Nghiên cứu công nghệ thuộc và hoàn thiện nhằm nâng cao chất lượng sản phẩm và khai thác tối ưu nguồn da nguyên liệu cá sấu trong nước

Tên đề tài Nghiên cứu công nghệ thuộc và hoàn thiện nhằm nâng cao chất lượng sản phẩm và khai thác tối ưu nguồn da nguyên liệu cá sấu trong nước.. Mục tiêu nghiên cứu của đề tài Nghiên

VIỆN NGHIÊN CỨU DA - GIẦY

cá sấu trong nước”

Chủ nhiệm đề tài: KS Lê Văn Kha

7669

04/02/2010

Hà Nội, 12/2009

Trang

PHẦN MỞ ĐẦU

1 Cơ sở pháp lý, xuất xứ và sự cần thiết của đề tài 1

2 Mục tiêu nghiên cứu của đề tài 1

3 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu 1

4 Nội dung và phương pháp nghiên cứu 2

PHẦN I TỔNG QUAN 1.1 Tình hình nghiên cứu trong và ngoài nước 3

1.1.1 Tình hình nghiên cứu trong nước 3

1.1.2 Tình hình nghiên cứu ngoài nước 3

1.2 Cơ sở khoa học của đề tài 5

1.2.1 Cấu tạo da cá sấu 5

1.2.1.1 Đặc điểm cấu tạo ngoài 5

1.2.1.2 Đặc điểm cấu tạo trong của da cá sấu 7

1.2.1.3 Cấu trúc sợi colagen của da cá sấu 11

1.2.1.4 Thành phần hóa học của da cá sấu 12

1.2.1.5 Sự phát triển của da cá sấu 13

1.3 Các phương pháp thuộc da cá sấu 15

1.3.1 Phương pháp thuộc thảo mộc 15

1.3.2 Phương pháp thuộc Crôm 16

1.4 Tiêu chí phân loại da cá sấu thuộc 17

PHẦN II THỰC NGHIỆM VÀ BIỆN LUẬN 2.1 Địa điểm thực hiện, thiết bị, nguyên liệu, hoá chất sử dụng 20

2.1.1 Địa điểm 20

2.1.2 Thiết bị sử dụng 20

2.1.3 Nguyên liệu, hóa chất sử dụng 20

2.2 Trình tự tiến hành và các giải pháp công nghệ 20

2.2.1 Các bước tiến hành 20

2.2.2 Các giải pháp công nghệ 21

2.2.2.1 Công đoạn hồi tươi 23

2.2.2.2 Công đoạn tẩy lông – ngâm vôi 24

2.2.2.3 Công đoạn tẩy vôi - làm mềm da 26

2.2.2.4 Công đoạn Thuộc 28

2.2.2.5 Công đoạn hoàn thành ướt 30

3.1 Tổng quát hóa 42

3.2 Đánh giá kết quả nghiên cứu 46

3.2.1 Tính khoa học 46

3.2.2 Về chất lượng 46

3.2.3 Về kinh tế 46 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ

TÀI LIỆU THAM KHẢO

PHỤ LỤC

DANH SÁCH NHỮNG NGƯỜI THAM GIA THỰC HIỆN ĐỀ TÀI

Học vị Cơ quan công tác

Nghiên cứu viên chính Viện NCDG

Nghiên cứu viên Viện NCDG

Trang

Hình 1: Đặc điểm của vẩy tại các vị trí khác nhau 6

Hình 5: Cấu trúc bó sợi colagen phần da nhóm A 11

Hình 7: Hình dạng của tấm da cá sấu thuộc phần bụng còn

Bảng 1: Độ dày trung bình của da cá sấu giai đoạn mới nở và một năm

Bảng 2: Độ dày trung bình của da cá sấu giai đoạn 2 và 3 năm tuổi 15 Bảng 3: Quy trình công đoạn hồi tươi (quy trình 1) 23

Bảng 4: Quy trình công đoạn hồi tươi (quy trình 2) 24

Bảng 5: Quy trình công đoạn tẩy lông - ngâm vôi (quy trình 3) 25

Bảng 6: Quy trình công đoạn tẩy lông - ngâm vôi (quy trình 4) 26

Bảng 7: Quy trình công đoạn tẩy vôi, làm mềm (quy trình 5) 27

Bảng 8: Quy trình công đoạn tẩy vôi, làm mềm (quy trình 6) 28

Bảng 11: Quy trình công đoạn hoàn thành ướt (quy trình 9) 31

Bảng 12: Quy trình công nghệ phần hoàn thành ướt (quy trình 10) 32

Bảng 13: Quy trình công nghệ trau chuốt da thuộc cá sấu (quy trình 11) 35

Bảng 14: Quy trình công nghệ trau chuốt da thuộc cá sấu (quy trình 12) 36

Bảng 15: Quy trình công nghệ trau chuốt da thuộc cá sấu (quy trình 13) 37

Bảng 16: Quy trình công nghệ thuộc và hoàn thiện da cá sấu nhỏ làm

Bảng 17: Quy trình công nghệ thuộc và hoàn thiện da cá sấu nhỏ giữ

nguyên vẩy làm sản phẩm nhồi bông (quy trình 15): 41

Bảng 18: Quy trình công công nghệ phần chuẩn bị thuộc và thuộc (quy

Bảng 19: Quy trình công nghệ thuộc lại (quy trình 17) 45

Bảng 20: Quy trình công nghệ trau chuốt da thuộc cá sấu (quy trình 18) 46

Từ viết tắt Diễn giải Giải thích

β - keratin Beta – keratin Thành phần tạo lớp sừng cứng

α - keratin Anpha – keratin Thành phần tạo lớp sừng mềm

C.niloticus Crocodylus niloticus Cá sấu sông Nil

C.porosus Crocodylus porosus Cá sấu nước lợ (Cá sấu hoa cà)

be Beta-keratin packets/bundles; các bó sợi β-keratin

tương đương khối lượng 1 nguyên

tử hydro hoặc 1/12 nguyên tử cácbon

1 kDa = 1.66053886 x 10-24 kg

or pre-corneous

Lớp chuyển tiếp hay lớp sừng non

suprabasal cell layer Lớp gai

1 Tên đề tài

Nghiên cứu công nghệ thuộc và hoàn thiện nhằm nâng cao chất lượng sản phẩm và khai thác tối ưu nguồn da nguyên liệu cá sấu trong nước

