-Напиши ты уже заметку про кухонные доски, маме будет приятно
-Говорю же — «в ToDo!», тема принята в разработку :)
-Сейчас напиши, кратко. Статья нам не нужна. Хотя…
-Все равно из доски статья не выйдет
-Выйдет, всё можно расширить до масштабов Вселенной
-Доску — точно нет!
-Да!
из беседы с тульпой по SSH
Совсем неожиданно для меня короткая заметка «рекомендация маме» расползлась и расширилась, конечно (пока) еще не до масштабов Вселенной, но до хабра-лонгрида вполне. Заметка, которая должна была дать ответ на обычный бытовой вопрос, про то чем лучше дезинфицировать деревянную кухонную доску и нужно ли это вообще. Что получилось — смотрите под катом.
«Зеленое сердце» Германии. Тюрингенский лес мало известен туристам, хотя сами жители этой части Германии от него без ума. Лес охватывает около 4 700 км² холмов и долин и по большей части состоит из благородного бука. Услада для глаз и души и источник поэтического вдохновения для немцев. Так что есть и доля его влияния на возникновение этой статьи. И спасибо большое «краеведу всея Тюрингии», который открыл для меня чудесный мир этих мест 🤝
Леса и поступающая из них древесина присутствовала в быту человека с самого начала человеческой цивилизации. Достаточно долго она была поистине вездесущей — от строительных материалов, до кухонных принадлежностей. Исключительная доступность и простота обработки — это то, благодаря чему дерево тысячелетиями является любимым конструкционным материалом для творчества человека.
Даже сейчас, когда существует множество полимерных композитов и целый зоопарк функциональных пластиков, дерево все еще занимает свою нишу как минимум в качестве материал для различной кухонной утвари и посуды. Уникальные физико-механические свойства дерева, связанные с микроанатомией древесины Человечество пока еще не научилось полностью имитировать в лабораторных условиях.
Сегодня речь у нас пойдет именно об этом, о древесине, которая используется при приготовлении пищи в целом, и о деревянных разделочных досках в частности. Про доски и досточки. Ибо, как показывает один недавний опрос в LAB-66, именно деревянные кухонные доски — абсолютный лидер на кухнях читателей.
На самом простом уровне всю древесину можно разделить на древесину мягких хвойных пород (голосеменные) и древесину твердых пород (покрытосеменные). Мягкие породы дерева в качестве элементов вертикальной устойчивости содержат т.н. трахеиды.
Трахеиды — это удлинённые клетки с толстыми, лигнифицированными стенками и заострёнными концами, которые встречаются в ксилеме (проводящей ткани) голосеменных, папоротников и некоторых цветковых растений, заменяя более специализированные сосуды, которые характерны для большинства покрытосеменных растений. Трахеиды мёртвые на момент выполнения проводящей функции и не имеют цитоплазмы, что облегчает транспорт воды и минеральных вещество от корней к другим частям растения. Перемещение воды осуществляется через поры в стенках трахеид, так как они не имеют крупных отверстий, характерных для сосудов. Трахеиды — эволюционно более древняя структура, чем сосуды
В отличие от голосеменных, твердые породы деревьев полагаются полностью на сосуды и волокна. На картинке ниже показаны проводящие элементы: трахеида VS сосуд
Общим и для мягких, и для твердых пород является наличие просветов (полых пространств) и форма, напоминающая соломинку для коктейля. В живом дереве и трахеиды мягких пород, и сосуды твердых пород выполняют общую роль — они оптимизированы для автономного транспорта воды с помощью капиллярного эффекта. Эта функция сохраняется и тогда, когда дерево уже не дерево, а высушенная доска. Можно считать аксиомой то, что микроанатомия — это основная причина гигроскопичности древесины (способности впитывать влагу). И правит здесь балом его Высочество капиллярный эффект (а дополняет молекулярная диффузия через стенки клеток).
Капиллярный эффект — это явление, при котором жидкость способна подниматься или опускаться в узких трубках (капиллярах) или в пористых материалах вопреки силе тяжести. Эффект обусловлен взаимодействием сил поверхностного натяжения жидкости и адгезии (прилипание молекул жидкости к стенкам капилляра) и обеспечивает эффективный транспорт жидкостей по узким каналам и внутри пористых материалов.
С молекулярной точки зрения полости трахеид и сосудов состоят из целлюлозы и лигнина, гидрофильных молекул. Т.е. в клеточной структуре древесины есть полости, которые содержат в своих стенках огромное количество гидроксильных групп (-ОН), с радостью связывающихся с молекулами воды слабыми взаимодействиями (за счет водородных связей). Все работает за счет слабых взаимодействий, в простонародье «сил Ван-дер-Ваальса», им я уделил немало внимания в начале статьи. Из нее и рисунок для иллюстрации
Если говорить кратко, то всё передвижение воды в растениях — это классическая коллоидная химия. Два ключевых понятия здесь — это адгезия и когезия.
