Химическими составными частями шкуры животного являются белки, вода, жиры и жироподобные вещества, углеводы, минеральные вещества. В небольших количествах в шкуре имеются также пигменты и ферменты.
Белки шкуры являются ее важнейшей составной частью. Различают волокнистые (фибриллярные) и глобулярные белки. К первым относятся коллагены, эластины, ретикулины и кератины, ко вторым — альбумины, глобулины, муцины и мукоиды.
Главным белком шкуры, определяющим ее качественное состояние, является коллаген (коллагены). Коллаген составляет 98% всех волокнистых белков, входящих в состав дермы (среднего слоя шкуры), и, следовательно, является основой готовой кожи. Строением коллагена определяются главнейшие свойства кожи: ее гибкость и мягкость, прочность к различным видам деформации, гигроскопичность, способность к окраске и др.
В зависимости от вида животного, типа соединительной ткани, условий ухода и кормления коллагены различают по химическому составу и свойствам.
Как установлено, макромолекула коллагена состоит из звеньев 18 аминокислот, связанных между собой в виде полипептидных цепей. Считается также, что треть всех аминокислотных остатков приходится на глицин, другая треть падает на другие аминокислотные остатки, не содержащие азота и кислорода в боковой цепи, и оставшаяся треть — на аминокислотные остатки, у которых боковые цепи содержат карбоксилы, группы основного характера или оксигруппы. Для аминокислотного состава коллагенов характерно наличие в них значительных количеств (примерно 20%) пролина и оксипролина.
Коллаген содержит также редко встречающуюся аминокислоту — оксилизин.
Проведенными за последние годы исследованиями обнаружено, что между аминокислотным составом коллагена шкуры и ее структурой существует определенная зависимость. Так, например, установлено, что содержание диаминокислот (аргинина, лизина, гистидина) и содержание оксиамино(имино) кислот (треонина, оксипролина) меньше в коллагене шкуры рыхлой структуры по сравнению с коллагеном шкуры плотного строения.
Большинством исследователей для структуры коллагена принята модель трехспирального жгута Рича и Крика. Каждая спираль в жгуте обвивает одна другую и отстоит от соседней не более чем на 5 А. Коллагеновая частица имеет длину около 2800 А и состоит из 3000 аминокислотных остатков. Благодаря скоплению на поверхности спирали боковых цепей полярных аминокислотных остатков возникают разноименно заряженные участки, что обусловливает агрегацию трехспиральных частиц и возникновение фибрилл коллагена.
В образовании протофибрилл и фибрилл коллагена участвуют также мукополисахариды, которые тоже связывают частицы коллагена.
Функциональными группами коллагена являются: карбоксильные аминогруппы, иминогруппы, гидроксильные группы спиртового и фенольного характера, пептидные.
Свойства коллагена в основном определяются его строением, характером функциональных групп и реакционной способностью в той или иной среде.
Коллаген имеет белый цвет, нерастворим в холодной и теплой воде, в разбавленных растворах кислот, щелочей и солей, однако способен набухать в этих растворах. При повышении концентрации кислот и щелочей коллаген расщепляется на структурные элементы низшего порядка.
При длительном кипячении в воде коллаген превращается в желатин-клей («колла» — по греч. клей, «генос» — род, проискождение).
Исследования тонкой структуры коллагена показали, что он обладает двойственной структурой: кристаллической и аморфной. О наличии кристаллических зон в структуре коллагена свидетельствует явление сваривания при температурах 55—65°.
Другие исследования показали дифильную природу коллагена (наличие гидрофильных и гидрофобных зон)
Следует также отметить высокоразвитую внутреннюю поверхность коллагена.
Вторым волокнистым белком, входящим в состав шкуры, является эластин. В отличие от коллагена эластиновые волокна окрашены в желтый цвет, не образуют пучков, имеют меньшую извитость, при кипячении в воде не превращаются в клей.
Третьим волокнистым белком дермы шкуры является ретикулин. Отличительная особенность ретикулина — аргирофилия, т.е. способность восстанавливать металлическое серебро из солей, сорбировать его и окрашиваться в черный цвет.
Для оценки качественного состояния шкуры важно знать относительное содержание в ней коллагена, эластина и ретикулина, так как лишь эти белки будут входить в состав будущей кожи. Такие работы в настоящее время проводятся.
Четвертым волокнистым белком шкуры является кератин. Кератин и глобулярные белки в состав готовой кожи не входят.
Минеральные вещества входят в состав дермы в небольших количествах (0,35—0,5%).
Содержание жиров и жироподобных веществ в парной шкуре колеблется (от 0,5% до 30%). Особенно много их в шкуре овец.
Содержание воды в парной шкуре также колеблется в значительных пределах и зависит от вида и породы животного, его пола и возраста (от 57 до 73%).
Углеводы составляют не более 2% от веса сухой шкуры.