Главная страница Случайная страница
КАТЕГОРИИ:
АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника
Будова, хімічний склад і фізичні показники кістки
|
|
Кістка складається з кісткової тканини, кісткового мозку і надкісниці. Найбільш важливими структурними елементами кістки є кісткова тканина і кістковий мозок, які мають промислове значення.
Кісткова тканина – тверда опорно-трофічна з’єднувальна тканина, яка складає основу скелету тварини, вона виконує механічну, опорну функцію, приймає участь також у трофічних і обмінних процесах організму. Крім цього, кісткова тканина виконує важливу роль у мінеральному обміні, сприяє утриманню кальцію і фосфору в крові та інших тканинах тваринного організму.
Кісткова тканина складається з кліткових елементів і міжкліткової речовини, які містять міжуточну і безструктурну речовину, колагенові волокна і неорганічні солі. В міжклітковій речовині кісткової тканини є кісткові порожнини, в яких знаходяться кісткові клітки – остеоцити. Величина кісткових клітин від 15 до 20 мкм. Форма остеоцитів витягнута, овальна або веретеноподібна з великою кількістю довгих розгалужених відростків. Тіла остеоцитів розташовуються в кісткових порожнинах, з’єднаних одна з одною за допомогою канальців. Клітки і кісткові відростки завжди оточені тонкою капсулою, яка відрізняється за властивостями від іншої між кліткової речовини тим, що не містить колагенові волокна. Ядро кісткових клітин має округлу або овальну форми. В міжуточній речовині міститься остеомукоїд, який обволікає колагенові волокна. Інші білки (альбуміни і глобуліни) зустрічаються в незначних кількостях. Крім білків містяться ліпіди (0, 177-0, 195% лецитину), в трубчастій кістці знайдено глікоген.
Мінеральні солі складають основну масу (65-70%) сухої кістки і входять до складу міжуточної (міжкліткової) речовини. Наявність мінеральних солей сприяє створенню певної твердості і міцності кістки. В процесі старіння кількість неорганічних солей у кістці тварин збільшується, що обумовлює їх підвищену крихкість.
В залежності від характеру розташування колагенових волокон у загальній речовині розрізняють два типи кісток: грубоволокнисті і тонковолокнисті або пластинчасті.
В грубоволокнистих кістках колагенові волокна розташовані хаотично. Грубоволокниста кістка зустрічається в місці прикріплення сухожиль до кістки. Всі інші кістки дорослих тварин пластинчасті. В пластинчастих кістках колагенові волокна розташовані впорядковано в окремих тонких кісткових пластинках. Товщина таких пластинок 4-11 мкм. Із сукупності кісткових пластинок складається товща кістки, при цьому колагенові волокна в кожних двох сусідніх пластинках розташовані різнонаправлено, що створює систему, яка є досить міцною.
Кісткові пластинки в трубчастих кістках мають вигляд тонкостінних циліндрів, які немов вкладені один в інший. Частина колагенових фібрил переходить із однієї пластинки в інші, сусідні, завдяки цьому забезпечується міцний і щільний зв'язок між пластинками кістки.
В кожній кістці розрізняють компактну і губчату речовину.
Компактна або щільна речовина завжди розташована ззовні та особливо сильно розвинена в стінках трубчастих кісток. Вона побудована із серії кісткових пластинок, сильно спресованих поміж собою.
Губчата речовина кістки складається із кісткових пластинок, розташованих у строгій відповідності з законами механіки, що забезпечує цій частині кістки більший опір на розлом і значну легкість. В чарунках між перекладинами губчастої кістки розташовані кістковий мозок і кровоносні судини.
Компактна речовина переважає в плоских кістках і диафізах трубчастих кісток, а губчата в суглобних головках-епіфізах, за професійною термінологією названих кулаками, в тілі хребців і кістках черепної коробки.
Ззовні кістка оточена надкісницею, яка міцно зв’язана з кісткою за допомогою колагенових волокон, які із надкісниці проходять глибоко в кісткову тканину. Найбільш крупні колагенові пучки знаходяться в місцях з’єднання сухожилля.
Прошарок загальних зовнішніх пластин у деяких місцях пронизується прямими фолькмановськими каналами, крізь які із надкісниці входять кровоносні судини. Другий прошарок називають остеонним. В ньому по довжині кістки проходять багаточисленні кровоносні судини, які живлять кістку, вони розташовані в гаверсових каналах. Кожний канал оточений системою гаверсових кісткових пластинок. Сукупність кісткових пластин, оточуючих гаверсовий канал, сам канал і кровоносна судина в ньому складають остеон. В проміжках між остеонами знаходиться система вставних пластин. Внутрішній прошарок кістки називають прошарком загальних пластин, який, як і зовнішній, складається з декількох концентрично вкладених одна в іншу трубчастих пластин.
