Содержание к диссертации
Введение
ГЛАВА 1. Обзор литературы 8
1.1 .Современное состояние северного оленеводства 8
1.2. Биологические особенности северного оленя 11
1.3. Влияние видов изменчивости на состояние шкур северного оленя 14
1.4. Химический состав шкур животных 18
1.5. Характеристика товарных свойств шкур северного оленя 22
1.6. Переработка шкур мехового оленьего сырья 27
1.7. Экологические основы охраны среды обитания северного оленя 36
ГЛАВА 2. Объекты и методы исследования 38
2.1. Объекты исследования и схема эксперимента 38
2.2. Методы исследования 40
ГЛАВА 3. Особенности строения шкур взрослого северного оленя 48
3.1. Морфологическое строение волосяного покрова 48
3.2. Гистологическое строение волосяного покрова 50
3.3. Химический состав волоса 59
3.4. Некоторые товарные свойства волосяного покрова 60
3.5. Гистологическое строение кожного покрова 64
3.6. Некоторые физико-химические свойства кожного покрова 67
ГЛАВА 4. Влияние способов переработки шкур взрослого северного оленя на формирование товарных свойств мехового полуфабриката 71
4.1. Обоснование высоты стрижки волосяного покрова 71
4.2. Влияние препаратов, используемых при намазном дублении, на качество полуфабриката 74
4.3. Оптимизация переработки шкур взрослого северного оленя 96
4.4. Исследование свойств полуфабриката, полученного в результате маложидкостной переработки шкур взрослого северного оленя 100
4.5. Экономическая эффективность маложидкостной переработки шкур
северного оленя 102
Выводы 107
Список литературы
- Биологические особенности северного оленя
- Характеристика товарных свойств шкур северного оленя
- Гистологическое строение волосяного покрова
- Влияние препаратов, используемых при намазном дублении, на качество полуфабриката
Введение к работе
Актуальность исследования. Расширение ассортимента меховых товаров с высокими теплозащитными свойствами имеет большое значение для районов с холодным климатом, особенно Крайнего Севера и Сибири.
Шкуры северного оленя представляют собой ценное сырье для меховой и кожевенной промышленности. В меховой промышленности используют только шкуры телят северного оленя (выпороток, пыжик и неблюй), тогда как шкуры от взрослых животных практически не востребованы: их волосяной покров непрочный, ломкий и обладает малой носкостью. Шкуры взрослого северного оленя используют в основном в кожевенной промышленности для производства замши. Однако в последнее время из-за повреждения подкожным оводом значительная часть этих шкур не востребована даже в кожевенном производстве из-за большого количества свищей, и в настоящее время остаётся не переработанной.
Невостребованность шкур взрослого северного оленя меховой промышленностью обусловлена, прежде всего, недостаточной изученностью их товарных свойств, а так же отсутствием научно - обоснованных подходов к переработке данного вида сырья в меховой полуфабрикат.
Таким образом, исследование возможности формирования товарных свойств полуфабриката из нетрадиционного для меховой промышленности вида сырья - шкур взрослых северных оленей - актуально и представляет научный и практический интерес.
Цель и задачи исследования. Цель данной работы - изучение особенностей товарных свойств и способов формирования мехового
полуфабриката из шкур взрослого северного оленя.
В соответствии с поставленной целью в задачи исследования входило:
изучить морфологическое, гистологическое строение и химический состав волосяного и кожного покровов шкур взрослого северного оленя;
исследовать товарные свойства этих шкур;
обосновать высоту стрижки кроющих волос для снижения их ломкости;
разработать и обосновать экологически приемлемую для условий Крайнего Севера и Сибири схему маложидкостной переработки шкур взрослого северного оленя в меховой полуфабрикат;
исследовать показатели качества мехового полуфабриката, полученного при маложидкостной переработке.
