USE OF HIGH MOLECULAR WEIGHT BIOPOLYMERS TO IMPROVE THE PROPERTIES OF CHROME-FREE LEATHER

Abstract

In prior studies, we addressed the problems of poor leather quality, specifically “spring break” hides, by utilizing fillers produced from enzymatically-modified waste proteins, in particular those proteins from the leather and dairy industry (low quality gelatins and caseins or whey). In a more recent study, we applied low molecular weight enzymatically-modified gelatin/whey protein isolate (WPI) fillers to chrome-free or “wet white” leather. The leather was subsequently evaluated and it was found, as seen in previous studies, the mechanical properties of the treated leather were not significantly different from controls, but there was an improvement in the subjective properties, specifically in fullness. In this present study, we attempted not only to further improve subjective properties of chrome-free leather, but also to use a more economical whey protein concentrate (WPC)/gelatin combination as well as substituting sodium bisulfite (NaHSO3) for the more expensive dithiothreitol (DTT), which is used to denature whey prior to enzyme modification. High molecular weight products were prepared from enzymatically-modified WPC/gelatin, whose properties could be described as having high viscosities and melting points and whose SDS-PAGE gels showed that the WPC and gelatin had been extensively modified. These products were applied to chrome-free leather and subjective properties, in particular fullness, break, and overall evaluation, were better than seen previously. Furthermore, when NaHSO3 was substituted for dithiothreitol (DTT), products with a reproducible range of physical properties could be realized. Thus, by utilization of higher molecular weight WPC/gelatin products on chrome-free leather, we have not only made treatments that are more economical with subsequent improvement in leather quality but we also enhanced product preparation by utilization of NaHSO3 to denature the whey protein.RESUMENEn estudios anteriores, nos enfocamos en los problemas de baja calidad del cuero, específicamente en pieles de la estación primaveral, con su característica flor suelta, utilizando rellenantes producidos con desperdicios proteínicos enzimáticamente modificados, originados desde las industrias del cuero y lácteos (gelatinas de baja calidad y caseína o suero). En un estudio más reciente, ofrecimos rellenantes de bajo peso molecular originados de proteínas provenientes de gelatina/suero lácteo (WPI) modificadas enzimáticamente, aplicadas a cueros exentos de cromo o sea “wet-white”. El cuero fue subsecuentemente evaluado y se encontró, tal como visto en estudios anteriores, que las propiedades físicas del cuero así tratado aunque no eran superiores a las de los cueros controles, sin embargo hubo una mejoría en las propiedades subjetivas, especialmente en la llenura. En este presente estudio, intentamos no solo incrementar las propiedades subjetivas del cuero exento de cromo, así cómo el utilizar una combinación más económica del los concentrados proteínicos provenientes del suero lácteo (WPC)/ gelatina por medio de la sustitución por bisulfito de sodio (NaHSO3) para los más caros productos basados en ditiotreitol (DTT), que se emplean para desnaturalizar el suero lácteo antes de su modificación enzimática. Productos de altos pesos moleculares fueron así preparados con WPC/gelatina enzimáticamente modificada, cuyas resultantes propiedades podrían describirse como exhibiendo altas viscosidades y temperaturas superiores de fusión y cuyos análisis por electroforesis en geles (SDS-PAGE) demostraron que la WPC y gelatina habían sido extensivamente modificadas. Estos productos fueron empleados en cuero exento de cromo y las cualidades más subjetivas, principalmente llenura, firmeza de flor y aspecto en general, se vieron mejoradas en comparación con los resultados anteriores. Más aún, cuando NaHSO3 sustituyó a los productos con ditiotreitol (DTT), lo cual resultó en un rango de cuero más reproducible en cuanto a propiedades físicas. Entonces, por utilización de productos rellenantes de más peso molecular, basado en WPC/gelatina, para cuero exento de cromo, no solo habremos logrado tratamientos más económicos acompañados de mejoría en la calidad del cuero, pero también alcanzando una preparación superior por el uso del NaHSO3 en la desnaturalización de la proteína proveniente de suero lácteo.