Основою кісткового мозку є сітчаста ретикулярна тканина, в якій розташовані різноманітні кліткові елементи: еритроцити, еритробласти, лімфоцити, лейкопласти, кров’яні клітки. Головне місце в кістковому мозку займають жирові клітини.
Кістковий мозок буває красним, жовтим і сірим. Найбільше багатий жиром жовтий кістковий мозок. Красний мозок мають дуже молоді тварини в усіх кістках і в порожнинах губчатих кісток дорослої худоби. Він утворюється шляхом перетворення сполучнотканинних кліток у жирі. Перехід красного кісткового мозку в жовтий можна спостерігати на хребцях. Він починається в хвостових хребцях і продовжується по напряму до голови. У вгодованої крупної рогатої худоби, починаючи з двох років, жовтий кістковий мозок міститься в усіх хвостових, хрестцевих і частково грудних хребцях. У свиней красний кістковий мозок становиться жовтим у віці старше 1, 5 років.
Загальними фізичними характеристиками кістки, які враховуються в процесі конструювання апаратури для її переробки, є щільність і насипна маса (таблиця 3.21), показники міцності, теплопровідність, теплоємкість і електропровідність.
Щільність кістки залежить від хімічного складу, температури і пористості. Щільність сухої зневодненої кістки складає 1700-1900 кг/м3, а щільність компактної речовини 1290-2000 кг/м3.
Таблиця 3.21
Щільність і насипна маса окремих видів кістки
| Вид і найменування кістки | Насипна маса, кг/м3 | Щільність, кг/м3 |
| Кістка великої рогатої худоби: Шийні і спинні хребці: до подрібнення після подрібнення трубчаста: до подрібнення після подрібнення тазова п’ясна плюснева | - 163-175 600-700 - 800-825 900-950 | 1200-1260 - - 1450-1750 - - |
| Кістка свиняча: шийні і спинні хребці ребра |
Хімічний склад кістки залежить від виду, віку і статі тварин, породи худоби. Середній хімічний склад кістки, отриманої від яловичини ІІ категорії, характеризується наступними даними: 40% вологи, 19% жиру, 23% золи, 18% білка. Хімічний склад кістки від різних тварин наведено в таблиці 3.22.
Із таблиці 3.22 бачимо, що склад хребців суттєво змінюється: вміст вологи в напрямку від голови до хвоста зменшується, а жиру, навпаки, збільшується. Трубчата кістка характеризується наявністю великої кількості мінеральних речовин у порівнянні з хребцями.
Таблиця 3.22
Хімічний склад кістки великої рогатої худоби ІІ категорії
вгодованості, %
| Кістка | Волога | Жир | Зола | Білок | |
| всього | в тому числі колаген | ||||
| Плечова | 18, 0 | 27, 7 | 37, 6 | 16, 7 | 13, 5 |
| Передплечова | 26, 0 | 16, 3 | 38, 0 | 19, 7 | 15, 9 |
| Стегнова | 20, 5 | 29, 5 | 34, 4 | 15, 6 | 12, 5 |
| Хребці шийні грудні поперекові хрестцеві | 41, 1 37, 3 33, 1 31, 2 | 12, 5 21, 7 19, 5 32, 2 | 25, 2 22, 8 27, 9 19, 8 | 20, 2 18, 2 19, 5 16, 8 | 14, 6 12, 3 14, 7 12, 5 |
| Лопатка | 21, 8 | 13, 9 | 43, 7 | 20, 6 | 17, 3 |
| Тазова | 24, 8 | 23, 8 | 32, 8 | 18, 6 | 14, 4 |
| Ребро | 24, 8 | 10, 2 | 43, 9 | 21, 1 | 16, 9 |
| Грудна | 48, 8 | 15, 8 | 17, 0 | 18, 4 | 10, 3 |
| Кістка голови (без нижньої щелепи) | 47, 7 | 8, 9 | 29, 1 | 20, 3 | 14, 3 |
| Нижня щелепа | 21, 5 | 9, 4 | 49, 3 | 19, 8 | 15, 0 |
Середній хімічний склад кістки від свинячої туші масою 100 кг характеризується наступними даними: 37, 9% вологи, 18, 6% жиру, 25% золи, 18, 2% білка. Головна кістка свиней також достатньо багата жиром, про що свідчать наступні дані: 42% вологи, 15% жиру, 21% золи, 22% білка.
Таблиця 3.23
Хімічний склад кістки свинячих туш ІІ категорії вгодованості, %
| Кістка | Волога | Жир | Зола | Білки |
| Плечова | 24, 6 | 26, 4 | 31, 4 | 17, 6 |
| Передплечова | 24, 4 | 20, 6 | 35, 7 | 19, 3 |
| Стегнова | 24, 8 | 24, 4 | 34, 6 | 16, 2 |
| Хребці шийні хрестцеві поперекові | 35, 6 32, 4 28, 0 | 14, 9 20, 8 15, 8 | 28, 9 25, 4 35, 3 | 20, 6 21, 4 20, 9 |
| Спинно-реберна частина (ребра з хребцями) | 41, 0 | 14, 1 | 26, 8 | 18, 1 |
Таблиця 34
Хімічний склад кістки мілкої рогатої худоби
| Кістка | Волога | Жир | Зола | Білки |
| Плечова | 34, 9 | 20, 6 | 22, 7 | 21, 8 |
| Передплечова | 36, 0 | 15, 2 | 27, 8 | 21, 0 |
| Стегнова | 37, 6 | 19, 7 | 24, 1 | 18, 6 |
| Хребці шийні спинні поперечні | 56, 5 49, 8 51, 4 | 9, 6 16, 6 14, 5 | 12, 8 14, 2 14, 6 | 21, 1 19, 4 19, 5 |
| Лопатка | 51, 3 | 6, 7 | 22, 7 | 19, 3 |
| Тазова | 43, 6 | 12, 3 | 29, 5 | 14, 6 |
| Ребра | 47, 0 | 12, 2 | 20, 2 | 20, 6 |
| Грудна | 47, 0 | 27, 3 | 7, 3 | 18, 4 |
| П’ясна (передня цівка) | 39, 4 | 11, 8 | 23, 1 | 25, 7 |
| Плюснева (задня цівка) | 33, 6 | 11, 5 | 27, 8 | 27, 6 |
Наглядне уявлення про зміну вмісту жиру та інших компонентів кістки дають дані таблиці 3.25, які обумовлюють різний вихід жиру при зневодненні кістки, яка отримана від тварин різного віку.
Таблиця 3.25
Хімічний склад кістки тварин різного віку, %
| Вік тварини | Волога | Жир | Зола | Органічні речовини, розчинні у воді | Органічні речовини, не розчинні у воді |
| При народженні | 65, 6 | 0, 6 | 15, 6 | 4, 6 | 13, 6 |
| 1 місяць | 56, 1 | 1, 9 | 23, 4 | 2, 3 | 16, 3 |
| 1 рік | 20, 9 | 18, 1 | 37, 2 | 1, 2 | 15, 4 |
| 3-4 роки | 21, 4 | 16, 3 | 45, 0 | 1, 2 | 16, 1 |
Білковий склад щільної частини трубчатої кістки великої рогатої худоби представлений колагеном – 93, 1% еластином – 1, 2%, ретикуліном і лужно-розчинними білками (глобулінами, альбумінами, муцинами) – 5, 7% від загальної кількості білків. Крім цього, кістка є важливим джерелом мінеральних речовин (таблиця 3.26).
Таблиця 3.26
Мінеральний склад кістки, % золи
| Солі | Кістка великої рогатої худоби | Кістка мілкої рогатої худоби |
| Фосфат кальцію | 78, 30 | 58, 32 |
| Фторид кальцію | 1, 50 | 2, 96 |
| Карбонат кальцію | 15, 30 | 9, 53 |
| Фосфат магнію | 1, 60 | 2, 19 |
| Солі натрію | 1, 70 | - |
| Інші солі | 1, 60 | - |
Кісний мозок як джерело жиру містить також фосфатиди, холестерин, мінеральні і білкові речовини. Вихід жовтого мозку складає 17-22% маси відпиляної трубчастої кістки в залежності від виду трубчастої кістки та її розміру. Чим вгодованіша тварина, тим більше жиру містить кісний мозок. Дані про хімічний склад жовтого і красного кісного мозку наведені в таблиці 3.27.
Таблиця 3.27
Хімічний склад кісного мозку, %
| Кісний мозок | Волога | Жир | Зола | Білок | Лецитин | Холестерин | Залізо |
| Жовтий | 1, 5 | 95, 85 | 0, 17 | 2, 0 | 0, 18 | 0, 3 | 0, 008 |
| Червоний | 67, 0 | 17, 90 | 3, 0 | 11, 6 | 0, 20 | 0, 28 | 0, 0014 |
До складу кісткового мозку входять також вітаміни групи А, Д, Е. Жовтий кісний мозок багатий олеїновою кислотою, але бідніше насиченими кислотами (стеариновою і пальмітиновою). У складі жовтого кісного мозку трубчастих кісток великої рогатої худоби 52, 1% приходиться на долю ненасичених жирних кислот. Необхідно зазначити, що жирнокислотний склад кісного мозку багато в чому визначається власне кісткою, із якої він отриманий, а також складом корму, віком і статтю тварини.
Відмінною особливістю червоного кісного мозку є наявність у ньому залізовмісного білка фертину, який є попередником гемоглобіну крові. До складу азотистих речовин цього виду кісного мозку входить також 0, 32% фібриногену, 1% глобуліну, 1, 52% альбуміну.