Tekijä: Riikka Räisänen

Julkaistu

Kasvien antimikrobisuusominaisuuksista IHC2022 kongressissa

1100-luvulta olevan luostarin puutarhan yrtti- ja lääkekasvimaa (Angers, Ranska).

 

International Horticultural Congress IHC2022 järjestettiin 31. kerran 14-20. elokuuta Angers’ssa Ranskassa (https://www.ihc2022.org/). Kongressi kokosi lähes kaksi ja puolituhatta tutkijaa ympäri maapalloa. Viiden päivän ajan kuultiin mielenkiintoisia esityksiä kasveista ja kasviyhdisteistä.

Itse osallistuin Medicinal and Aromatic Plants -session, jonka aiheet liittyivät yrtteihin ja lääkinnällisiin kasveihin. Monissa esityksissä kuvattiin eri kasvikantoja, ja miten kasvuolosuhteet ja lajikkeet vaikuttivat aktiivisten aineiden pitoisuuksiin.

Humala oli eräs mielenkiintoinen kasvi, jota tutkitaan laajasti myös siinä olevien aktiivisten aineiden vuoksi. Tutkimusta vauhdittaa tietysti artisaanioluiden ja pienpanimojen suosion kasvu, mutta tämän rinnalla myös mahdollisten sivuvirtojen hyödynnettävyys. Erityisen kiinnostavia ovat humalan paikalliset lajikkeet, joista löytyy monenlaisia variaatioita ja karaktäärejä. Humalassa on runsaasti α- ja β-happoja, jotka tuovat olueen karvaista makua, mutta jotka toimivat myös terveyttä edistävinä yhdisteinä, ja niillä on todettu olevan mm. antimikrobisia ominaisuuksia. Humalassa on myös runsaasti fenolisia yhdisteitä, joista monet toimivat antioksidantteina. Humalan paikallislajikkeita tutkitaan laajasti niin Keski-Euroopassa kuin Skandinaviassa, mm. norjalaisten toimesta.

Vihreistä kasveista tuttuakin tutumpi klorofylli ja sen hajoamistuotteet kiinnostavat tutkijoita niiden antioksidatiivisten ja antibakteeristen ominaisuuksien vuoksi. Tutkimuksissa on todettu, että esim. nokkosesta saadaan helposti eristettyä suuria määriä porfyriini- ja karoteeniyhdisteitä. Näiden antimikrobinen teho on suurimmillaan juuri seoksina. Tämä puoltaa eristysprosessin yksinkertaisuutta ja yhdisteiden käyttämissä jatkojalostukseen seoksina enemmin kuin puhtaina yhdisteinä.

Tutkimusesitysten ohella oli osallistujilla mahdollisuus tutustua paikallisiin puutarhoihin. Eräs mielenkiintoisimmista paikoista oli 1100-luvulta peräisin olevan luostarin puutarha yrtti- ja lääkekasvimaineen. Tunnelma puutarhassa oli kuin suoraan vuosisatojen takaa.

Konferenssista sai paljon ajatuksia ja ideoita BioAnti-hankkeeseen. Tästä on hyvä jatkaa tutkimusta.

Riikka Räisänen
Dosentti, yliopistotutkija ja käsityönopettajan opintosuunnan johtaja
Helsingin yliopisto

Kuva: Riikka Räisänen

 

Julkaistu

Ruusuisia koesuunnitelmia

Kuva: Mari Kallioinen-Mänttäri

Kevään edetessä kauppoihin alkoi ilmestyä ruusukimppuja ja niitä ostettiin kotiin koristamaan kahvipöytiä äitienpäivänä. Kevään edettyä kesään onniteltiin valmistuneita ja monissa juhlissa maljakot täyttyivät ruusuista. Myös BioAnti -projektikokouksissa oltiin ruusuisissa tunnelmissa, mutta kukkien ulkoisen kauneuden sijaan keskityimme siihen, mitä kauneuteen kätkeytyy. Ruusut olivat keskustelumme kohteena, koska niiden viljelyssä syntyy kasvijätettä eli biomassaa, joka on meille biojalostuksen kehittäjille mielenkiintoinen raaka-aine esimerkiksi antimikrobisten yhdisteiden tuottamiseksi vaikkapa tekstiiliteollisuuden tarpeisiin. Ruusujen tuotannossa syntyvän ”jätebiomassan” kiinnostavuutta lisää se, että ruusuja tuotetaan ihmisiä ilostuttamaan valtavia määriä vuosittain sekä kimpuissa että yksittäin. Esimerkiksi pelkästään Suomeen tuodaan vuosittain 50-70 miljoonaa yksittäistä ruusua (www.yle.fi 1.6.2018) ja Suomessa kasvatetaan 1-2 miljoonaa ruusua vuodessa. Tämän lisäksi puutarhat tuottavat kotipuutarhureille ruusupensaiden taimia.

Ruusujen viljelyssä jätettä syntyy hoitoleikkauksessa, jolloin ruusuista poistetaan sivuversoja ja nuppuja. Tätä nuppuja ja sivuversoja sisältävää biomassaa voisi tieteellisiin tutkimuksiin perustuen käyttää antimikrobisen uutteen raaka-aineena, sillä tutkimuksissa on osoitettu, että eri ruusulajien nupuista valmistetut uutteet ovat antimikrobisia ja ruusunnuppu-uute voi hidastaa merkittävästi esimerkiksi bakteerien E. coli ja S. typhimurium kasvua. Ruusunnuppu-uute sisältää antosyaaneja, jotka mahdollistavat tekstiilien värjäyksen. Tämä tekee ruusun kasvatuksessa syntyvästä biomassajätteestä BioAnti -projektin tutkijoille erittäin mielenkiintoisen raaka-aineen.

Kevään kokousten ruusuiset tunnelmat ovat nyt konkretisoituneet koesuunnitelmiksi ja ensimmäiset ruusubiomassajakeet on vastaanotettu laboratorioon. Kun lomien jälkeen jatkamme projektin parissa, alkavat myös ruusunnuppujen uuttokokeet ja uutteen sisältämien mielenkiintoisten yhdisteiden talteenottoprosessin kehittäminen. Tavoitteenamme on uute, jonka tuottaminen on mahdollisimman ympäristöystävällistä ja kustannustehokasta ja jolla on mahdollisuus sekä värjätä tekstiilejä että tuoda tekstiileihin antimikrobisia ominaisuuksia. Syksyn mittaan VTT:n ja LUT-yliopiston labroissa on siis tiedossa ruusuntuoksua ja kauniin värisiä uuttoliuoksia.

Mari Kallioinen-Mänttäri
Professor, Head of the Department of Separation Science
LUT University

Kuva: Mari Kallioinen-Mänttäri

Julkaistu

BioAnti – Biopohjaiset antimikrobiset aineet kasvimateriaalien sivuvirroista tekstiilien viimeistelyaineiksi

Suomi on kestävyyden kärkimaita. Yhteiskuntamme tuottaa kuitenkin sivuvirtoja, joiden valjastaminen hyötykäyttöön vaatii edelleen tutkimusta. Kaksivuotisen (1.4.2022-31.3.2024) tutkimuksemme (BioAnti) tavoitteena on luoda edellytykset puutarhoista ja puistoista peräisin olevan biomassajätteen hyödyntämiselle ja jalostamiselle tekstiiliteollisuuden viimeistysaineiksi. Jopa neljännes puutarhasadosta voi päätyä sivuvirraksi. ”Olisi erinomaista, että kasvihuoneviljelyn sivuvirtana syntyvästä kasvimateriaalista voitaisiin jalostaa korkeamman arvon raaka-aineita ja tuotteita. Kasvihuonevihannesten viljelyssä syntyy normaalien hoitotoimenpiteiden yhteydessä tasaiseen tahtiin tasalaatuista lehtimassaa. Olisi hienoa, jos siitä voidaan uuttaa raaka-aineita tekstiiliteollisuudelle. Olemme mielenkiinnolla mukana tekemässä yhteistyötä tutkimushankeen kanssa”, toteaa kasvihuoneviljelijöiden toimialajärjestö Kauppapuutarhaliiton toiminnanjohtaja Niina Kangas.   

BioAnti-hankkeessa kehitetään kestävä ja kustannustehokas prosessi, jossa kiinnostavat yhdisteet eristetään biomassajakeesta uutteeseen, ja jalostetaan edelleen yksinkertaisella membraanitekniikkaa hyödyntävällä prosessilla antimikrobiaaliseksi tuotteeksi tekstiiliteollisuuden tarpeisiin. Tekstiilit sitovat kosteutta ja ovat siten oivia kasvualustoja mikrobeille aiheuttaen terveysriskejä. Tekstiiliteollisuudessa on suuri tarve korvata synteettiset antimikrobiset yhdisteet kestävän kehityksen mukaisesti tuotetuilla yhdisteillä. BioAnti-hankkeen lähtökohtana on kestävyys ja prosessi, jossa energia ja materiaalit virtaavat ja kiertävät niin että jätettä ei synny. Tavoitteena on jätteetön prosessi, jossa kaikille jakeille pyritään osoittamaan järkevää hyötykäyttöä. Hankkeen konsortiossa ovat Helsingin yliopiston tutkimusryhmä (ryhmänjohtaja dosentti Riikka Räisänen), Teknologian tutkimuskeskus VTT:n tutkimusryhmä (ryhmänjohtaja erikoistutkija Suvi Häkkinen) sekä LUT yliopiston erotustekniikan osaston ryhmät, joilla on kokemusta biojalostuksen erotus-, fraktiointi-, puhdistus- ja väkevöintiprosessien kehittämisestä (ryhmänjohtaja prof. Mari Kallioinen-Mänttäri) ja biojalostamoiden tehdas- ja laitossuunnittelusta (ryhmänjohtaja apulaisprof. Kristian Melin). Konsortiossa yhdistyvät HY:n tekstiiliosaaminen ja asiantuntemus luonnonyhdisteiden tekstiilisovelluksista, VTT:n osaaminen antimikrobisten uutteiden tuottamisessa ja hyödyntämisessä, sekä uuttojäännöksen valorisoinnissa sekä LUT yliopiston erotustekniikan sekä laitos- ja tehdassuunnittelun osaaminen. Konsortiolla on käytössään huomattavan laajat tutkimusvälineistöt voidessaan hyödyntää kolmen suuren organisaation infrastruktuuria.   

BioAnti – Biopohjaiset antimikrobiset aineet kasvimateriaalien sivuvirroista tekstiilien viimeistelyaineiksi sai Jane ja Aatos Erkon Säätiön kaksivuotisen rahoituksen 21.12.2021. 

Lisätietoja hankkeesta: Riikka Räisänen, riikka.raisanen[a]helsinki.fi