Научная новизна
изучены морфологическое, гистологическое строение и товарные свойства
шкур взрослого северного оленя, как потенциального сырья для меховой
промышленности;
уточнены морфологические особенности категорий волос, составляющих волосяной покров взрослого северного оленя, выявлен характерный для каждой из них рисунок кутикулы и его изменения в зависимости от места расположения на стержне;
выявлено на стержнях остевых волос наличие продольных углублений в виде бороздок на высоте 1,5 мм от основания протяжённостью 13-14 мм в направлении кончика, что обеспечивает стабильность архитектоники ости на данном участке стержня;
проведено исследование основных показателей химического состава волосяного покрова шкур взрослого северного оленя;
обоснована возможность снижения ломкости волосяного покрова за счёт оптимизации высоты стрижки;
разработана и предложена схема маложидкостной переработки шкур взрослого северного оленя в меховой полуфабрикат с учётом экологических требований Крайнего Севера и Сибири.
Практическая значимость. Результаты исследования, выразившиеся в оптимизации высоты стрижки волосяного покрова и внедрении маложидкостной переработки шкур взрослого северного оленя, позволяют:
- максимально использовать нетрадиционный вид сырья в меховом
производстве;
- расширить видовой ассортимент мехового полуфабриката с высокими
теплозащитными свойствами;
повысить экономическую эффективность и социальную значимость оленеводства как отрасли животноводства.
Основные положения, выносимые на защиту:
- результаты исследования строения и товарных свойств шкур взрослого
северного оленя;
способы формирования мехового полуфабриката из шкур взрослого северного оленя;
технологическая инструкция по маложидкостной переработке шкур взрослого северного оленя в меховой полуфабрикат.
Апробация работы. Результаты исследований возможности переработки шкур взрослого северного оленя в меховой полуфабрикат апробированы в
опытном цехе на базе 000 «Проектно-технологический консультативный центр «Каюр»» и подтверждены соответствующими актами; используются в учебном процессе на кафедре товароведения и технологии сырья животного происхождения ФГОУ ВПО «Московская государственная академия ветеринарной медицины и биотехнологии имени К.И. Скрябина». Основные положения диссертации доложены:
на конференции «Современные вопросы интенсификации кормления, содержания животных и улучшения качества продуктов животноводства» МГАВМиБ имени К.И. Скрябина (Москва, 1999г.);
на 2-ой и 3-ей межрегиональных научно-практических конференциях «Развитие меховой промышленности России», ОАО «НИИМП» (Москва, 2000, 2001г.г.);
на международной научно-практической конференции «Румянцевские чтения. Модернизация экономики России: торгово-экономический, правовой и социальный контекст», РГТЭУ (Москва, 2003 г.).
Публикации. По теме диссертации опубликовано 9 печатных работ, отражающих её основное содержание.
Структура и объём диссертации. Диссертационная работа содержит введение, четыре главы, выводы, список использованной литературы и приложения. Работа изложена на 123 страницах, содержит 15 рисунков, 26 таблиц, 6 приложений. Список использованных источников включает 164 наименования работ отечественных и зарубежных авторов.
Биологические особенности северного оленя
Северных оленей относят к типу хордовых, классу млекопитающих, отряду парнокопытных, подотряду жвачных, семейству Cervidae - олени, подсемейству Neocevinae - американские олени, роду Rangifer Н. Smith - северный олень [16;111].
По зоологической классификации всех северных оленей относят к одному виду - северный олень (Rangifer tarandus) и разделяют на семь подвидов: европейский (лапландский), новоземельский, сибирский тундровый, сибирский лесной, охотский, баргузинский и шпицбергенский [87; 154].
Северный олень имеет удлиненное туловище и шею, но из-за густой «гривы» шея кажется короткой. Длина тела 200-220 см, высота в холке 110-140 см, масса 150-170 кг, осенью до 230 кг. Голову и шею животное держит высоко. Особенно это свойственно домашним оленям. Ноги у северных оленей довольно короткие, тонкие, но сильные, хвост короткий, около 3 см длины.
Очень характерны массивные конечности, приспособленные к снежному образу жизни [16;147]. Суставы ног очень подвижны и сгибаются под острым углом. Такое строение ног позволяет оленю легко ходить по топкому и мягкому грунту передвигаться по снегу и льду, каменным россыпям [1;126].
Рога имеют самцы и самки. Главные стволы рогов дугообразно изогнуты. Надглазничные отростки на концах лопатообразно расширяются и имеют на гребне несколько пальцевидных отростков[38;5].
Северный олень очень активное и подвижное животное. Физическая способность к огромным миграциям - это необходимое условие для зверя, приспособившегося к использованию скудных кормовых ресурсов севера, рассредоточенных на больших площадях. Кочуя из зоны тундры в более благоприятную для зимовки лесотундру и северную тайгу, олени совершают миграции около 1000км[135;140].
Нормальное полноценное питание является одним из главных компонентов качества шкуры и меха оленя, которое должно учитываться при его содержании и разведении[81;160].
Северные олени поедают свыше 90 видов лишайников. За счет зеленых растений олень нормально растет, развивается, создает запас питательных веществ, расходуемых экономно в зимнее время. В летнее время олень поедает более 350 видов различных зеленых растений [161; 163].
В результате полноценного питания у северных оленей формируются качественный кожный покров и высокие товарные свойства шкур, что значительно влияет на качество сырья и, в конечном итоге, на рентабельность оленеводческих хозяйств[15;66].
Рождение потомства у северных оленей происходит в наиболее благоприятные сроки, когда прекращаются сильные устойчивые морозы и до наступления жары и лета кровососущих насекомых остается достаточно времени, чтобы телята смогли окрепнуть. Отелы важенок в Западной Сибири и европейской части России начинаются в конце апреля и заканчиваются в начале июня, в Якутии и северо-восточных районах Магаданской области отелы проходят с половины апреля до конца мая[13;119].
Обычно важенка приносит одного олененка, как редчайшее исключение - двух. Новорожденный олененок весит около 5-6 кг[96;141]. В постэмбриональном развитии у оленей различают пять основных периодов: новорожденности, молочный, полового созревания, расцвета и старе-ния[28]. Период новорожденности у оленя занимает 5-6 дней и характеризуется физиологическими перестройками, обеспечивающими жизнь теленка в новых условиях.
Молочный период длится около 6 месяцев. За первый месяц жизни масса теленка увеличивается в 2,5 раза. Наиболее интенсивно растет туловище. На второй стадии, которая длится 2 месяца, интенсивность роста падает, но масса также увеличивается в 2,5 раза. На третьей стадии (2-2,5 месяца) интенсивность роста резко падает, масса теленка увеличивается только на 50% [96;143].
Рост основных органов и тканей у оленя в молочный период продолжается в основном до 3-3,5 месяцев.
К шестимесячному возрасту масса теленка достигает 50-60% массы взрослого оленя. С 6-ти месячного возраста до полутора лет у северных оленей длится период полового созревания. За это время самки достигают хозяйственной зрелости. С ноября по май живая масса уменьшается на 5-6 %, или на 3-4 кг. С июня по октябрь идет быстрый рост оленя. Живая масса в среднем увеличивается на 60%, среднесуточный привес составляет 330-350г. Размеры тела возрастают на 8-16%[138].
Характеристика товарных свойств шкур северного оленя
Товарные свойства шкур северного оленя, как и любой шкуры характеризуются свойствами волосяного и кожного покровов и шкуры в целом [64].
Ценность шкур северных оленей как мехового сырья обусловлена особенностью волосяного покрова. К зиме у оленей отрастает густой и плотный волосяной покров, состоящий из пуховых и остевых волос [48]. Микроскопические исследования показали, что волос покрыт плотно прилегающими чешуйками. Сердцевина остевых волос, занимающая до 90% всей толщины волоса, состоит из крупных, сильно вакуолизированных ороговевших клеток, вакуоли которых заполнены воздухом. Благодаря такому строению волоса в густом шерстном покрове создается воздушная прослойка, служащая прекрасным термоизолятором [97].
Северные олени на боках имеют остевые волосы, длина которых около мм, на спине и крестце - 90-100 мм, а на шее даже 300 мм. Под покровом ости находится очень густой и тонкий, извитой пух, снаружи незаметный. Все вместе создает исключительно теплый и легкий, насыщенный воздухом волосяной покров, непроницаемый для ветра [79].
Пуховой волос имеет в среднем толщину 12,4 мкм и длину 3,4 см с разрывной нагрузкой 5,03 Н.
Пуховой волос обладает высокими прядильными свойствами. Однако наличие в волосе грубой ломкой ости не дает возможности использовать волосяной покров северного оленя в текстильной промышленности. Ость - грубые и толстые волосы толщиной около 250 мкм и длиной 3-5 см с разрывной нагрузкой 14-20 Н.
