Effects of Pretanning Processes on Collagen Structure and Reactivity

Abstract

The cattle hide, a major byproduct of the US meat industry, is the tanner’s substrate, and also the source of collagen for the food and biomaterials industries. Conversion of animal hides into leather is a multistep process that continually evolves in response to economic and environmental concerns. Processing changes are generally evaluated in terms of impact on tannery costs and quality of leather produced. Because the basis for tanning and other biomaterial applications is the stabilization of the collagen matrix, changes to the molecular characteristics of hide collagen may be expected to impact these applications. In previous studies, we began the development of protocols for production and utilization of powdered hide from specific steps in beam-house processing. In this study, the effects of pretanning processes on the structure, stability and reactivity of hide collagen with tanning materials are evaluated. For example, exposure to pickling conditions dramatically lowered the denaturation temperature for powdered hide collagen. The results are anticipated to assist the tanner as well as the manufacturers of collagen-based biomaterials and gelatin to better understand their substrate and changes to it that may occur when beam-house processes are altered.Resumen:La piel vacuna, un subproducto principal de la industria de la carne de EE.UU., es el sustrato del curtidor, y también la fuente de colágeno para las industrias de alimentos y biomateriales. La conversión de las pieles de animales en cuero es un proceso de varios pasos que continuamente evoluciona en respuesta a las preocupaciones económicas y ambientales. Los cambios de proceso son generalmente evaluados en términos de impacto sobre los costos y la calidad del cuero producido. Debido a que la base para el curtido y otras aplicaciones de biomateriales es la estabilización de la matriz de colágeno, los cambios en las características moleculares del colágeno de la piel pueden esperarse que afecten a estas aplicaciones. En estudios anteriores, se inició el desarrollo de protocolos para la producción y utilización de pieles en polvo en pasos específicos en el proceso de ribera. En este estudio, los efectos de los procesos de precurtido sobre la estructura, la estabilidad y la reactividad del colágeno de la piel con materiales curtientes son evaluados. Por ejemplo, la exposición a condiciones de pickeladopiquelado redujo drásticamente la temperatura de desnaturalización del polvo de colágeno de la piel. Los resultados son anticipados para ayudar al curtidor, así como los fabricantes de biomateriales a base de colágeno y gelatina para entender mejor su sustrato y modificaciones al mismo, que puede producirse cuando los procesos de ribera son alterados.