Адгезия — это сила взаимодействия между молекулами жидкости и поверхности стенок капилляра. Она вызывает притяжение жидкости к поверхности материала, что способствует подъему жидкости в узкой трубке. Когезия — это сила притяжения между молекулами самой жидкости. Она обеспечивает сохранение целостности столбика жидкости, который поднимается или опускается в капилляре.
Адгезия молекул воды к оболочкам трахеид и сосудов, вместе с когезией — это то, на чем основана вся растительная жизнь Земли. Клеточные оболочки, вдоль которых движется вода, в процессе эволюции превратились в поверхность, очень эффективно притягивающую воду, что дает максимальные преимущества для адгезии воды и создает условия, благоприятные для проявления се когезивности. Надежности системы способствует и малый диаметр проводящих элементов — сосудов и трахеид, по которым передвигается вода. Благодаря этому древесина постоянно находится в процессе поглощения/выделения воды из/в атмосферу, выравнивая внутренний уровень влажности в соответствии с уровнем влажности в окружающей среде.
Сокодвижение начинается весной, когда температура воздуха поднимается выше нуля, что вызывает активизацию корневого давления. В этот период корни дерева начинают активно поглощать воду из почвы, которая поднимается по описанным ранее сосудам древесины к верхним частям дерева. В случае сборки сока капиллярные эффекты (и связанная с этим адгезия/когезия) конечно важны, но находятся где-то позади корневого давления.
Весной за счет разности концентраций растворенных веществ (ионов и органических молекул) внутри клеток корня дерева и в воде, содержащейся в почве возникает т.н. осмотическое давление.
Осмотическое давление — это давление, которое необходимо приложить к раствору, чтобы самопроизвольное перемещение растворителя (обычно воды) через полупроницаемую мембрану из области с меньшей концентрацией растворенных веществ в область с большей концентрацией. Возникает осмотическое давление потому, что система стремится выравнять концентрации по обе стороны мембраны
Из-за возникновения градиента концентраций растворенных веществ, вода из почвы стремится поступать внутрь клеток корня, где концентрация растворенных веществ выше. Такой приток воды создает избыточное давление (достигающее 10 атм), направленное вверх по сосудам древесины.
Правда выталкивает оно лишь то, что уже имеется в почве. Клетки корня активно транспортируют ионы из почвы внутрь дерева, повышая концентрацию растворенных веществ в корневых волосках. Повышенная концентрация ионов в клетках увеличивает осмотическое давление, усиливая приток воды в корень. Вода начинает накапливаться в центральной части корня создает гидростатическое давление, которое продавливает воду по сосудам древесины.
Микромеханика дерева
Если смотреть с точки зрения гигиены и эпидемиологии, то такая «автобалансирующая» способность древесины (параметр «равновесная влажность») не играет на руку людям. Потому что вместе с влагой древесина впитывает в себя споры бактерий/сами бактерии. Попадать внутрь трахеид и сосудов древесины микроорганизмы могут благодаря разным механизмам: хемо- и реотаксису, броуновскому движению, гидродинамике. Хемотаксис — это двигательная реакция на градиент концентраций, реотаксис — это реакция на наличие потока. Под гидродинамикой подразумевается изменение траекторий движения бактерий из-за ассиметричных сил, действующих на их тело/жгутики, приводящее к переориентировке внутри потоков жидкости. Наконец броуновское движение — это причина, которая изменяет расстояние бактерий от стенок капилляра и способствовать их взаимодействию с поверхностями.
В «тоннелях» деревянного подповерхностного слоя (в отличие от непористого пластика, металла, стекла и керамики) бактерии могут жить, размножаться и, в потенциале, заражать продукты питания. Особенно хорошим “местом жительства” является древесина с трещинами. Продольные трещины (образуются когда волокна древесины ориентированны перпендикулярно поверхности доски) намного предпочтительнее для жизни чем поперечные, в них незванные гости могут задерживаться на глубинах до сантиметра (т.е. такие бактерии не уже доступны для классических моющих средств). В трещинах же поперечных бактериальное загрязнение наблюдается на небольших глубинах, до 1-3 мм. Хотя при этом стоит держать в уме то, что поперечные трещины более склонны к накоплению остатков продуктов, а значит предоставляют лучший субстрат для последующей колонизации бактериями. С другой стороны, чем глубже трещина, тем сложнее бактериями из нее выбраться. К сожалению консенсуса на этот счет у научного сообщества пока нет, как нет и научных работ, изучавших этот вопрос.
