השאלה המלאה: ראיתי שעל סבון הכלים כתוב שהוא מכיל חומרים פעילים. האם החומר הפעיל הוא סבון? איך הוא פועל נגד התפתחות חיידקים?



מיכל שלום,

תודה על שאלתך,

"הסבון בכה מאוד, דני לא רוצה בי עוד..." עוד בגן הילדים למדנו כולנו שחשוב לרחוץ ידיים בסבון ומים. למעשה, שימוש בסבון תועד לראשונה הרבה לפני ימי הגן שלנו. ידוע שכבר בבבל העתיקה, בשנת 2800 לפני הספירה הנוצרית, נהגו לייצר סבון שהיה מבוסס על מים, שמנים וצמחים. במהלך ההיסטוריה ייצרו אנשים סבון בדרכים שונות ובהרכבים שונים, וחגיגת הרחצה הגיעה לשיאה בתקופת האימפריה הרומית, אז נהגו האזרחים לרחוץ בבתי מרחץ ציבוריים.


בית מרחץ ציבורי ב-Caracalla. ציור מאת הצייר לורנס אלמה-טדמה | התמונה לקוחה מוויקיפדיה

אחרי נפילת האימפריה הרומית חדלו רוב תושבי אירופה להתרחץ באופן סדיר ולהשתמש בסבון. במאה ה-14 תרמו הצטברות הלכלוך, הזוהמה והיעדר ההיגיינה להתפשטות "המגפה השחורה", מגפת הדבר שקטלה כשליש מאוכלוסיית אירופה בתוך שנים ספורות. הסבון חזר לבסוף לשימוש המוני רק בין המאה ה-17 למאה ה-19, תחילה כמוצר מותרות יקר ולבסוף כמוצר בסיסי שמחירו שווה לכל נפש.

במאה ה-19 הומצא הסבון הנוזלי הראשון שהיה מבוסס על שמן דקלים (פאלם) ושמן זית (אוליב) ומכאן שמו הידוע: סבון פלמוליב. הסבון הנוזלי היה יעיל ונוח יותר לשימוש מפתיתי הסבון והשימוש בו התרחב יותר ויותר מאז תחילת המאה ה-20.


פרסומת לסבון פלמוליב משנת 1915 Iהתמונה לקוחה מוויקיפדיה. נוצרה בידי B.J. Johnson Soap Company, Inc

מרכיבי הסבון

מה מכיל סבון הכלים הנוזלי שלנו? מהם החומרים הפעילים בו והאם הם פועלים כנגד חיידקים?

ככל הסבונים, גם סבון הכלים הנוזלי מבוסס על תרכובת של מלח וחומצת שומן. למולקולות הסבון יש קצה הידרופובי (שונא מים) שמבוסס על חומצת השומן, וקצה הידרופילי (אוהב מים) שמבוסס על מלח. הקצוות ההידרופוביים של המולקולות נקשרים לשומן שבלכלוך ואילו הקצוות ההידרופיליים פונים החוצה ונקשרים למולקולות המים שאיתם אנו שוטפים את הכלים. כך נוצרות "מיצלות", מעין כדורים של מולקולות סבון שעוטפים את גושי השומן בשל התכונות ההידרופוביות בחלק הפנימי של הכדור, ונשטפים ביעילות במים הודות למעטפת ההידרופילית החיצונית של הכדור.


מיצלה, הקצוות ההידרופיליים (לבן) פונים כלפי חוץ והקצוות ההידרופוביים (חום) כלפי פנים | הרישום לקוח מוויקיפדיה; נוצר בידי Mariana Ruiz Villarreal

החומר הפעיל בסבון הכלים הוא בדרך כלל דטרגנט הכולל תערובת של כמה חומרים פעילי שטח. בתהליך הניקוי חומר פעיל שטח הוא החומר שמאפשר המסה של שומנים ושטיפתם במים אך בה בעת הוא מסוגל גם להקטין את מתח הפנים של המים.

כוחות המשיכה בין מולקולות המים יוצרים מתח פנים גבוה. התופעה הזו מובילה ליצירת צברי מולקולות מים על גבי משטחי בד או זכוכית, דבר שמעכב את הירטבות המשטח ומקשה על הליך הניקוי שלו. חומרים פעילי שטח מפריעים לכוחות המשיכה הללו ומחלישים את מתח הפנים של המים. כך המים יכולים להרטיב את המשטח כולו ולאפשר ניקוי יעיל.

כאשר המים "קשים", כלומר מכילים מינרלים, יעילות הסבון יורדת. הסבון יוצר תגובות עם מלחי המינרלים שיוצרות משקעים בלתי מסיסים שאינם נשטפים. המשקעים האלה מקשים את הבד שנוקה ומצטברים באמבטיות, בכיורים ובמכונות כביסה. חלק מהסבון מתבזבז על תגובה עם המינרלים הללו, כך שפחות ממנו פנוי לעבודת הניקוי עצמה.

חומרים פעילי שטח מנטרלים את "קשיות" המים. הרכבם הכימי מאפשר לצמצם את התגובה עם המינרלים ולמנוע את יצירת המשקעים.

ככל שאחוז החומר הפעיל גבוה יותר כך תהיה יעילות הניקוי של הסבון גבוהה יותר. עם זאת, יש לקחת בחשבון שרוב החומרים האלו הם דטרגנטים סינתטיים שאינם עוברים תהליכי פירוק. הם מצטברים במקורות מים, מזיקים לצמחים ולבעלי חיים וחלקם אף גורמים גירויים בעור. כיום, כחלק מהמגמה הירוקה, נוטים לייצר יותר דטרגנטים אקולוגיים שעוברים תהליכי פירוק.

 


בקבוקי סבון כלים נוזלי | התמונה לקוחה מוויקיפדיה; נוצרה  בידי Onderwijsgek

ומה בנוגע לחיידקים? האם נוזל הכלים מכיל חומר פעיל שמונע התפתחות של מושבות חיידקים על גבי הכלים שלנו? לא בהכרח. רוב נוזלי הכלים הקיימים בשוק אינם מכילים חומרים קוטלי חיידקים, אך עצם הניקוי של הכלים, שכולל הסרת שאריות מזון, "מחסל" את בית הגידול המפנק של החיידקים. כאשר המשטח נקי ממזון, אין לחיידקים כל סיבה להתמקם עליו ולפתח בו מושבת חיידקים – אם ייעשו את זה הם פשוט יגוועו ברעב. לכן שימוש נכון בנוזל כלים רגיל מסיר בפועל את רוב החיידקים המסוכנים.

קיימים בשוק נוזלי כלים אנטי-בקטריאליים שמכילים חומרים קוטלי חיידקים כגון כלורהקסידין, יודין, כלורוקסילנול או טריקלוסן. עם זאת, יש מחקרים שטוענים ששימוש נרחב בתכשירים האנטי-בקטריאליים גורם חיטוי-יתר, משמיד את סביבת המחיה הטבעית ואולי אף מעודד גידול של אוכלוסיית חיידקים עמידה.

בומרנג – בחזרה אליך

ניסוי בומרנג: כדי להשוות את יעילותם של נוזלי כלים שונים במניעת התפתחות של מושבות חיידקים בצעו את הניסוי הבא: שפשפו בשר נא (עוף או בקר) על ארבע צלחות שונות. טבלו כל צלחת בכלי עם מים שבהם ערבבתם מראש שתי כפיות של נוזל כלים. אפשר להשתמש בנוזלי כלים של חברות שונות ואף בנוזלי כלים אנטי-בקטריאליים. אספו דגימה מכל צלחת באמצעות קיסם כותנה סטרילי (קיסם לניקוי אוזניים) ומרחו על צלחת פטרי מלאה באגר. עקבו אחר צלחות הפטרי במשך כמה ימים ובדקו היכן התפתחו מושבות חיידקים.

בדקו גם מה קורה כאשר הדגימה נלקחת אחרי שהכלים יובשו. האם מתפתחת אותה כמות של מושבות חיידקים? חפשו באינטרנט מהם תנאי הגידול המיטביים להתפתחות של מושבת חיידקים ואיך זה מסתדר עם תוצאות הניסוי שלכם.

בהצלחה,

ד"ר ענת לונדון
המחלקה לנוירוביולוגיה
מכון ויצמן למדע

אתר דוידסון אונליין עוסק במתן מדע מדעי בלבד ואין לראות בכתוב בו תחליף לייעוץ רפואי או תזונתי. אין לצטט חלקים מכתבה זו, אלא רק את הכתבה בשלמותה.



הערה לגולשים
אם אתם חושבים שההסברים אינם ברורים מספיק או אם יש לכם שאלות הקשורות לנושא, אתם מוזמנים לכתוב על כך בפורום ואנו נתייחס להערותיכם. הצעות לשיפור וביקורת בונה יתקבלו תמיד בברכה.

8 תגובות

  • איקו

    איך פועל הסבון - המוצק, הנוזלי ?

    ההסבר על הדרך בה הסבון פועל הנו מדעי מדי ולא מובן-לי ולכמה חברים שהראיתי להם את הכתבה.

  • איילת

    עשיתי ניסוי איך סבון כלים

    עשיתי ניסוי איך סבון כלים משפיע על גידול חיידקים ובאמת החיידקים מתו איך אפשר להסביר אתזה?

  • דוד

    חומריפ פעילי שטח

    אני מתכנן לבצע ניסוי, שבו אבדוק מה משפיע על מידת ההרטבה של נוזל מסוים על משטח. כך, הגעתי למסקנה ,שעדיף להשתמש בסוג אחד של נוזל, תוך שינוי הריכוז של החומר פעיל השטח בנוזל.( ידוע שחפש מקטין את מתח הפנים). רציתי לשאול אילו חומרים אמפיפיליים זולים זמינים לתלמיד תיכון? (חשוב שיהיו טהורים, לא סבון ,למשל.)
    כולסטרול הוא אמפיפטי, אך הוא קשה להשגה ויקר יחסית.

  • אירמה בן משה

    הקשר בין ריכוז המלחים במים לבין מידת ההקצפה

    שלום,
    האם יש קשר בין ריכוז המלחים במים לבין מידת ההקצפה של סבון?

  • דר ענת לונדון

    מלחים במים והקצפה

    אירמה שלום,
    כאשר ריכוז המלחים במים גבוה ובעיקר אם מדובר במלחים מינרליים, שמכילים יוני סידן ומגנזיום, מלחים אלו יצרו משקעים קשי תמס ויקשו על יצירת בועות. אלה אותם "מים קשים" שהוזכרו בכתבה.

    בברכה,
    ד"ר ענת לונדון

  • יגאל

    אשמח ליותר פירוט

    ידעתי שיבוא היום שיהיה שימוש לצלחות הפטרי שלי, (סתם אין לי באמת, מאיפה אני אמור להשיג צלחות פטרי ואגר)

    בכל מקרה אשמח ליותר פירוט בקשר לתהליכים ששמם רק צוין:אך החומרים הללו מקטינים את שטח הפנים של המים, איך חומרים מפחיתים את הקשרות הסבון למינרלים (מים "קשים") ומה ההבדל הכימי בין הקצה ההידרופובי וההידרופילי
    תודה

  • דר ענת לונדון

    פירוט נוסף

    יגאל שלום,

    תודה על תגובתך,

    ראשית, אני מסכימה כי אגר אינו מצרך נפוץ במטבח הממוצע. עם זאת, ג'לטין בהחלט כן (לפחות במטבחם של חובבי הג'לי והעוגות). אז הנה קישור למתכון קליל להכנת מצע גידול לחיידקים על בסיס ג'לטין וחומרים שזמינים בכל בית או בכל מרכול שכונתי.

    וכעת לשאלותייך: כאמור, למולקולות הסבון יש קצה הידרופובי וקצה הידרופילי. מבחינה כימית קצה הידרופובי מתאפיין בשייר פחמני המכיל קשרי מימן-פחמן, למשל קבוצת CH3. לעומת זאת, קצה הידרופילי מתאפיין בקבוצה פולרית, קוטבית, בעלת מטען חשמלי חלקי, שמסוגלת ליצור קשרי מימן (למשל, הקשרים שקיימים בין מולקולות המים) ולכן מאפשרת מסיסות במים, למשל קבוצה כוהלית OH.

    על מולקולות מים שנמצאות בעומק הנוזל פועלים כוחות שמקורם במולקולות מים שכנות כך שהכוחות מאזנים זה את זה. לעומת זאת, מולקולות מים שנמצאות בפני השטח אינן מוקפות באופן מושלם במולקולות מים שכנות ולכן סך הכוחות הפועלים עליהן אינו מאוזן. מולקולות אלו נמשכות אל פנים הנוזל, הנוזל נדחס ומגיב בהתנגדות. מאזן הכוחות הזה גורם ליציבות מולקולות המים על פני השטח וליצירת מתח פנים גבוה. זו הסיבה, למשל, שהמים בכוס מלאה על גדותיה אינם נשפכים ויוצרים מעין שכבה יציבה.

    בתמיסה של מים וסבון הקצה ההידרופובי של מולקולות הסבון שנמצאות בפני השטח נדחס הרחק ממולקולות המים, כלפי חוץ, מרחיק את מולקולות המים זו מזו ומפחית את הכוח המפעל עליהן. כתוצאה מכך מולקולות הסבון מערערות את המבנה היציב שיוצר את מתח הפנים הגבוה. על ידי הפחתת מתח הפנים מאפשר הסבון התפשטות של מולקולות המים והרטבת המשטח שמיועד לניקוי.

    מים קשים, הם מים שמכילים מלחים מינרליים ועשירים ביונים כמו יוני סידן (שאחראים להיווצרות האבנית בחימום המים) ויוני מגנזיום. הקצה ההידרופילי של מולקולת הסבון, שהוא קצה פולרי וטעון חשמלית מגיב עם היונים שבמים ליצירת משקע קשה תמס. בעקבות התגובה הסבון מאבד את הקצה ההידרופילי שלו ויעילותו פוחתת משמעותית.

    לדטרגנטים מבנה כימי שונה מסבון. חלקם מכילים קבוצות שמגיבות עם המים ליצירת תרכובות שמסיסות במים, חלקם מכילים קבוצות שמסוגלות להגיב עם היונים שבמים מבלי לאבד את התכונה ההידרופילית, אחרים מכילים מספר ראשים הידרופיליים לפצות על אלו שאובדים בעקבות התגובה עם המים. בצורה כזו הם מפחיתים את יצירת המשקעים ומגבירים את יעילות הניקוי.

    בברכה,
    ד"ר ענת לונדון

  • יגאל

    עכשיו זה מובהק

    אני מודה לך על התשובה המפורטת והמצוינת