2 Nội dung đề tài

Nội dung của đề tài gồm 3 phần:

Phần mở đầu

Phần I: Tổng quan

Phần II: Thực nghiệm và biện luận

Phần III Tổng quát hóa và đánh giá kết quả nghiên cứu

2009

- Xuất xứ và sự cần thiết của đề tài:

Những năm gần đây việc chăn nuôi và chế biến da cá sấu ngày càng phát triển mạnh ở nước ta Ngoài việc nuôi cá sấu để lấy thịt, trứng các cơ sở chăn nuôi cá sấu đang dành sự quan tâm ngày càng lớn tới việc thuộc loại da đặc chủng này do giá trị kinh tế rất cao của nó Đã có một số cơ sở bước đầu sản xuất da cá sấu, tuy nhiên do chưa có sự nghiên cứu bài bản nên chất lượng da cá sấu thành phẩm còn kém, chưa có sức hấp dẫn trên thị trường Từ đòi hỏi thực tế của các cơ sở chăn nuôi cá sấu, của Viện cũng như của ngành cần phải nghiên cứu công nghệ thuộc và hoàn thiện nhằm nâng cao chất lượng cho loại da này càng sớm càng tốt đáp ứng yêu cầu ngày càng khắt khe của thị trường trong và ngoài nước

Vì những lý do trên Viện nghiên cứu Da-Giầy đã chủ động đề xuất đề tài:

“Nghiên cứu công nghệ thuộc và hoàn thiện nhằm nâng cao chất lượng sản phẩm và khai thác tối ưu nguồn da nguyên liệu cá sấu trong nước”

2 Mục tiêu nghiên cứu của đề tài

Nghiên cứu công nghệ thuộc và hoàn thiện nhằm nâng cao chất lượng sản phẩm và khai thác tối ưu nguồn da nguyên liệu cá sấu trong nước

Sản xuất mặt hàng da thuộc cá sấu có chất lượng cao từ nguồn nguyên liệu trong nước để làm các mặt hàng thời trang xuất khẩu nhằm mục tiêu nâng cao đời sống nông thôn và thu ngoại tệ

3 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

- Đối tượng nghiên cứu:

Đối tượng nghiên cứu của Đề tài là da cá sấu và Quy trình công nghệ thuộc và hoàn thiện da thuộc cá sấu từ nguồn nguyên liệu trong nước

- Phạm vi nghiên cứu:

Nghiên cứu ở quy mô Xưởng thực nghiệm thuộc da, Viện Nghiên cứu Da

4 Nội dung và phương pháp nghiên cứu

- Nội dung nghiên cứu

Đề tài tập trung thực hiện các nội dung chính sau:

- Thu thập các tài liệu có liên quan đến đề tài;

- Trao đổi kinh nghiệm với chuyên gia trong ngành và với các doanh nghiệp khác;

- Xây dựng quy trình công nghệ thuộc và hoàn thiện da cá sấu;

- Thí nghiệm xác định thông số kỹ thuật tối ưu;

- Đánh giá chất lượng sản phẩm và hiệu quả của đề tài;

- Chào mẫu, lấy ý kiến khách hàng

- Phương pháp nghiên cứu:

Kết hợp nghiên cứu lý thuyết và thực hành, phân tích đánh giá kết quả qua từng thí nghiệm, hiệu chỉnh các thông số kỹ thuật trong quá trình thực hiện nhằm tìm ra quy trình công nghệ tối ưu

PHẦN I TỔNG QUAN

1.1 Tình hình nghiên cứu trong và ngoài nước

1.1.1 Tình hình nghiên cứu trong nước

Khoảng 10 năm lại đây, trong nước cũng đã phát triển mạnh mẽ phong trào nuôi cá sấu theo mô hình trang trại và hộ gia đình nhất là ở miền nam Việt nam Hiện tại, một số cơ sở đã có chứng chỉ CITES của tổ chức Bảo vệ động vật hoang dã, tạo điều kiện xuất khẩu các sản phẩm từ cá sấu nuôi

Bên cạnh nguồn lợi kinh tế mang lại từ việc chăn nuôi lấy thịt, trứng, nhu cầu thuộc và chế biến da cá sấu đang ngày càng được quan tâm chú ý nhằm sản xuất các mặt hàng cao cấp xuất khẩu đang được ưa chuộng sử dụng mang lại giá trị gia tăng cao

Hiện tại, ở Việt Nam mới có 02 nhà máy thuộc da cá sấu có quy mô lớn tại Công ty Tồn Phát và Hoa Cà ở Tp Hồ Chí Minh, trong đó Công ty Tồn Phát

đã đầu tư nhập thiết bị và công nghệ từ Ý với kinh phí lớn nên đã có những thành công nhất định

Viện Nghiên cứu Da - Giầy trong những năm gần đây đã tiến hành nghiên cứu công nghệ và thiết bị sản xuất da thuộc cá sấu Song thành công này mới chỉ

là bước đầu, thiết bị máy móc chưa đầy đủ, chủng loại sản phẩm còn hạn chế, da thuộc còn hơi cứng, đặc biệt phần trau chuốt còn chưa đạt yêu cầu:

- Năm 2005, công trình khoa học ”Nghiên cứu công nghệ thuộc và trau chuốt da cá sấu, đà điểu, da trăn để làm các mặt hàng da cao cấp phục vụ tiêu dùng trong nước và xuất khẩu” của tác giả Hoàng Mạnh Hùng đã chế tạo được thiết bị chuyên dụng - thùng quay lắc và xây dựng được quy trình công nghệ thuộc, thuộc lại và trau chuốt da cá sấu làm thắt lưng nhưng chất lượng chưa đáp ứng được yêu cầu của thị trường