Трещины как дефект образуются в древесине чаще всего в результате длительного замачивания в воде, и как результат, переувлажнения. Ведь механические циклы растяжение-сжатие коррелируют только с режимом влажности. Типичная доска на микроуровне похожа на пучок сырых спагетти. Если эти спагетти замочить в воде, то они увеличатся в объеме за счет увеличения толщины, при этом длина особенно не изменится. Т.е. за счет таких колебаний скорее всего увеличатся расстояния между отдельными макаронинами, а не начнут трескаться сами макаронины. То же самое и с волокнами древесины. Когда доска намокает, она расширяется перпендикулярно волокнам, «тангенс рвет на части».
Строителям известно, что древесина сжимается и расширяется по-разному в продольном (вдоль волокон), радиальном (перпендикулярно годовым кольцам) и тангенциальном (параллельно годовым кольцам) направлениях.
Это явление называется анизотропией. По мере высыхания древесина сжимается в тангенциальном направлении в среднем на 8%, в радиальном направлении примерно на 4% и в продольном направлении направлении — всего на 0,2-0,4%. Именно тангенциальная усадка во время сушки сырой древесины приводит к образованию глубоких трещин, причем трескается там, где расстояние от поверхности до сердцевины наименьшее.
Причина анизотропии проста. Древесина (клеточные стенки) химически состоит из целлюлозы, лигнина, и гемицеллюлоз. Молекулы целлюлозы — длинные линейные полимеры глюкозы, соединены между собой прочными ковалентными связями. Эти цепи (биологические тросы) вытянуты вдоль волокон древесины, формируя микрофибриллы, совсем как коллаген внутри человеческого волоса (о них)
Микрофибриллы дерева ориентированы параллельно оси роста дерева, и прочность в продольном направлении максимальна, снижая вероятность разрыва почти к нулю. А вот между собой отдельные микрофибриллы связаны водородными связями (значительно более слабые чем ковалентные).
При высыхании древесины количество водородных связей уменьшается, и волокна начинает легче разделяться друг от друга вдоль направления роста. При высыхании дерева вдоль волокон усадка минимальна, а поперечно — максимальна. В результате возникают внутренние напряжения, которые проявляются трещинами вдоль волокон, т.е. именно там, где сцепление между микрофибриллами слабее всего. Не стоит забывать и то, что пространство между микрофибриллами заполнено аморфным, неупорядоченным лигнином, который при высыхании быстро отдает влагу и становится хрупким. Прочность древесины на сдвиг резко уменьшается и растет вероятность трещин вдоль волокон.
В паренхимной матрице бамбука упаковано значительное количество сосудистых пучков. С одной стороны паренхима бамбука, как и древесина дерева, содержит значительное количество гидрофильных гемицеллюлоз, т.е. тоже набухает. Присутствует анизотропия как и у деревьев — большее удлинение вдоль волокон и меньшее в поперечном направлении. Но во-первых сосудистые пучки ориентированы продольно, это минимизирует расширение в радиальном направлении. Во-вторых у бамбука меньше лигнина и присутствует в составе гидрофобный кремнезем. Паренхима гидратируется, но гораздо слабее чем у обычного дерева. В-третьих у бамбука клеточные стенки сосудистых пучков толще и содержат меньше пор, что ограничивает проникновение воды. В отличие от тех же лиственных пород, где межклеточные стенки тонкие/пористые и способствуют более равномерному и интенсивному набуханию. Главный минус бамбука в том, что он не формирует таких монолитных массивов как дерево и для формирования удобного материал должен склеиваться по аналогии с ДСП (об этом будет ниже). Такие композитные материалы имеют массу ограничений.
Биологическое оружие разделочной доски
Способность бактерий проникать и выживать в древесине варьируется в широком диапазоне значений и зависит от условий окружающей среды. Высокие температуры и влажность (вспомните, как в фильмах показаны кухни ресторанов — жара, пар и почти тропический микроклимат) благоприятствуют быстрому проникновению бактерий вглубь древесины и активному их там размножению. Питания там должно хватать, особенно на больших кухнях в старых потрепанных жизнью разделочных досках с множеством трещин.
При всей очевидности проблемы, исследовательские работы связанные с изучением бактериальных сообществ на деревянных разделочных досках представлены фрагментарно. Чаще всего все ссылки приводят к одной группе исследователей. Гигиенические исследования фокусируются в основном на сравнении деревянных и пластиковых досок и никто не углубляется в анатомию древесины и физико-химию взаимодействий бактерий с материалом. В общем в этой теме мы пока еще наблюдаем terra incognita с огромным количеством белых пятен.
В общем и целом можно сказать, что на кухонной утвари, как правило, обитает достаточно широкий спектр микроорганизмов. Чаще всего они являются естественной частью микробиома продуктов питания. Хватает там и патогенных бактерий, особенно если деревянная утварь контактирует с сырым мясом. Считается, что на деревянных досках лучше выживают грамм-положительные бактерии, а вот грамм-отрицательных почти нет. Связано это в основном с физической химией работы «абордажных крюков», о них далее.
У грамм-положительных бактерий, которые чаще всего обнаруживаются на деревянных досках, в качестве адгезинов выступают тейхоевые кислоты и специфические белки клеточной стенки.
