Effects of Pretanning Processes on Bovine Hide Collagen Structure

Abstract

The US meat industry currently produces approximately 35 million cattle hides annually as its most valuable coproduct. These hides serve as raw material, first for the leather industry, and then for the gelatin, and biomaterials industries. The conversion of animal hides into leather is a multistep process that has evolved more as art form than as science. Economic or environmental issues typically dictate changes in beam-house processes that prepare the hide for tanning. The tanner evaluates these changes, in terms of impact on tannery costs and quality of leather produced. Thus far, the effects of beam-house processes on the molecular characteristics of collagen have received little attention. The basis for tanning and most biomaterials applications is the stabilization of the collagen matrix, thus any changes to the molecular characteristics of hide collagen may be expected to impact these applications. This study showed that while the effects of different dehairing processes on the structure and stability of monomeric collagen were similar, the effects on the collagen fiber structure were distinct. These results are anticipated to assist the tanner as well as the manufactures of collagen-based biomaterials and gelatin to better understand their substrate and changes to it that may occur when beamhouse processes are altered. ResumenLa industria de la carne de EE.UU. produce en la actualidad aproximadamente 35 millones de cueros vacunos al año como su subproducto de mayor valor. Estas pieles sirven como materia prima, en primer lugar para la industria del cuero, y luego para las industrias de gelatina y de biomateriales. La conversión de la piel animal en cuero es un proceso de múltiples pasos que ha evolucionado más como forma de arte que de ciencia. Cuestiones económicas o ambientales normalmente dictan los cambios en los procesos de ribera que preparan la piel para el curtido. El curtidor evalúa estos cambios, en términos de impacto sobre los costos y la calidad del cuero producido. Hasta ahora, los efectos de los procesos de ribera en las características moleculares de colágeno han recibido poca atención. La base para el curtido y para la mayoría de las aplicaciones de biomateriales es la estabilización de la matriz del colágeno, por lo que cualquier cambio en las características moleculares del colágeno puede impactar en estas aplicaciones. Este estudio mostró que si bien los efectos de diferentes procesos de depilación, en la estructura y en la estabilidad del colágeno monomérico fueron similares, los efectos sobre la estructura de la fibra de colágeno fueron distintos. Estos resultados se anticipan para asistir al curtidor, así como en la fabricación de biomateriales a base de colágeno y gelatina, para entender mejor su sustrato y los cambios que pueden ocurrir cuando los procesos de ribera son alterados.