- Năm 2006, công trình khoa học ”Nghiên cứu thiết kế và chế tạo máy đánh mặt trái cho các loại da đặc chủng” của tác giả Nguyễn Mạnh Khôi đã chế tạo thành công thiết bị đánh mặt trái có ý nghĩa quan trọng trong việc giải quyết

độ đồng đều về độ dày cho tấm da

- Năm 2007, sản phẩm của công trình khoa học ”Nghiên cứu thiết kế, chế tạo máy đánh bạc nhạc cho da cá sấu Việt Nam” của tác giả Nguyễn Mạnh Khôi

có tác dụng loại bỏ lớp bạc nhạc, thịt dưới da, giúp cho hóa chất thuộc xuyên tốt

- Năm 2008, công trình khoa học ”Nghiên cứu thực trạng chăn nuôi và chế biến các sản phẩm từ da cá sấu, đà điểu và đề xuất mô hình khai thác tối ưu nguồn cá sấu và đà điểu trong nước.” của tác giả Nguyễn Hữu Cung đưa ra định hướng quy hoạch chính xác việc mua da nguyên liệu và địa điểm xây dựng các

cơ sở thuộc da với công suất thích hợp

Nhìn chung, sản phẩm da thuộc cá sấu của Việt Nam vẫn chưa thể so sánh được với sản phẩm của các nước trong khu vực và thế giới do trong nước chưa

có công nghệ thuộc và trau chuốt hoàn hảo Các sản phẩm da (chiếm 80% giá trị của con cá sấu) chủ yếu được xuất khẩu ở dạng da nguyên liệu

1.1.2 Tình hình nghiên cứu ngoài nước

Sản xuất da cá sấu thuộc làm các mặt hàng thời trang cao cấp đang là một ngành công nghiệp lớn và phát triển tại nhiều nơi trên thế giới do sức hấp dẫn trên thị trường

Một số nước đã có công nghệ thuộc và trau chuốt hoàn thiện mặt hàng này như Ý, Cộng hoà Séc, CHLB Đức, Hàn Quốc, Thái Lan Sản phẩm da cá sấu thuộc của họ đạt tới trình độ tinh xảo, có giá bán rất cao trên thị trường Đi kèm công nghệ là các thiết bị chuyên ngành, phù hợp với yêu cầu nghiên cứu và sản xuất Tuy nhiên, các tài liệu nghiên cứu về cấu tạo, thành phần hóa học của

da, về công nghệ thuộc và hoàn thiện da cá sấu của họ không được công bố

Tại một số nước ở châu phi có sản lượng khai thác cá sấu nuôi trở thành nguồn nguyên liệu lớn như: Kenia (60.000-80.000 con/năm), Nam Phi (55.000 con/năm), Zambia (30.000 con/năm) (Số liệu thống kê năm 2002) [10] cũng đã

có công nghệ sản xuất da cá sấu nhưng chưa hoàn thiện Quá trình sản xuất sử dụng những loại thảo mộc sẵn có tại vùng miền, thiết bị thơ sơ, thủ công, tốn nhiều thời gian, năng suất thấp Da thành phẩm dày, đanh chắc, màu xám hoặc tối mầu, khó đáp ứng được các yêu cầu về thời trang ngày càng khắt khe trên thị trường

1.2 Cơ sở khoa học của đề tài

1.2.1 Cấu tạo da cá sấu

1.2.1.1 Đặc điểm cấu tạo ngoài

Khác với các loài động vật khác, toàn bộ cơ thể lớp động vật bò sát nói chung và loài cá sấu nói riêng được bao phủ bởi lớp vẩy dày, thô cứng và khô do

có ít tuyến da Hình dạng, kích thước, độ dày và sự sắp xếp của các vảy là khác nhau tùy thuộc vào loài và vị trí trên cơ thể, song về cơ bản chúng có các đặc điểm như sau: các vẩy phần đầu, cổ có kích thước nhỏ, sắp xếp không theo quy luật về hình dạng và thưa Các vẩy bụng phẳng có dạng hình chữ nhật sắp xếp cân đối theo hàng ngang chạy dọc từ cổ đến đuôi (khoảng 27-37 hàng) Các vẩy sống lưng lớn có hình chữ nhật, nhô cao, nằm theo các hàng song song từ cổ đến đuôi Vẩy hai bên sườn và ở chi tròn, nhỏ [12] So với phần da lưng và hai bên sườn, các phần da phía mặt bụng mềm và mỏng hơn [5] Ở loài cá sấu Xiêm sống ở vùng nước ngọt bên trong nội địa (ở sông Cửu Long, đầm hồ phía nam Cambuchia) có kích thước tương đối nhỏ, con lớn nhất dài khoảng 3m, màu xám

và không có vệt đen, đầu ngắn và rộng, có vảy chẩm ở phía trên cổ, vảy lưng tròn, cao và sắc cạnh, vảy ở gáy to, có vảy hông, vảy ở hai bên cổ hình tròn Cá sấu hoa cà sống ở vùng nước mặn, vùng duyên hải và ven biển của sông Cửu Long và Đồng Nai có kích thước lớn dài đến 8,5m Vảy màu vàng và màu đen xen lẫn nhau, có 2 gờ chạy từ mũi đến mắt, đầu dài và thon, không có vảy chẩm, vảy ở gáy nhỏ, không có vảy hông, vảy ở hai bên cổ hình vuông [13]

Hình 1: Đặc điểm của vẩy tại các vị trí khác nhau [12]

D-Vẩy sống lưng hình chữ nhật hoặc hình vuông bị hoá xương nặng

LC- Vẩy vùng hai bên thân đuôi hình chữ nhật, bị hoá xương, một phía vẩy tròn N-Vẩy cổ tròn

SC- Vẩy mặt dưới của đuôi hình vuông

V-Vẩy bụng hình vuông

L- Vẩy ở nửa trên của chân hình thoi

F1-Vẩy bên thân được xắp xếp thành các hàng đồng đều

1.2.1.2 Đặc điểm cấu tạo trong của da cá sấu

Hình 3: Thiết diện lớp biểu bì da cá sấu [4]