Давайте же перечислим теневых чемпионов. Тройку бактериальных лидеров, которые чаще всего обнаруживаются в дереве разделочных досок и (иногда, если «карта ляжет») являются причиной заражения продуктов.
🥇Escherichia coli. Королева столов и кухонь — E. coli. Эта бактерия часто путешествует с сырым мясом и птицей. Притом в доске могут жить как патогенные типы, так и безвредные. Самый известный из патогенных — это O157:H7 — энтерогеморрагический штамм E. coli, самая частая причина пищевых отравлений
🥈Listeria monocytogenes. Менее распространенные бактерии листерии. Но тем не менее, считающиеся наиболее опасными обитателями разделочных досок. Листерии могут быть как патогенные, так и безвредные. Из патогенов самый живучий (и чаще всего встречющийся на разделочных досках) — это Listeria monocytogenes, вызывающая такое заболевание как инфекционный листериоз.
Листерия может жить как в анаэробных, так и в аэробных условиях, считается одним из наиболее вирулентных пищевых бактериальных патогенов. Из безвредных листерий на деревянных досках встречаются чаще всего Listeria innocua. Граммположительные палочки, не образующие спор. Они используются как модельный штамм в микробиологии для изучения высокопатогенных Listeria monocytogenes
🥉 Salmonella enterica. Почетная бронза у Salmonella typhimurium или Salmonella enterica . Это третий «базовый» бактериальный патоген деревянных досок, тоже чаще всего ассоциируемый с сырым мясом.
Граммположительная бактерия со жгутиками. На деревянных досках может задерживаться надолго. Про сальмонеллезы рассказывать, думаю, не стоит. Один из подвидов Salmonella enterica является возбудителем брюшного тифа. Да и в целом, вполне себе биологическое оружие
📜 Факультативно можем вспомнить вирусы и грибы. Несмотря на то, что каких-либо исследований на предмет этих объектов именно на деревянных разделочных досках я не встречал, тем не менее здравый смысл подсказывает, что быть in situ они могут. Из «вирусов пищевых отравлений» можно наверное упомянуть «морепродуктные» норовирусы и «гастроэнтеритные» ротавирусы, да еще гепатовирус вирус гепатита А, который отлично передается через зараженную пищу и контактные поверхности.
Что же касается грибов, то наиболее вероятно встретить на деревянной доске либо какие-то плесневые грибы, повреждающие влажную древесину (Trichoderma, Aspergillus, Penicillium, Cladosporium) либо грибы, попавшие на доску при нарезке поврежденных растений, чаще всего это Fusarium (см про «грозу дачников» — токсины грибов Фузария)
В разговоре про связь бактерий и дерева стоит отметить не только кухонных бактерий, которые проникают в деревянную разделочную доску с трещинами, но и бактерий которые сопровождают березовый и кленовый сок — если корневая система повреждена (есть трещины или поры), то бактерии могут проникать в сосудистую систему дерева и в период активного сокодвижения распространятся по сосудам древесины. Благо сок деревьев содержит сахара и другие органические вещества, которые являются неплохой питательной средой для микроорганизмов. Помимо физики в виде корневого давления и капиллярного эффекта, бактериям активно помогает здесь и химия упомянутых ранее «абордажных крюков».
Так что березовый и кленовый соки, безусловно, привычны и традиционны, но могут, особенно при нарушении места и технологии сбора, принести больше проблем, чем удовольствия. Так что, как говорит минское метро, «будьте внимательны и осторожны». Те же адгезины патогенных бактерий, кстати, одинаково хорошо работают как на закрепление в порах деревянных разделочных досок, так и в порах/трещинах/повреждениях живых кленов и берез (см. Не все березовые соки одинаково полезны)
Очень важно учитывать и то, что многие патогенные микроорганизмы именно на деревянных досках способны образовывать биопленки и отлично себя защищать (от обычного мытья доски с мылом например)
Биопленка — организованное сообщество микроорганизмов, которые прикреплены друг к другу или к поверхности и погружены в матрикс из полимерных веществ, синтезированных самими микроорганизмами.
Если смотреть в общем, то получится, что биопленка примерно на 15% объема состоит из микроорганизмов, а 85% занимает внеклеточный полимерный матрикс из экзополисахариды, ДНК и белков. Считается, что 95-99% всех микроорганизмов в природе существует в виде биопленок. Почему это важно для нас? А потому что в 60% случаев биопленки обнаруживаются именно на деревянных досках (и лишь в 30% случаев — на пластиковых и 10% — на стеклянных)
Ясно что проблема бактериального обсеменения деревянных разделочных досок существует. Более того, встречаются мнения гигиенистов, которые именно разделочные доски считают основной причиной возникновение и распространения кишечных инфекций. Особенно это характерно для развивающихся стран и различных общественных учреждений, вроде детских садов и больниц.