Остевые волосы имеют максимальное расширение стержня в нижней трети. Они имеют извитость за счет значительного количества перетяжек.
По толщине и длине волос северный олень превосходит таких животных, как якутская аборигенная корова, якутская аборигенная лошадь и лось, обитающих в сходных экологических условиях Северо-восточной Азии. Высокая плотность яруса пуховых волос, а также наличие неподвижного воздуха в остевых волосах значительно снижает кондукцию и радиацию в глубине волосяного покрова, увеличивая тем самым теплоизоляционные свойства последнего ].
Толщина кожного покрова северного оленя, как и других животных, зависит от строения двух, его образующих слоев: эпидермиса и дермы[118].
Эпидермис образует наружный слой кожи, его клетки расположены в несколько слоев. Самый глубокий слой называется зародышевым. На нем с наружи лежат клетки эпителия, которые постепенно отмирают (толщина рогового слоя у оленей увеличивается к зиме и резко уменьшается к лету). Эпидермис шкур северных оленей сравнительно тонкий. Его толщина составляет 4,5-5% толщины шкуры.
Под зародышевым слоем находится собственно кожа - дерма. Она богата клетками соединительной ткани. Дерма резко разделяется на термостатический и сетчатый слои. Толщина термостатического слоя составляет 26-35% толщины дермы. Корни волос располагаются обычно пучками (1 остевой и 3-4 пуховых) почти перпендикулярно к поверхности кожного покрова ткани Р 3].
В термостатическом слое лежат корни волос и сальные железы. Потовых желез много в коже губ, носа, хвоста, около копыт, на поверхности нижней челюсти и на коже брюха. Потовых желез совсем нет на спине, боках, шее и груди оленя.
Сетчатый слой состоит из переплетенных между собой толстых волокон и пучков соединительной ткани. Толщина кожного покрова в разных местах туловища неодинакова. Самый толстый кожный покров на конечностях, голове и хребте[133;158].
Товарные свойства шкур оленей зависят от пола, возраста и состояния животного, а также от времени убоя. Наибольшую ценность имеют шкуры телят оленей старших возрастов осеннего убоя (до начала октября месяца).
У полугодовалых телят парная шкура в среднем весит 3 кг, а у самцов-производителей - 6,7 кг, у взрослых самок - 4,2 кг. Масса шкуры составляет 4,2-7,9% живой массы. Различные участки шкуры неодинаковы по своим свойствам. Самые крепкие - огузки (они имеют минимальную растяжимость), менее прочные - полы.
Шкуры полугодовалых телят имеют площадь в среднем 90 дм2 с колебаниями от 70 до 120 дм2. Их толщина на полах равна 0,4-0,5 мм, на воротке -1,2-1,5 мм. Шкуры телят самок на 0,1-0,3 мм тоньше, чем у самцов. Прочность телячьих шкур на разрыв в среднем по всей площади в продольном направлении равна 4,5-4,8 кг/мм2, в поперечном - 4,2-4,8 кг/мм2. Самая большая растяжимость (38-49%) у этих шкур в поперечном направлении [17;113].
Гистологическое строение волосяного покрова
Как известно, исследование химического состава является одним из основных и весьма информативных методов оценки качества как исходного сырья, так и изменений, происходящих с ним в процессе переработки.
Необходимо отметить, что в изученной литературе данные по химическому составу волоса северного оленя отсутствуют.
Ниже приведены результаты исследований химического состава волоса, состриженного с парной шкуры взрослого северного оленя, и волоса, состриженного со шкуры, обработанной препаратом АПД.
Содержание влаги в исследуемых образцах волоса взрослого северного оленя примерно одинаково и составляет для волоса, состриженного с парной шкуры взрослого северного оленя 9,3%, а для волоса, состриженного с образца, обработанного препаратом АПД —9,4%. Это свидетельствует о том, что АПД не оказывает влияния на данный показатель.
Содержание минеральных веществ в волосе, состриженном с парной шкуры и в волосе, состриженном со шкуры обработанной препаратом, АПД незначительно и составляет соответственно 3,5 и 3,6 %.
