیت چرم حاصله دارد، بلکه تاثیر آن در کار خود دباغ بسیار چشم گیرخواهد بود تا آنجا که کیفیت چرم‌های حاصله از پوست‌های تازه هیچگاه به خوبی کیفیت چرم‌های حاصل از پوست‌ها نمک سود شده نیست.

از سویی، پوست‌های تازه در مرحله لایمینگ رخ‌های چروک شده دارند در نگهداری پوست خام نباید از نمک دانه درشت و زبر استفاده شود. افزودن مقداری سودا و نفتالین به نمک اثر بسیار مفیدی در نگهداری دراز مدت پوست دارد. نسبت‌های این مواد به این شرح است:

5/97 درصد نمک ۲ درصد سودا ۵/. درصد نفتالین افزودن ترکیب‌هایی چون نمک آلومینیوم به نمک کاربردی، در نمک سود کردن پوست به سبب اثر دباغی آن و تشکیل صابونهای آلومینوم تاثیر فوق العاده‌ای در کیفیت نهایی چرم خواهد داشت. نگهداری فیزیکی پوست خام از دیدگاه جای انبار شدن و بررسی‌های ابتدایی پیش انجام فرایند دباغی بسیار مهم است جایگاه نگهداری پوست خام بایستی دارای شرایط زیرین باشد:

- مساحت انبار باید متناسب با تعداد پوست‌های نگهداری شده باشد.

- رطوبت در حداقل ممکنه و درجه حرارت حداکثر 2+12 درجه سانتی‌گراد باشد.

- نور مستقیم آفتاب به آنجا نتابد.

- انبار باید تهویه داشته باشد.

- کف انبار بایستی سیمانی و دارای شیب ۵ تا ۱. درصد باشد.

- دیوارها باید تا ارتفاع ۲ متری کاشی و بقیه سیمانی و یا تماماً سیمان گردد.

- کف و دیوارها عاری از درز باشد.

- کانال فاضلاب سراسری داشته باشد.

- بسته به شرایط اقلیمی، دست کم ۱۵ روز یک بار گندزدایی (ضد عفونی) گردد.

- دارای روشنایی کافی باشد. هرگاه گمان کنیم که که انبار پوست خام دارای شرایط استاندارد بالا بوده و همگی روش‌های ممکنه هم در مورد نگهداری پوست رعایت گردیده، لیکن باز هم احتمال دارد پوست‌ها دارای افت و یا معایب بوده باشند. این آفت‌ها و معایب احتمالی ممکن است به یکی از روش‌های زیرین پدید آید.

• آفت‌هایی که در حین حیات عارض پوست می‌گردد مانند خراش‌ها، گری که بوسیله کرم‌هایی ریز از نوع Dexadex بوجود می‌آیند، شپش‌ها، کنه‌ها، زرد زخم که در نتیجه رشد قارچ در روی پوست پدید می‌آید.

• سفت شدن و شاخی شدن سطح پوست که بیشتر در قسمت گردن دیده می‌شود و علت آن هنوز ناشناخته می‌باشد. هنگام پیری اپیدرم پوست کم‌کم زبر و خشن شده و سفت می‌گردد. در قسمت‌های گردن فولیکول مو خیلی سفت می‌شود. هنگام پشم کنی به واسطه اینکه ریشه و پیاز مو در محل سختی، درگیر می‌باشند (فولیکول مو) پشم یا مو بجای کنده شدن قطع می‌گردد و بدین سان قسمتی از مو دست نخورده در سطح رخ باقی می‌ماند. از همین رو چرم‌های به دست آمده از این پوست‌ها بعداً دارای تکمیل زبر و خشن خواهند بود.

• سوء تغذیه - هنگامی که حیوان در طول زندگی دچار سوء تغذیه است پوست آن حالت ارتجاعی خود را از دست می‌دهد.

• چگونگی نگهداری حیوان - نظافت آغل، نورگیر بودن آن، شست وشوی حیوان و ضدعفونی کردن آنها در حین حیات، پشم چینی و نحوه آن، جایگاه چرا و دامداری هم در چگونگی چرم حاصله تأثیر دارند.

• آفت و معایبی که هنگام کشتار حیوان در پوست آن پدید می‌آید.

• شکل مناسب - بایستی کوشش شود تا هنگام پوست کنی ، پوست حیوان دارای شکل مناسبی باشد. شکل مناسب پوست در تهیه چرم‌های متقارن که در زمینه‌هایی کاربرد ویژه خواهند داشت، تاثیر جدی می‌گذارد. پس از انبار پوست تازه سلاخی شده که به گونه طبیعی 0.6 درصد وزن خود دارای آب است.

ترکیب آب و انواع باکتری سبب فساد و گندیدگی می‌گردد. سرعت این کار بستگی به دمای محیط دارد. راه‌هایی برای جلوگیری از رشد باکتری‌ها وجود دارد که بهترین روش همان نمک سود کردن است که در آغاز شرح داده شد.

راه‌های دیگری برای بهینه کردن پوست

خشک کردن پوست در سطح زمین.

خشک کردن پوست با آویزان کردن.

خشک کردن پوست با آویزان کردن آن بر روی طناب یا سیم.

خشک کردن به روش چادر آفتابی (بموازات ستون فقرات بر روی سیم یا طناب قرار می‌گیرد).

خشک کردن به روش میخ‌کوب.

خشک کردن به شکل چهار میخ کشیدن پوست به زمین.