Хотя все сказанное вполне проецируется и на личное домохозяйство и персональную кухню. Более того — этот вопрос волнует людей, иначе бы не было такого количества публикаций в различных интернет-источниках, у инфлюэнсеров, фудблогеров, медийных поваров и проч. кухонного и около-кухонного люда. Советов существует огромное мнение, я попробовал их разделить на большие группы и прокомментировать.
Первая группа советов — «выбирай правильную древесину!»
Советчики рекомендуют предпочитать разделочные доски из «менее пористой древесины». Что они (повара и блогеры) хотят этим сказать — предположить сложно. Предположу, что имеется ввиду «диффузно-пористая древесина». Т.е. кухонная доска из диффузно-пористой древесины микробиологически более безопасна чем кольцево-пористая древесина. Советчики считают что идеальным материалом является клен, грецкий орех и вишня, а вот, например дуб нужно избегать. Логично что в таких рекомендациях нет никакой взаимосвязи ни с анатомией древесины, ни с тесно связанной с этим гигроскопичностью. Просто взятые из воздуха мнения.
В ответ на такие заявления сразу хочется вспомнить исследования, где сравнивались образцы диффузно-пористой древесины (сахарный клен и европейский бук) и кольцево-пористой древесины (красный и белый дуб, хотя формально белый дуб имеет закрытые поры и должен тоже работать как диффузно-пористое дерево). Далее, в разделе о пропитке разделочных досок есть картинка, где разница между типами древесины заметна невооруженным глазом. В общем исследователи переносили бактерии на образцы деревянных досок и изучали бактериальное восстановление.
Бактериальное восстановление — процесс возвращения бактерий в живое состояние после того, как они подверглись стрессовым условиям или были временно неактивны (в «уснувшем» состоянии) из-за воздействия низких температур, высыхания или действия дезинфицирующих средств.
Результат эксперимента показал, что на древесине европейского бука бактериальное восстановление минимальное. Хотя относительно «ингибирования» листерий лидером стал белый необработанный дуб. Можно условно считать, что листерия лучше выживает на необработанных диффузно-пористых образцах древесины и хуже на кольцево-пористых (притом что кольцево-пористые сорта имеют более развитую внутреннюю поверхность и, в общем, считаются лучшими «инкубаторами» для бактерий.
Если смотреть в общем, то считается что уровни бактериального обсеменения на деревянных разделочных досках снижаются в течении суток и не всегда кореллируют со влажностью (почему — далее). В общем какой-то «лучшей» древесины попросту не существует. Хотя допускается условно считать, что лучше самоочищает свою поверхность от сальмонеллы диффузно-пористая древесина бука, а от листерии — кольцево-пористая древесина дуба.
Все эти сравнения, на мой взгляд, довольно субъективны, потому что редко (никогда!) учитывают фундаментальные отличия между твердыми породами (лиственные деревья) и хвойными породами (хвойные деревья). Я в принципе не встречал научных статей, в которых бы разницу уровней бактериального загрязнения связывали с клеточными различиями (сосуды или трахеиды, смоляные каналы или камедные протоки etc). Тема разделочных досок — это одно из современных белых пятен
Вторая группа советов - «выбирай бактерицидную древесину»
Очень распространенное интернет-поверие — то, что древесина некоторых деревьев может сама по себе обладать бактерицидными свойствами. Чаще всего в этом свете упоминается сосна (за счет α- и β-пинена и лимонена, с претензией на подавление Staphylococcus aureus). За счет чего терпены могут иногда давать такие эффекты см. хабра-статью
Вторым по уровню бактерицидности многие считают дуб (за счет «дубильных веществ»— полифенолов). С отставанием за ними следует клен (опять дубильные вещества) и лиственница (опять дубильные вещества, якобы особо активные против Pseudomonas aeruginosa). В теории действительно таннины можно притянуть к биоцидным эффектом. Я писал про это в статье про хурму. Это даже не статья, а настоящий гимн дубильным веществам.
Именно за счет дубильных веществ «автобактериоцидная» активность (очень слабенькая) приписывается и буку, и ели. Из редких пород дерева (=маловероятно что кто-то в средней полосе будет продавать такие разделочные доски) еще можно вспомнить чайное дерево (Melaleuca alternifolia) с его терпинен-4-олом и эвкалипт с его эвкалиптолом.