Содержание несвязанных жировых веществ в волосе, состриженном с парной шкуры, обусловлено, как известно, наличием липидов кутикулы, существенная роль, в образовании которых принадлежит секрету сальных желез (5,4%). В волосе, состриженном со шкуры, обработанной препаратом АПД, несвязанных жировых веществ содержится на 1,5 % больше, что объясняется попаданием препарата АПД на волос в процессе консервирования и последующим вымыванием его под действием растворителей вместе с жировыми веществами.
Белковые вещества являются главной составляющей частью сухого вещества исследуемых образцов волос. В волосяном покрове, состриженном с парной шкуры, содержание белковых веществ составило 90,8%, а в волосяном покрове, состриженном со шкуры, обработанной АПД -88,5%. Отсутствие заметных различий свидетельствует о том ,что АПД не оказывает влияния на белковые вещества волоса.
Сравнивая полученные нами данные по содержанию белковых веществ в волосе взрослого северного оленя с имеющимися в литературе, следует отметить, что они близки к показателям, характеризующим содержание белковых веществ в шерстном волокне овчины [77]: в волосе северного оленя их содержится 88- 90%, а в шерстном волокне овчины - 86-89%.
Как отмечено выше, до сих пор в доступной литературе не было данных о химическом составе волоса взрослого северного оленя. Полученные результаты можно рассматривать как базовые при оценке его качества.
Длина волосяного покрова шкур. В ходе исследований нами было установлено, что волосяной покров взрослого северного оленя состоит из четырёх категорий волос: направляющих, остевых, переходных (промежуточных) и пуховых.
В таблице 2 приведены показатели истинной длины различных категорий волос по топографическим участкам. Истинной называется длина волоса в расправленном, но не перетянутом состоянии.
Результаты исследований свидетельствуют, что на боку шкур и быков и важенок северного оленя волосяной покров выше, чем на хребте и огузке. Показатели длины волосяного покрова быков и важенок на хребтовой и огузочной частях различаются незначительно, что даёт основание говорить об уравненности волосяного покрова на данных топографических участках. Направляющие, остевые и переходные категории образуют кроющие волосы, которые плотно прикрывают пуховые. Показатели истинной длины пуховых волос на исследуемых топографических участках больше,. чем переходных волос. В тоже время из-за сильной извитости пуховых волос ярус пуха находится ниже переходных волос.
Существенной разницы в показателях длины волосяного покрова быков и важенок северного оленя на всех топографических участках не выявлено. Следовательно, перед производственной переработкой шкуры взрослого северного оленя подразделять по полу не имеет смысла.
Толщина волос шкур. Данные о толщине всех категорий волос на различных топографических участках шкур приведены в таблице 3.
Из результатов таблицы 3 видно, что толщина различных категорий волос отличается между собой по топографическим участкам и колеблется в интервале: направляющие - 272-291 мкм, остевые - 258-275 мкм, переходные - 130-150 мкм, пуховые - 11-12,5 мкм. Наибольшая толщина всех категорий волос наблюдается на хребте. Толщина переходных и остевых волос оказалась больше пуховых соответственно в 12 и 23 раза.
Анализируя полученные данные, следует отметить, что показатели толщины всех категорий волос, включая пуховые, на трёх изученных топографических участках у быков не имеют достоверных отличий от аналогичных показателей у важенок (t .l,35 tcT.0,16 при Р=0,95).
Густота волосяного покрова шкур. Густота волосяного покрова шкур является одним из основных товарных свойств, определяющих качество мехового полуфабриката. В основном этот показатель в пределах вида зависит от топографического участка.
Влияние препаратов, используемых при намазном дублении, на качество полуфабриката
Температура сваривания находится в сильной положительной связи с количеством гольевого вещества и в сильной отрицательной связи с количеством жировых веществ в меховом полуфабрикате. Таким образом, изменения показателя температуры сваривания мехового полуфабриката в высокой степени зависят от изменений показателей количества белковых и жировых веществ.
Средняя положительная связь просматривается между температурой сваривания и показателями разрывного напряжения, а также количеством минеральных веществ в меховом полуфабрикате; умеренная положительная и слабая отрицательная связи с показателями усадки и рН водной вытяжки исследуемых образцов соответственно.
Коэффициенты корреляции между рН водной вытяжки мехового полуфабриката и всеми исследованными переменными показывают отсутствие сильной статистической связи, средняя положительная связь просматривается с показателями гигроскопичности, содержанием влаги и средняя отрицательная с показателем разрывного напряжения опытных образцов. С остальными исследованными показателями рН водной вытяжки находится в умеренной или очень слабой статистической связи. Коэффициенты корреляции между разрывным напряжением мехового полуфабриката и всеми исследованными переменными показывают отсутствие сильной статистической связи, средняя положительная связь просматривается с показателем температуры сваривания, средняя отрицательная связь с показателем рН водной вытяжки, гигроскопичностью и количеством влаги в опытных образцах. С остальными исследованными переменными разрывное напряжение находится в умеренной статистической связи.
Коэффициенты корреляции между усадкой полуфабриката и всеми исследованными переменными показывают отсутствие сильной статистической связи, средняя положительная связь просматривается с количеством минеральных веществ в образцах, средняя отрицательная связь с количеством гольевого вещества. С остальными исследованными переменными усадка находится в умеренной, слабой или очень слабой статистической зависимости.
Гигроскопичность кожного покрова мехового полуфабриката имеет сильную положительную статистическую связь с количеством гольевого вещества и сильную отрицательную - с количеством минеральных и жировых веществ, средняя положительная - с показателем рН водной вытяжки, а отрицательная с температурой сваривания и разрывным напряжением образца, умеренная отрицательная - выявлена с показателем усадки. Таким образом, гигроскопичность полуфабриката зависит от содержания белковых, жировых и минеральных веществ.
Содержание влаги в меховом полуфабрикате находится в средней степени зависимости от всех других исследуемых переменных (коэффициенты корреляции 0,56-0,69).Таким образом, количество влаги в меховом полуфабрикате со средней степенью взаимодействия влияет на все исследуемые переменные, что необходимо учитывать при выделке шкур взрослого северного оленя.
Коэффициенты корреляции между количеством гольевого вещества в кожном покрове мехового полуфабриката отражают наличие сильной положительной статистической связи с гигроскопичностью образцов и показателями температуры сваривания; сильной отрицательной связи - с количеством минеральных и жировых веществ; средней положительной - с показателем влаги, и отрицательной с величиной усадки; умеренной положительной - с показателем рН водной вытяжки, и отрицательной с показателем разрывного напряжения образца полуфабриката. Таким образом, количество гольевого вещества в меховом полуфабрикате является важным показателем качества, который необходимо учитывать на всех этапах выделки шкур взрослого северного оленя.
Содержание минеральных веществ имеет сильную отрицательную статистическую связь с гигроскопичностью образцов и количеством гольевого вещества в них; среднюю положительную - с показателями температуры сваривания, величиной усадки и количеством жировых веществ и среднюю отрицательную с количеством влаги в меховом полуфабрикате; умеренную положительную связь с величиной разрывного напряжения, а отрицательную с показателем рН водной вытяжки.
Количество жировых веществ находятся в сильной обратной статистическую связь с температурой сваривания, гигроскопичностью и количеством гольевого вещества; в средней прямой - с количеством минеральных веществ, а обратной с количеством влаги в меховом полуфабрикате; умеренной и слабой прямой - с показателями разрывного напряжения и усадки полуфабриката соответственно. Таким образом, количество жировых веществ в меховом полуфабрикате является значимым компонентом, оказывающим влияние на содержание гольевого вещества и гигроскопичность кожного покрова шкур взрослого северного оленя.
Факторный анализ показателей качества полуфабриката из шкур взрослых северных оленей. Для определения основных показателей, влияющих на качество мехового полуфабриката, в исследованиях был применён факторный анализ (метод главных компонент).
В результате факторизации матрицы интеркорреляции 9-ти исходных показателей с последующим её вращением по варимакс-критерию получена факторная модель, представленная на рисунке 14.
Представленная факторная модель включает в себя три компоненты, которые объясняют 87,69% общей дисперсии исходных признаков (приложение 3). Первая компонента, в которую входят переменные: температура сваривания, гигроскопичность, содержание влаги, гольевого, минеральных и жировых веществ, объясняет 59,83% суммарной дисперсии.
Эти переменные можно интерпретировать как фактор более значимых показателей, с помощью которых можно наиболее полно характеризовать качество выделки мехового полуфабриката из шкур взрослого северного оленя.