Hinge region: Khớp nối linh động

Dermis: Lớp bì

Corneous layer: Lớp sừng

Basal layer: Lớp nền Suprabasal layer: Lớp gai Transitional: Lớp chuyển tiếp

Da cá sấu được cấu tạo từ hai phần chính là: lớp biểu bì và lớp bì [11]

Lớp biểu bì: rất phát triển, có lớp ngoài cùng hóa sừng dày tạo thành vảy

sừng xếp kề bên nhau, chỉ có phần gốc liền với nhau [2] Độ dày lớp biểu bì tăng theo độ tuổi của da do sự dày lên của lớp sừng Lớp biểu bì ở vẩy ngoài được cấu tạo từ các tế bào sừng β, có độ dày trung bình khoảng 0.2mm được chia thành các lớp theo mức độ sừng hóa khác nhau, cụ thể như sau [4]:

- Lớp vẩy sừng (corneous layer): là lớp ngoài cùng của biểu bì được cấu tạo bằng chất sừng phát sinh từ biểu bì hay các tấm xương bì, được gắn vào các phiến xương, phát triển riêng biệt và ghép lên nhau thành bộ giáp cứng [2] Trong quá trình phát triển, lớp vẩy sừng không bị thay thế như một số loài bò sát hay lưỡng cư mà cứ từ từ dày lên Trong lớp vẩy có chứa các tế bào sừng tương đối mỏng và dẹt Các tế bào riêng lẻ của lớp vẩy ở các vùng da bụng và cổ thường chỉ tạo lớp vảy sừng mỏng trong khi tại các vùng da lưng có rất nhiều tế bào lớp sừng và chúng liên kết với nhau tạo thành các tấm xương (lớp sừng bị hóa xương nặng) Độ dày lớp vẩy có thể thay đổi tùy theo vị trí [4]

- Lớp tiền sừng hay lớp chuyển tiếp (pseudosatratified transitional or corneous): bao gồm 1-2 lớp tế bào sừng non hình đĩa, hơi dẹt [4]

pre Lớp gai (suprabasal cell layer): được cấu tạo từ 3pre 6 lớp tế bào dẹt mỏng [4], liên kết với nhau bằng hình thức “khớp mộng” [11] Đây là những tế bào trưởng thành của biểu bì quyết định sự hình thành lớp vẩy sừng ngoài cùng

Lớp biểu bì trong vùng khớp nối giữa các vẩy có thành phần và các lớp khác với các vẩy phía ngoài, bao gồm các lớp: lớp sừng, lớp gai và lớp đáy (basal layer) [4] Lớp tế bào đáy (basal layer): là lớp sâu nhất bao gồm 1 lớp tế bào hình khối đa giác Đây được coi là lớp mầm của lớp biểu bì [4] Nhờ quá trình phân bào hình thành các tế bào mới trải qua các giai đoạn phát triển khác nhau từ lớp gai đến lớp vẩy sừng

Hình 4: Cấu trúc mô học của da cá sấu [5]

Hình A-Chiều mũi tên chỉ lớp chuyển tiếp trong biểu bì của vẩy bụng của loài C.porosus Tầng sừng ngoài cùng của lớp vẩy sừng (đầu mũi tên) gọi là lớp phụ hay lớp bong vẩy, sẽ bị bong ra và được thay thế bởi lớp tế bào sừng mới bên trong

Hình B- Vùng khớp nối giữa các vẩy Chiều mũi tên chỉ sự chuyển trạng thái từ lớp tế bào sừng dầy thành lớp tế bào sừng mỏng hơn ở vẩy bụng của loài C.porosus

Ghi chú: C: lớp sừng, DE: lớp bì, E: lớp biểu bì, H: vùng khớp nối giữa các vẩy

Lớp sừng sẽ mỏng dần trong vùng khớp nối (hình 4B) và rất dày ở khoảng giữa của vẩy đuôi (100µm)

Lớp vẩy sừng ở các vẩy lưng dày trung bình khoảng 0.3-0.6µm và thành phần chủ yếu là β-keratin (chất sừng cứng) [4]

Lớp bì: Chứa các mô liên kết, bao gồm các lớp: chân bì (lớp nhú và lớp

lưới) và hạ bì (hay còn gọi là lớp mỡ dưới da) [11]

Lớp nhú: tiếp giáp với lớp biểu bì, được cấu tạo bởi các bó sợi mịn và được kết chặt với nhau tạo nên bề mặt da nhẵn, phẳng Lớp nhú không tạo nên

độ bền cơ học cho da thuộc và chỉ tạo nên tính tự nhiên và nét hoa văn đặc trưng Lớp nhú được tạo bởi các sợi song song, không có các sợi đan xen chính

vì vậy mà độ bền cơ học của da kém, dễ bị phá hủy trong môi trường kiềm và axít nếu ngâm lâu

Lớp lưới: có độ dày lớn hơn, các bó sợi đan kết chặt với nhau và chủ yếu

ở vị trí nằm ngang (hình 6)

Ở mỗi một vẩy lưng chứa một tấm xương được gọi là osteoderm ” xương da” có thành phần chính là CaCO3 nằm ngay dưới lớp biểu bì, được phân tách với các tấm xương khác [11]

Tấm xương ở các loài cá sấu được cấu tạo từ các mô liên kết của chân bì Bắt nguồn từ các lớp dưới và lớp giữa của chân bì phát triển ra ngoại biên [11] Osterderm ở loài cá sấu có các vòng tăng trưởng hàng năm cho biết độ tuổi của chúng Osterderm có mặt chủ yếu ở các vẩy lưng và một số ít ở phần bụng Trong công nghệ thuộc da, cần phải loại bỏ osterderm càng nhiều càng tốt nhằm tạo độ mềm mại cho da thành phẩm, song lưu ý nếu quá trình nạo sâu sẽ làm cho khớp nối giữa các vẩy mỏng, yếu, dễ rách ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm

Tấm xương

1.2.1.3 Cấu trúc sợi colagen của da cá sấu

Trong lớp bì sự sắp xếp các sợi colagen là khác nhau theo vị trí trên cơ thể được mô tả theo các kiểu cấu trúc sau:

