FM Eelis Halmemies tutki kemian alan väitöstutkimuksessaan Jyväskylän yliopistossa erilaisia kuusesta saatavia teollisia sivuvirtoja: niiden kemiallista koostumusta, miten koostumus muuttuu varastoinnin aikana ja miten erilaisia uuteainejakeita saadaan erilaisten liuottimien avulla eroteltua.
Suomessa kuusen teollisesta käsittelystä syntyy sivuvirtana vuosittain esimerkiksi miljoonia kuutiometrejä kuusenkuorta, joka päätyy pääosin poltettavaksi energiantuotannossa.
”Kuusen kuoriaines sisältää kuitenkin arvokkaita, esimerkiksi terveysvaikutteisia yhdisteitä, joita voisi hyödyntää paljon korkeammankin jalostusarvon tuotteissa”, Halmemies sanoo.
Jotta biojalostamot voisivat hyödyntää teollisia sivuvirtoja käyttökelpoisessa muodossa, jatkojalostukseen tarvitaan tutkittua tietoa raaka-aineen kemiallisista muutoksista varastoinnin yhteydessä.
Syöpälääkettä kannon pohjasta?
Kiinnostavia kuusesta saatavia yhdisteitä ovat esimerkiksi stilbeenit, tanniinit ja lignaanit.
”Esimerkiksi lignaaneja, joilla on tiettävästi muun muassa syöpää estäviä ominaisuuksia, löytyy kuusen kantojen pohjista ja oksien sisätyvestä”, Halmemies kertoo.
Stilbeenejä ja tanniineja taas löytyy kuusen kuoresta. Stilbeenit ovat luonnon antioksidantteja, jotka suojaavat puuta. Tanniinit ovat polyfenolisia yhdisteitä, joilla olisi laajasti käyttökohteita, esimerkiksi jäteveden puhdistuksessa.
Tutkimuksessa kehitettiin sekä kaasu- että nestekromatografisia menetelmiä, joilla pystyttiin erottelemaan erityyppiset yhdisteet ja tunnistamaan ne.
Varastoinnilla on väliä
Varastointikokeissa selvisi, että kun kuusen kuorta varastoitiin tavanomaiseen tapaan kasassa, stilbeenipitoisuus laski nopeasti.
”Mikrobiologiset prosessit alkavat hajottaa materiaalia nopeasti, ja jo muutamassa viikossa stilbeenipitoisuudet vähenevät merkittävästi. Tukkipuussa stilbeenit säilyivät huomattavasti paremmin.”
Jos uuteaineiden halutaan säilyvän, sivuvirrat tulisikin varastoida mahdollisimman suurina kappaleina ja suojassa kosteudelta.
”Monet hyödylliset aineet huuhtoutuvat pois, jos materiaali altistuu vedelle. Lisäksi materiaali tulisi suojata auringonvalolta sekä säilyttää kylmässä hajoamisprosessin minimoimiseksi – vesiliukoiset uuteaineet ovat usein sitoutuneita sokereihin, jolloin sekä hyönteiset, sienet että mikrobit hyödyntävät niitä ravintonaan.”
Myös kuoren hiilihydraatti- ja ligniinipitoisuuksia tutkittiin. Yllättävä tulos oli, että ligniinin määrä näytti lisääntyvän etenkin kasavarastoinnissa.
”Olisikin mielenkiintoista tutkia tarkemmin, mistä se johtuu”, Halmemies sanoo.
Lue lisää
Eelis Halmemiehen väitöskirja Chemical Changes in the Industria Extractive-Containing Sidestreams of Norway Spruce (Picea abies) During Storage on luettavissa Jyväskylän yliopiston JYX-julkaisuarkistossa: https://jyx.jyu.fi/handle/123456789/92612
Linkki Eelis Halmemiehen väitöskirjaan