Если смотреть не заинтересованным взглядом, то и кухонные блогеры, и научные исследователи этой темы одинаково субъективны. А все результаты оценки бактерицидных свойств древесины чаще всего противоречивы и не могут выступать в качестве аксиомы. На мой взгляд привязываться именно к утилитарной бактерицидности какой-то одной породы дерева нет смысла. Хотя бы потому, что любая древесина обычно имеет кислый рН (pH 4,3–5,2) что в комбинации с стрессом высыхания (уменьшение влажности/гигроскопичности) приводит к постепенному уменьшению количества бактерий на досках. Здесь нет сильных отличий, нет четко обозначенных бактерицидных деревьев. Есть лишь «интернет-верования»
Третья группа советов — " пропитывай разделочную доску"
Многие, очень многие интернет-советчики говорят о необходимости функциональной пропитки разделочной доски. То есть необходимости регулярно смазывать деревянную разделочную доску маслом, чтобы древесина оставалась пластичной и не трескалась. Для этой цели чаще всего используется льняное масло, минеральное масло или пропитки на основе пчелиного воска. По аналогии с деревянной мебелью, напольными покрытиями, или, например, рукоятками ножей.
Существует огромное множество специальных пропиток, которые чаще всего обещают предотвратить растрескивание дерева (такое случается, когда древесина долго находится во влажном состоянии) и не допустить проникновения «вредных бактерий» в глубь древесины. При все этом научная литература, которая бы оценивала роль пропиток на жизнедеятельность микробных сообществ на деревянных поверхностях — практически полностью отсутствует. Существующие исследования (которые часто просто сравнивают деревянные доски с пластиковыми) в большинстве своем ничего не говорит ни о наличии пропитки, ни о ее типе, как бы подразумевая, что древесина не обработана. Хотя логично предположить, что использования того же льняного масла может заблокировать сосуды/трахеиды и серьезно замедлить/затормозить процессы проникновения бактерий в глубь дерева.
Фактически, пропитанная деревянная доска приближается по своим свойствам к пластиковой доске. В это же время, пусть и фрагментарно, но всплывают и исследования, в которых льняное масло позиционируется как стимулятор роста бактерий на древесине. Так же работает и минеральное масло, значительно увеличивая показатели бактериального восстановления. Причем интересно, что в то время как и льняное, и минеральное масло положительно влияют на выживаемость бактерий на древесине, они по своих химическим свойствам сильно различаются.
Льняное масло — это коксующееся масло, которое после полимеризации образует пленку внутри древесины. Минеральное масло же остается жидким внутри древесины, и по идее, должно бы оказывать меньшее влияние на гигроскопичность доски.
Но — нет. Вместо блокировки сосудов/трахеид внутри древесины и снижения гигроскопичности (а значит и способности бактерий проникать внутрь) такие масла даже в минимальном количестве защищают бактерии от стрессов, связанных с поверхностью древесины (антимикробные соединения, быстрое высыхание из-за гигроскопичности). Слово минимальном выделено не зря, потому что при максимальном нанесении доска превращается из деревянной в пластиковую, из-за гидрофобности поверхности жидкость будет просто собираться в капли и скатываться с поверхности.
В целом можно считать, что все покрытия деревянных разделочных досок либо вообще не меняют, либо увеличивают поверхностную бактериальную нагрузку. Так что всем, кто использует различные воски и масляно-восковые эмульсии нужно быть внимательными. Эти аксессуары, которые, кстати, часто продаются вместе с самими досками, могут быть не только ненужными, но и потенциально вредными.
Для склеивания подобных массивов древесины чаще всего используются следующие клеи:
Полиуретановые смолы (PUR — хабра-статья про них): демонстрируют высокую устойчивость к влаге и большинству химических веществ, хотя при длительном воздействии высоких температур или активных химических соединений способны реагировать с жирными кислотами и спиртами с разрушением клеевого шва и выделением токсичных веществ (аммиак и изоцианаты, чаще всего метилендифенилдиизоцианат)
⚠️ Про изоцианаты — см. Бхопал и фильм Железнодорожники: не рассказанная история Бхопала.
Карбамидоформальдегидные смолы (UF): стоят дешевле остальных, но имеют ограниченную влагостойкость. Уязвимы к кислотам и щелочам. Во влажной среде гидролизуются с выделением формальдегида.При воздействии влаги происходит гидролиз, клеевой шов деградирует и выделяется свободный формальдегид.
⚠️ Про формальдегид и меламин — см. обширную статью ФОРМАЛЬДЕГИД или серию заметок в LAB-66 (раз, два, три)
Меламин-формальдегидные (MF) и меламино-мочевино-формальдегидные смолы (MUF): стоят немного дороже MF, но при этом обеспечивают бОльшую влагостойкость. Более устойчивы к кислотам и к гидролизу чем UF, т.е. деградируют под воздействием органических кислот и щелочных растворов, но медленнее чем UF. В процессе гидролиза выделяют формальдегид, аммиак и амины (вроде толуидина), циануровую кислоту и цианаты, аммелин/аммелид.
По данным на 2024 год, на глобальном рынок клеёных деревянных изделий в Европе и Северной Америке доминируют клеи PUR и MUF, в Азии популярны UF клеи. И те, и другие не предназначены для экстремальной температурной обработки (прокаливание в духовке, дезинфекция окислителями и т.п.). Так что всегда держите это в уме и не слишком «нагружайте» ваши «сборные конструкции»
Если же речь идет про клееный бамбук, то здесь абсолютный лидер при склеивании — это фенолформальдегидная смола (PF). В простейшем рассмотрении бамбук расщепляют, сушат, пропитывают фенолформальдегидной смолой и прессуют/формуют. А фенолформальдегидная смола, несмотря на свою термостойкость, довольно легко деградирует при постоянном нагревании (более 150°C и наличии зон локального перегрева) выделяет и формальдегид, и фенол, и много других VOC токсинов. Притом «кухонных сценариев», которые могут инициировать начало деградации фенолформальдегидного связующего масса — это и контакт с нагретой посудой, и проливы горячих жидкостей и нагрев клееных досок (не только бамбуковых, но и вообще) в микроволновке. Активное долгое мытье композитных досок и использование агрессивных моющих средств так же приводит к набуханию, образованию микротрещин, ускорению гидролиза связующего и, как результат, увеличение эмиссии токсичных веществ в воздух кухни/в продукты питания.
Четвертая группа советов — «дезинцифицируй разделочную доску»
Советы с призывом к emergency-дезинфекции разделочных досок в Интернет встречается довольно редко, но тем не менее они наиболее практически целесообразны для уменьшения вероятности развития бактерий. Деревянную доску можно и нужно дополнительно обезвреживать (особенно после работы с сырым мясом). Самый простой и доступный способ — это опустить доску на 30–60 секунд в кипящую воду. Если конечно есть подходящая по размеру емкость для той воды. Как вариант — использовать прожарку с помощью утюга. Так, кстати умеют/любят делать некоторые матёрые корейцы
Привычный по пандемии способ физического обеззараживания гладких поверхностей в виде UVC-ламп в случае деревянных разделочных досок и скрытых в их глубинах бактерий — никак не поможет. А вот бесполезные во время коронавируса микроволновые печи могут и сработать. Есть исследования, в которых разделочные доски разных типов прогонялись через микроволновку на максимальной мощности. В итоге для уничтожения всей бактериальной микрофлоры в дереве достаточно было 3-4 минут, а на пластиковых досках даже 15 минут не давали ровным счетом никакого эффекта. Удивительного в этом ничего нет. Про дерево и СВЧ волны ранее уже упоминалось в статье Drevotochcy Stories. Микроволны СВЧ против насекомых.
Если кратко, то речь там о том, что диполи воды помещенные в электромагнитное поле, например, поле СВЧ, они ориентируются на быстрые изменения поля, вызывающие молекулярное трение и повышение температуры соответственно. Насколько эффективно воздействие микроволн на материал — зависит от свойств самого материала, электрической напряженности поля и длины волны. Рассчитать все можно, по известной формуле Q = 2·f·εr·ε₀·E²·V·t·tgδ для однородного электромагнитного поля, где важнейшие параметры это εr — относительная диэлектрическая проницаемость материала, ε₀ — диэлектрическая проницаемость среды, V — объем твердого тела, t — время выдержки
Стоит учитывать, что современные резонаторные магнетроны же дают электромагнитное поле рассеянное, и как следствие — напряженность варьируется от…и…до в разных точках приложения. За счет внутренней влаги дерево медленно прогревается, и медленно остывает (отдает тепло), губительно действуя на бактерии. Но стоит учитывать и возникновение давление водяного пара, которое возникает при микроволновой обработке древесины. Т.е. микроволновая обработка может не только привести к резкому усыханию объема древесины, но и к появлению несметного количества микротрещин, которые в дальнейшем будут убежищем для колоний бактерий. Т.е. если уж начал дезинфицировать деревянную разделочную доску СВЧ, то придется делать это всегда.
Если возможности использовать физические методы обеззараживания нет (например, доска слишком велика, чтобы протиснуться в микроволновку), то остается только матушка-химия. Здесь два наших главных союзника, наша «армия и флот»— это «перекись» и «гипохлорит»
Я не буду останавливаться на «народных лайфхаках» с протиранием доски уксусом, лимоном, хлоргексидином и проч, потому что они не дают достаточной безопасности при разумной экспозиции. Не думаю что вы будете квасить доску в уксусе две недели (не говоря уж про изменение ее физико-химических свойств от такой «ферментации»). Сюда же относится и обеззараживание спиртами. Пандемия научила выбирать максимальную эффективность, а не играть в русскую рулетку. Тот самый случай, когда перфекционизм будет не лишним.
Первый отличный способ — это использование пероксидных соединений, привычных еще с пандемии. Например перекиси водорода (см. хабра-перекись). Стандартной концентрацией «для протравы» можно считать 5% стоматологическую перекись водорода с экспозицией в 5 минут. Наносить ее лучше всего на вымытую от биологических фрагментов доску, предварительно высушенную бумажными полотенцами. После экспозиции доску еще раз промываем под проточной водой и ставим сушиться в вертикальном положении. На пищевых производствах для обеззараживания давно применяется надуксусная кислота 5–6 %, но найти ее для домашних условий может быть сложно.
Второй способ — это конечно же разные галогенсодержащие соединения. В первую очередь это хлорсодержащие соединения в целом, и гипохлорит натрия в частности. Чаще всего используется 0,5% раствор гипохлорита натрия (см хабра-гипохлорит). Также обеззараживателями могут выступать т.н. иодофоры. Или йод-содержащие соединения в которых йод находится в комплексе с солюбилизаторами (вроде повидона, поливинилового спирта, производных крахмала, хитозана или целлюлозы). Эти “носители” стабилизируют йод в водных растворах, но скорее всего бесповоротно испортят внешний вид вашей разделочной доски. Поэтому их тоже рассматривать не станем. Но в уме держим, что йод, как и другие галогены, обладает хорошими биоцидными свойствами.
Отмечу и тот факт, что в целом для обеззараживания дерева также активно применяются ЧАСы (четвертичные аммониевые соединения), чаще всего додецилтриметиламмония хлорид, или алкилдиметилбензиламмония хлорид (подробности про этот класс веществ см в статье). Но для использования с продуктами питания их применять нельзя, ибо они так и ждут, чтобы уничтожить микрофлору кишечника.
Подведем итоги
Деревянные разделочные доски, особенно используемые одновременно для разделки мяса и резки овощей могут нести внутри себя достаточно серьезные бактериальные патогены, худшим из которых являются листерии. Хотя исследования которые бы хоть сколько-то осязаемо очерчивали риск заражения именно через разделочные доски представлены крайне фрагментарно. Рассматривать этот аспект начали совсем недавно и очень немногие эпидемиологи.
В целом основной угрозой можно считать продукты, которые долгое время контактируют с зараженной доской и возможность миграции «обсеменения» условно чистых продуктов болезнетворными организмами, «культивированными» на «питательной среде» деревянной разделочной доски. Работает т.н. кросс-контаминация (перекрестное загрязнение), когда например Salmonella enterica обнаруживается на овощах, которые резали на тех же деревянных досках, где ранее резали куриное филе.
Вообще, оставлять что-либо из продуктов на разделочной доске, особенно если ее не дезинфицировать, чревато как минимум кишечными инфекциями. Плюс упомянутые в начале статьи биопленки часто выступают весомой защитой от «просто помой с мылом».
И порода древесины, и наличие пропитки влияют на способность разделочных досок формировать сообщества эндогенных бактерии и «самоочищать» поверхность. Наиболее эффективным с точки зрения биобезопасности является ничем не обработанный европейский бук. Вся древесина с покрытием имеет большую обсемененность, чем не обработанная.
Деревянные разделочные доски, как правило, обеспечивают меньшее восстановление бактерий по сравнению с пластиковыми досками с течением времени. Пластиковые поверхности могут содержать бактерии в канавках и царапинах, но в случае древесины естественные физико-химические свойства древесины (плюс под вопросом наличие бактерицидных терпенов и полифенолов) могут подавлять рост бактерий после первоначального заражения. Дискуссионным является и вопрос использования разделочных досок склеенных из фрагментов (дерева или бамбука), т.к. они могут быть источником эмиссии формальдегида и сопутствующих продуктов распада. С такими досками очень внимательно нужно подходить как к эксплуатации (недопустимость перегрева и использования активных химических моющих средств/дезинфектантов).
Если же говорить о разделочной доске из цельного куска дерева, то главным фактором безопасности такой доски является правильный уход и соблюдение несложных правил:
1. Использовать разные доски для разных продуктов, для мяса отдельно, для овощей отдельно, чтобы снизить риск перекрестного заражения
2. После каждого использования доски (особенно после нарезки сырого мяса и рыбы) — обязательно промывать доску горячей водой с мылом, стараясь очистить все полости (хотя если такие полости и растрескивания образовались — доску лучше заменить). Хорошо ополоснуть несколько раз. При этом никогда не замачивайте деревянную разделочную доску в воде и не кладите ее в посудомоечную машину. Длительное намокание — прямой путь к растрескиванию, образованию глубоких продольных щелей-трещин и накоплению в них микробной нагрузки.
3. Хорошо высушивайте доску после мытья. Вначале ее можно вытереть сухими бумажными полотенцами, а потом установить в вертикально положение (улучшенная циркуляция воздуха) для досушивания
4. В особо тяжелых случаях используйте термическую или химическую (перекиси и хлорсодержащие вещества) дезинфекцию.
В общем пока, на данном уровне развития техники, полноценно стигматизировать деревянные доски не получается :) Более того, они, на мой взгляд, имеют гораздо больше прав оставаться на кухне, чем пластик. Но при этом всегда стоит помнить, что владение деревянной доской требует от владельца понимания ответственности.
Автор: steanlab