Cấu trúc bó sợi colagen phần da nhóm A: bao gồm các phần da vùng

dưới bụng, hai bên thân và đuôi [6]

Hình 5: Cấu trúc bó sợi colagen phần da nhóm A [6]

Liền kề lớp ngoại bì là một số bó sợi mỏng chạy song song Theo độ dày của lớp

bì, các bó sợi sơ cấp được sắp xếp theo phương ngang và các bó sợi thứ cấp nằm trực giao giữa hai bó sợi sơ cấp [6] Sự sắp xếp các bó sợi ở da cá sấu khác hoàn toàn so với da trâu, da bò Ở các loài này, một lớp rất mỏng trên cùng của lớp cật các bó sợi chạy song song nhau, theo chiều dày lớp da các bó sợi đan xen, quấn vào nhau hướng từ lớp lưới đến lớp nhú

Cấu trúc sợi colagen ở phần da nhóm B: bao gồm các phần da vùng

Hình 6: Cấu trúc sợi colagen ở phần da nhóm B

Các sợi colagen chạy theo các cặp bó sợi trực giao liên tục Trong mặt phẳng đứng có các bó sơ cấp chạy theo hướng nằm ngang Giữa hai lớp bó sợi

sơ cấp là lớp bó sợi thứ cấp được sắp xếp trực giao với nhau Số lớp và bề rộng của nó thay đổi theo độ tuổi của da Bề rộng của lớp lớn nhất tại trung bì và hạ

bì và nhỏ nhất tại ngoại bì Ở cá sấu 3 năm tuổi, số lớp sơ cấp là 14-15 Các bó sợi colagen trong các lớp sơ cấp có bề dày thay đổi từ 2-70µm

1.2.1.4 Thành phần hóa học của da cá sấu

Thành phần hóa học của da cá sấu bao gồm: Nước, protit (protein), các chất béo và một số muối khoáng Trong các chất trên, quan trọng nhất trong việc sản xuất da thuộc là protit, đây là thành phần chính tạo nên sợi colagen và keratin (chất sừng)

- Thành phần keratin (chất sừng) trong lớp biểu bì da cá sấu:

Lớp biểu bì của da cá sấu chứa lớp sừng được tạo thành do sự tích tụ các

tế bào α-keratin và β-keratin [5] Các α-keratin axit và trung tính có khối lượng phân tử khoảng 40-66 kDa (Kilo Dalton - Đơn vị khối lượng nguyên tử tương đương khối lượng 1 nguyên tử hydro hoặc 1/12 nguyên tử cácbon, 1 kDa = 1.66053886 x 10-24 kg) và các α-keratin thông thường như: loricrin (70, 66, 55kDa), sciellin (66, 55–57 kDa), và filaggrin (67, 55 kDa) tham gia việc tạo thành các màng tế bào sừng ở lớp biểu bì đặc biệt là ở trong vùng khớp nối Các α-keratin tạo lớp sừng mềm [4, 5] Thành phần α-keratin có mặt trong lớp đáy và

Bó sợi sơ cấp

Bó sợi thứ cấp

Lớp sừng già Lớp biểu bì

Lớp bì

lớp gai còn thành phần β-keratin kiềm có khối lượng phân tử 18-20kDa có mặt trong lớp gai, lớp tiền sừng (pre-corneous) và lớp sừng (corneous) Các tế bào β-keratin tạo lớp sừng cứng có tác dụng chống lại sự mất nước của cơ thể [5]

Các tế bào keratin axit – trung tính tương tác với các β – keratin kiềm tại liên kết tĩnh điện tạo thành chất sừng [5]

Các β –keratin trung tính và axit có khối lượng phân tử 13-19kDa có chứa một lượng lớn glycine, proline và serine Trong vùng khớp nối, các lớp tế bào α-keratin có chứa các thể túi [5]

Như vậy, ngoài phần lớn α-keratin trung tính và axit, biểu bì cá sấu còn chứa 4-6 loại β-keratin kiềm và 2-4 loại β-keratin trung tính và axit [5]

- Thành phần Protein liên kết:

Các protein như loricrin, sciellin và filaggrin là thành phần cấu tạo nên màng tế bào sừng trong các lớp tế bào sừng Các protein này có mặt trong lớp sừng non (lớp tiền sừng) và lớp sừng của lớp biểu bì của vùng khớp nối Trong vùng này không có hoặc có ít β – keratin, chủ yếu là các tế bào sừng α-keratin [4, 5]

Trong lớp vẩy sừng, tỉ lệ chất sừng thay đổi từ 31-62% tùy theo độ tuổi [6]

1.2.1.5 Sự phát triển của da cá sấu

- Giai đoạn dưới 1 năm tuổi:

Ở giai đoạn mới nở, ít có sự khác nhau về độ dầy trung bình của da tại các

vị trí khác nhau Chiều dày lớp biểu bì và lớp bì chiếm tỉ lệ tương ứng là 17% và 83% so với chiều dày tổng cộng của da Thành phần keratin trong biểu bì từ 31-34% [6]

Giai đoạn một năm tuổi, độ dày trung bình của da khác nhau đáng kể tại các vị trí khác nhau Lớp biểu bì mỏng hơn, chiếm 9.3% so với chiều dày tổng cộng của da, tuy nhiên, chiều dày lớp biểu bì của da vùng bụng và các vùng còn lại có thể chiếm tỉ lệ giới hạn tương ứng là 50% và 20% chiều dày của da Lớp

bì ở giai đoạn này hơi lớn hơn so với giai đoạn mới nở và chiếm 91% chiều dày của da [6]

Bảng 1: Độ dày trung bình của da cá sấu giai đoạn mới nở và một năm tuổi

(cá sấu nhỏ)

Lớp

biểu bì

% so với da

Lớp bì % so

với da

Lớp Keratin của biểu

bì

% Keratin trong lớp biểu

bì

% Keratin trong da

Tỉ lệ keratin trong lớp biểu bì của nhóm B ít thay đổi hơn so với nhóm A

Giai đoạn 2 – 3 năm tuổi:

Độ dày của da tăng theo độ tuổi, thay đổi đáng kể nhất ở giai đoạn 2-3 năm tuổi Ở giai đoạn 2 năm tuổi, độ dày trung bình của da trong hai nhóm là như nhau nhưng khác nhau nhiều ở 3 năm tuổi Ở giai đoạn 3 năm tuổi, độ dày lớp biểu bì của vẩy da nhóm A gấp 3 lần độ dày lớp biểu bì của nhóm B, độ dày lớp bì chiếm tỉ lệ 89% và 94% so với chiều dày da, độ dày lớp keratin chiếm

62% và 43% độ dầy của lớp biểu bì tương ứng với hai nhóm A và B

Bảng 2: Độ dày trung bình của da cá sấu giai đoạn 2 và 3 năm tuổi

Lớp

biểu bì

% so với da

Lớp bì % so

với da

Lớp Keratin của biểu

bì

% Keratin trong lớp biểu

bì

% Keratin trong da

Đối với loài cá sấu có chiều dài nhỏ hơn 1.5m độ dày trung bình của lớp

bì chiếm 74.8% độ dày tổng cộng của da và ở các loài cá sấu lớn hơn tỉ lệ này là 89.5% Độ dày của lớp keratin, lớp biểu bì và lớp bì tương ứng là: 31.7µm, 96.2µm, 902µm [6]

1.3 Các phương pháp thuộc da cá sấu

1.3.1 Phương pháp thuộc thảo mộc

Phương pháp thuộc thảo mộc cho da cá sấu ngày nay ít dùng, chỉ còn tồn tại ở một số nước kém phát triển để sản xuất nhỏ Phương pháp này thường sử dụng các chất thuộc thảo mộc như Avaram, Wattle, Myrobalan

Da sau khi được tẩy vôi được thuộc trong dung dịch tannin trích ly từ hỗn hợp vỏ cây sonali và avaram với tỉ lệ bằng nhau Con da đầu tiên được nhúng trong dung dịch có nồng độ 3oBkr khoảng một ngày Nâng nồng độ của dung dịch lên 5oBkr và ngâm trong 4 ngày Vào ngày thứ 6, da được nhấc ra và đặt trong bể bể chứa tannin mới khoảng 7 ngày Sau quá trình này, dung dịch thuộc được chắt và thay bằng dung dịch mới, ngâm tiếp 7 ngày Kết thúc công đoạn thuộc, da được vớt ra, rửa sạch và thuộc lại bằng dung dịch myrobalan có nồng

độ khoảng 7oBkr trong 3 ngày Da sau đó được vớt ra, rửa, vắt mễ, phết dầu mè hoặc dầu chân bò trên mặt cật rồi phơi khô Da khô sẽ được bôi phết một lớp dung dịch bao gồm lòng trắng trứng, sữa, nước lên trên mặt cật, phơi khô rồi đánh bóng Dung dịch này có khả năng chịu ma sát tốt và tạo độ bóng bề mặt cao khi đánh bóng

Nhìn chung da thuộc theo cách này cứng, da thuộc có mầu xám hoặc tối mầu không đáp ứng được các yêu cầu về thời trang ngày càng khắt khe của thị trường Do vậy phương pháp thuộc thảo mộc không phù hợp cho loại da đặc chủng này

1.3.2 Phương pháp thuộc Crôm

Hiện nay, các nước có ngành công nghiệp sản xuất da cá sấu thuộc phát triển như Ý, Đức, Thái Lan, Hàn Quốc đang áp sử dụng phương pháp thuộc Crôm Việc sử dụng muối Crôm trong quá trình thuộc đã khắc phục được những nhược điểm của phương pháp thuộc thảo mộc

Các công đoạn của phần chuẩn bị thuộc và thuộc cho da cá sấu giống như các công đoạn thuộc Crôm cho các loại da khác nhưng cần lưu ý đến công đoạn ngâm vôi và công đoạn làm mềm Trong công đoạn ngâm vôi, cấu trúc da sẽ trương nở, nếu thời gian ngâm vôi kéo dài thì cấu trúc của da sẽ bị phá hủy Để loại bỏ hoàn toàn lớp vẩy sừng cứng và mở hoàn toàn cấu trúc sợi colagen mà vẫn đảm bảo được độ trương nở vừa phải cho da, trong công đoạn này nên kết hợp sử dụng nước vôi mới và nước vôi cũ Công đoạn làm mềm được thực hiện bằng men có tác dụng hòa tan các sản phẩm protein không dạng sợi, colagen và phần vẩy còn sót lại Với da cá sấu thì công đoạn này cần theo dõi cẩn thận, nếu thời gian làm mềm kéo dài, da sẽ mềm nhưng lớp cật trên bề mặt vẩy (đặc biệt ở giữa mỗi vẩy) bị mất đi tạo sự không đồng đều về mầu sắc, độ bóng cho da thành phẩm Khuyết tật này được quan sát rõ ràng nhất sau quá trình hoàn thiện sản phẩm và rất khó khắc phục Công đoạn axít hóa ngoài nhiệm vụ điều chỉnh

pH còn có tác dụng loại bỏ bớt osterderm (thành phần chính là CaCO3) tích tụ dưới da, điều này có tác dụng đáng kể trong việc giải quyết độ mềm cho da thành phẩm

Phần hoàn thành ướt là phần công nghệ quyết định đến các tính chất của

da thành phẩm như độ mềm, độ bai dãn, độ đàn hồi, độ xốp, độ bền xé rách Trong phần thuộc lại cần lưu ý đến các công đoạn ăn dầu và nhuộm Để thực hiện công đoạn nhuộm đạt kết quả tốt, trong công nghệ nhuộm cần kết hợp nhuộm xuyên và nhuộm bề mặt Nhuộm xuyên tạo cho mặt cắt của da thành phẩm không còn mầu của chất thuộc, nhuộm bề mặt sẽ tạo cho mặt da dễ đạt

mầu sắc của dung dịch trau chuốt, đồng thời cũng là điều kiện để tạo màng trau chuốt mỏng, nâng cao giá trị cho da thành phẩm

Phần hoàn thành khô phải làm nổi bật và nâng cao tính tự nhiên của da Phương pháp thực hiện là kết hợp đánh bóng và trau chuốt aniline

Trên cơ sở những phân tích trên, đề tài lựa chọn công nghệ thuộc Crôm để nghiên cứu, xây dựng và hoàn thiện quy trình công nghệ nhằm đạt được các mục tiêu đã đề ra

1.4 Tiêu chí phân loại da cá sấu thuộc

Hiện tại, trong nước chưa có các tiêu chuẩn chung áp dụng trong phân loại chất lượng da cá sấu thuộc Sau khi tham khảo các tài liệu đánh giá và phân loại da thuộc cá sấu của một số công ty có nhiều kinh nghiệm trong lĩnh vực chăn nuôi, kinh doanh và chế biến loại da đặc chủng này như: Công ty TNHH

283, Hải Phòng; Công ty Khataco, Khánh Hòa Đề tài đã đưa ra một số cơ sở phân loại da cá sấu thuộc, cụ thể như sau:

• Theo hình dạng và kích cỡ tấm da: Một tấm da cá sấu thuộc đạt tiêu

chuẩn phải đầy đủ các đặc điểm sau:

- Tấm da phải còn nguyên vẹn vùng bụng (vùng 1), vùng đầu (vùng 2), vùng đuôi (3); đủ 4 chân và đuôi (hình 7)

- Đối với tấm da cá sấu thuộc thu hồi phần bụng: phải còn đầy đủ hàng vẩy mỗi bên, các vân ở phần bụng đều và đẹp

- Đối với tấm da cá sấu thuộc thu hồi phần lưng: các hàng vẩy sừng đều

và đẹp, tấm chắn gáy không bị biến dạng

Hình 7: Hình dạng của tấm da cá sấu thuộc phần bụng còn nguyên vẹn

Vùng quan trọng nhất là vùng 1, vùng 2 và vùng 3

Hình 8: Hình dạng của tấm da cá sấu thuộc thu phần lưng còn nguyên vẹn

Các vùng quan trọng nhất là vùng 1, vùng 2 và vùng 3

• Theo số lượng, kích cỡ và vị trí của các khuyết tật:

- Các khuyết tật bao gồm các lỗ thủng, vết rách trong quá trình giết mổ và lột da, các vết cào, trầy xước, sẹo của các vết thương đã lành hoặc do vi khuẩn tấn công Các khuyết tật trên được chia làm hai loại:

+ Khuyết tật I: có đường kính tối đa 10mm (hoặc chiều rộng tối đa 5 mm

và chiều dài tối đa 20 mm đối với các khuyết tật có hình dạng khác)

+ Khuyết tật II: có đường kính tối đa 20mm (hoặc chiều rộng tối đa 5mm

và chiều dài tối đa 40mm đối với các khuyết tật có hình dạng khác)

- Các vết thâm đen hoặc lớp vẩy sừng bị bong do lớp biểu bì bị viêm nhiễm trong quá trình chăn nuôi (cá sấu bị kí sinh vật gây hại bám vào da)

• Theo chất lượng thuộc:

Một tấm da thuộc đạt tiêu chuẩn: cảm giác tay mềm mại, bền, đẹp, tốt và màu sắc đồng đều (toàn bộ tấm da không bị các vết loang hoặc biến mầu)

3

1

2

2

PHẦN II THỰC NGHIỆM VÀ BIỆN LUẬN

2.1 Địa điểm thực hiện, thiết bị, nguyên liệu, hoá chất sử dụng

2.1.1 Địa điểm

Đề tài được tiến hành nghiên cứu thực nghiệm tại xưởng thực nghiệm

Viện Nghiên cứu Da - Giầy

2.1.2 Thiết bị sử dụng

Các thiết bị hiện có tại xưởng thực nghiệm Viện Nghiên cứu Da - Giầy

như: thùng quay gỗ, thùng quay INOX, máy đánh giấy nháp, máy đánh bóng, hệ

thống phun da, máy in…

2.1.3 Nguyên liệu, hoá chất sử dụng

Nguyên liệu: Da cá sấu tươi hoặc muối được khai thác từ Trung tâm

nghiên cứu gây nuôi và phát triển Cá Sấu Hải Phòng và một số cơ sở nhỏ lẻ ở

Miền Bắc, được phân loại và bảo quản theo đúng kỹ thuật

Hóa chất: Đề tài sử dụng các hóa chất thông dụng và các hóa chất thuộc

da của hãng Stahl – hãng có uy tín trên thế giới, sản phẩm của họ đang có mặt

trên thị trường Việt Nam Danh mục hóa chất sử dụng trong đề tài:

Trung Quốc Stahl, Singapore Trung Quốc Trung Quốc Stahl, Singapore Stahl, Singapore

Trung Quốc Stahl, Singapore Trung Quốc

Stahl, Singapore Stahl, Singapore Stahl, Singapore Stahl, Singapore Stahl, Singapore Stahl, Singapore Stahl, Singapore Stahl, Singapore Stahl, Singapore

2.2 Trình tự tiến hành và các giải pháp công nghệ

- Trao đổi kinh nghiệm với chuyên gia và với các doanh nghiệp kinh doanh chế biến các sản phẩm cá sấu lớn ở Việt Nam như Công ty TNHH 283, Hải Phòng và Công ty Khatoco, Khánh Hòa;

Trên các cơ sở khoa học có được, đề tài đã đặt ra hướng nghiên cứu như sau:

- Nghiên cứu về cấu tạo và thành phần da cá sấu;

- Phân tích, đánh giá các công nghệ thuộc và hoàn thiện da cá sấu;

- Xây dựng quy trình công nghệ thuộc và hoàn thiện da cá sấu;

- Thí nghiệm xác định thông số kỹ thuật tối ưu;

- Hoàn thiện quy trình công nghệ;

- Đánh giá chất lượng sản phẩm và hiệu quả của đề tài;

- Sản xuất thử sản phẩm, lấy ý kiến khách hàng

2.2.2 Các giải pháp công nghệ

Từ cơ sở khoa học về đặc điểm cấu tạo của da cá sấu, trong nghiên cứu công nghệ cần lưu ý đến những điểm khác biệt, đặc trưng của loại da đặc chủng này nhằm:

- Đưa ra các giải pháp công nghệ liên quan đến các yếu tố ảnh hưởng trong quá trình làm thực nghiệm và hoàn thiện công nghệ như: tác động cơ học,

pH, nhiệt độ, thời gian, hàm lượng hoá chất, chủng loại hoá chất trong khi thuộc, thuộc lại, ăn dầu, trau chuốt

- Xác lập được công nghệ thuộc phù hợp đáp ứng được một số chỉ tiêu kỹ thuật như sau:

Thuộc lại Crôm

Thuộc lại

Ăn dầu Nhuộm

Nhuộm mặt, hãmTrung hòa

Căng phơi tự nhiên Đánh mặt trái Đánh bóng Trau chuốt

Hồi tươi

Tẩy lông – Ngâm vôi

Tẩy vôi – Làm mềm Làm xốp, Thuộc

Phần chuẩn bị thuộc và thuộc

Phần hoàn thành ướt

Phần hoàn thành khô

Hình 9: Sơ đồ quy trình các công đoạn chính của công nghệ thuộc và hoàn thiện da

2.2.2.1 Công đoạn hồi tươi

Đây là công đoạn hoá - lý đầu tiên trong công nghệ thuộc da có ảnh hưởng nhiều đến độ mềm mại và chất lượng mặt cật của sản phẩm Bản chất của hồi tươi là làm lấy lại lượng nước đã mất trong khâu bảo quản và tạo các điều kiện thuận lợi cho các công đoạn tiếp theo; loại bỏ chất bẩn ở da như máu, phân,

vi trùng, các chất bảo quản; loại bỏ protit không cấu trúc sợi và tạo cấu trúc mở hoàn toàn cho các sợi colagen Công đoạn này phải đảm bảo da sau hồi tươi sáng màu và đạt độ mềm đồng đều tại các vị trí trên tấm da, nhất là những chỗ

da dày Do đó da phải được ngấm nước đều, đủ và trương nở từ từ Tuy nhiên, nếu thời gian hồi tươi quá kéo dài thì lớp vẩy dễ bị bong, tróc và da dễ bị phân huỷ do hoạt động mạnh của vi khuẩn

Dựa vào các phân tích trên, đề tài dự kiến quy trình công nghệ hồi tươi cho da cá sấu muối như sau:

Bảng 3: Quy trình công đoạn hồi tươi (quy trình 1) Hóa chất Tỉ lệ

* Chắt

Da sau hồi tươi, kiểm tra thấy rằng ở các vùng da bụng, cổ thì da mềm đều, nhưng các vùng da dầy như vùng đuôi, hai bên sườn và lưng còn cứng do thời gian hồi tươi chưa đủ Trong thí nghiệm tiếp theo, tăng thời gian hồi tươi

lên 18h Kết quả da sáng mầu, mềm đều nhưng hơi có mùi lạ và một số vùng có

vẩy bị bong tróc Nguyên nhân do thời gian hồi tươi kéo dài, vi khuẩn hoạt động mạnh Cần giảm thời gian hồi tươi và có bổ sung hóa chất

Ở thí nghiệm tiếp theo, để rút ngắn thời gian hồi tươi mà vẫn đảm bảo yêu cầu chất lượng hồi tươi, đề tài đã làm thí nghiệm có bổ sung các hóa chất như:

chất diệt khuẩn Bemanol 2B, chất hoạt động bề mặt Bemanol D nhằm:

- Diệt khuẩn hoặc chống sự phá hủy da của chúng;

- Giảm sức căng bề mặt và tăng khả năng thấm nước của da;

- Đẩy nhanh quá trình hòa tan protit không dạng sợi, tẩy mỡ

Kết luận:

Sau nhiều lần làm thí nghiệm thay đổi các thông số kỹ thuật như thời gian, hoá chất bổ sung nhằm đẩy nhanh quát trình hồi tươi và kết quả hồi tươi sẽ tốt hơn, đề tài đưa ra quy trình hồi tươi cho da cá sấu muối với thời gian thích hợp từ 12-14h, hoá chất sử dụng: Na2CO3, chất hoạt động bề mặt Bemanol D, chất diệt khuẩn Bemanol 2B, nhiệt độ thích hợp 25-30oC

Bảng 4: Quy trình công đoạn hồi tươi (quy trình 2) Hóa chất Tỉ lệ

25-30

* Sau đó quay 5 phút/giờ Tổng thời gian hồi tươi là X giờ

* Chắt

2.2.2.2 Công đoạn tẩy lông – ngâm vôi

Công đoạn tẩy lông – ngâm vôi ảnh hưởng nhiều đến cấu trúc của da, trong thời gian tẩy lông-ngâm vôi, cấu trúc da sẽ trương nở giúp hóa chất dễ khuyếch tán vào da Tác dụng đó gọi là mở cấu trúc da, có ý nghĩa quan trọng trong công đoạn thuộc, nhưng nếu thời gian ngâm vôi kéo dài, tác động cơ học mạnh cấu trúc của da dễ bị phá hủy Ở các loại da như da trâu, da bò, thành phần keratin tập trung chủ yếu ở lông, thành phần keratin của da cá sấu tập trung ở lớp vẩy sừng cứng có độ dày không đồng đều tùy theo độ tuổi và vị trí khác nhau trên cơ thể Quá trình loại bỏ lớp vẩy sừng cần phải thực hiện hoàn toàn, tránh để sót gốc vẩy trên bề mặt da bởi chúng sẽ tạo thành các vết đốm loang (biến mầu) trên da thành phẩm Từ yêu cầu về độ mềm, độ xốp của da thành phẩm nên công đoạn này sẽ được nghiên cứu một cách cẩn thận và kỹ lưỡng nhằm xác định hàm lượng hóa chất sử dụng và thời gian ngâm vôi phù hợp để loại bỏ hoàn toàn lớp vẩy sừng cứng mà không phá hủy cấu trúc của da

Đề tài dự kiến quy trình công nghệ tẩy lông ngâm vôi như sau: