Puusta jopa satojen eurojen kilohinta – uuttamalla kantokin taipuu moneen

Kuusen kaarna, kanto ja kantoa lähinnä olevat juuret sisältävät suuria määriä bioaktiivisia yhdisteitä, joita voitaisiin käyttää lääkkeissä, lisäravinteissa ja kosmetiikassa. Vastaavien tuotteiden hinta liikkuu jopa sadoissa euroissa kiloa kohti.

”Puusta eristetyt stilbeeniyhdisteet voivat estää solujen haitallista hapettumista, joka johtaa solujen tuhoutumiseen, ihon vanhenemiseen ja tulehduksiin”, sanoo Harri Latva-Mäenpää, joka väitteli asiasta tohtoriksi aiemmin tänä vuonna.
Latva-Mäenpään mukaan havupuiden stilbeeniyhdisteet ovat rakenteeltaan hyvin samankaltaisia kuin kaikkein tunnetuin stilbeeni, resveratroli, jonka on esitetty olevan esimerkiksi yksi punaviinin ja puolukoiden bioaktiivisista komponenteista.
Latva-Mäenpään väitöstutkimuksen kohteena olivat kuusen ja männyn juuret, kanto ja kaarna. Lignaaniyhdisteille erityisen rikas lähde on kuusen juuren niska kannon ja juurien välissä. Niillä on jo nykyään käyttöä terveyttä edistävissä lisäravinteissa.
Stilbeeniyhdisteiden on havaittu myös tappavan mikrobeja. Niinpä niitä voitaisiin ehkä jopa käyttää puun tai muiden rakennusmateriaalien suojana. Työ tarjoaa myös uutta tietoa kasvien fysiologian ja suojautumisen ymmärtämiseksi.

Sivuvirroille lisää arvoa

Tutkimus kohdistettiin kantoihin, juuriin ja kuoreen nimenomaan siksi, että pyrittiin selvittämään, millaisia sivuvirtoja nykyisistä metsätalouden tuotteista voisi hyödyntää. Tavoitteeksi asetettiin tuotteet, joiden arvonlisä olisi nykyisiä merkittävästi suurempi.
Latva-Mäenpään mukaan yhdisteiden löytyminen ei sinällään ollut uutinen. ”Kyllä nämä tiedossa ovat olleet, mutta aiemmin niihin ei ole kiinnitetty niin paljon huomiota ainakaan kaupallisessa mielessä eikä etenkään pienten ja keskisuurten yritysten näkökulmasta”, sanoo Latva-Mäenpää ja lisää, että ehkä yrityksetkään eivät ole halunneet julkistaa kaikkia tietojaan.
Aineiden analyysi- ja uuttomenetelmissä pyrittiin heti löytämään sellaiset, joista olisi eniten hyötyä jatkossa. ”Esimerkiksi uuttomenetelmiä on paljon, mutta me keskityimme niihin, jotka olisi helpointa skaalata teolliseen mittakaavaan”, sanoo Latva-Mäenpää.

Uutolla irti jopa neljännes puuraaka-aineesta

Uusia yhdisteitä on aiemmin löytynyt esimerkiksi oksien rungon sisällä olevista osista. Ne ovat kuitenkin erilaisia kuin nyt kannoista ja juurista tutkitut. ”Yhteistä niille on, että niitä muodostuu puun ’stressipaikkoihin’, joissa kasvu ei ole tasaista ja puuaines rasittuu”, sanoo Latva-Mäenpää.
Kuinka arvokkaita nämä aineet sitten voisivat olla? Lopullisesti sitä ei voi sanoa ennen kuin tuotteet ovat markkinoilla, mutta vastaavat lääketeollisuuden raaka-aineet maksavat 200–2000 euroa kilo.
Uuttosaantokin melkoinen: puumateriaalista riippuen 5–25 prosenttia. ”Suhteellisesti suurimmat osuudet löytyvät kaarnasta”, sanoo Latva-Mäenpää.
Tällaiset sivutuotteet voisivat lisätä esimerkiksi bioenergian tuotannon kannattavuutta; jos kannosta tuotetaan uuttoaineita, kelpaa yli jäävä osuus energiantuotantoon.
Jatkossa Latva-Mäenpää peräänkuuluttaa lisää tutkimusta, tuotekehitystä ja kaupallistamista sekä yritysten ja tutkimuslaitosten yhteistyötä. Luonnontuotteiden markkinat kehittyvät koko ajan ja tutkituille tuotteille on kansainvälistä kysyntää.
Työssä kehitettiin myös menetelmiä yksittäisten stilbeeniyhdisteiden eristämiseksi puhtaina yhdisteinä. Niitä tutkittiin eri varastointiolosuhteissa ja ultraviolettivalossa.
Erityisesti ultraviolettivalossa stilbeenien havaittiin muuttavan muotoaan. ”Näiden uusien molekyylien ominaisuuksista ei ole tietoa ja se olisikin mielenkiintoinen jatkotutkimuksen aihe”, sanoo Latva-Mäenpää.

…………………..
Hundreds of euros per kilo of wood – versatile products from stumps by extraction

Spruce bark, stump and roots close to the stump include large amounts of bioactive compounds, which could be used to produce medicines, additional nutrients and cosmetics. Price of corresponding products is some hundreds of euros per kilo at the moment.

”Stilbene compunds extracted from wood may prevent the harmful oxidation of cells. Oxidation destroys the cells as well as erodes and erupts the skin,” says Harri Latva-Mäenpää, who completed his doctoral thesis of the case earlier this year.
According to Latva-Mäenpää, the stilbene compounds of coniferous trees resemble very much the most famous stilbene, resveratrol, which has been suggested to be one of the bioactive components of red wine and lingonberry.
In his doctoral thesis, Latva-Mäenpää examined roots, stumps and bark of spruce and pine. An especially rich source of lignan compounds is the ”neck” of the spruce root between roots and stump. These compounds already now are used to produce additional nutrients supporting health.
One observation is that stilbene coumpounds kill microbes. Thus, they probably could be used to protect timber and other construction materials. The doctoral thesis offers new information on plant physiology and protection as well.

More value for side product flow

Stumps, roots and bark were chosen as objectives of the study, because the aim was to find better ways to benefit from the side production flows of the present forest industry production. As a target were products, which would give significantly more value added than the present ones.
As to Latva-Mäenpää, finding these compunds was not a piece of news as such. ”They have been common knowledge previously as well, but they have not been regocnised at least from the commercial point of view, or from the standpoint of small and medium-size enterprises,” says Latva-Mäenpää, and adds that it also might be that the companies do not want to reveal what they know about the case.
From the start, it was as a target to find such methods for analyses and extraction that could be most beneficial in the future as well. ”There are several methods of extraction, for example, but we concentrated on those, which are most easy to upscale to industrial size,” says Latva-Mäenpää.

Yield of extraction may be even one fourth of wood material

New compounds have been found out also previously from the extensions of the tree branches inside the trunk. These compounds, however, differ from the ones found from roots and stumps.
”What is common for them is that they emerge where the tree feels ’stress’, where the growth is uneven and the wood material is strained,” says Latva-Mäenpää.
How valuable could these compounds then be? You cannot say it definitely until the products are on the market, but resembling raw-materials for pharmaceutical industry cost some EUR 200–2,000 per kilo at the moment.
The yield of the extraction is significant as well: depending on the wood material it is some 5–25 percent. ”The largest proportional yields are found from bark,” says Latva-Mäenpää.
Such side products could increrase the profitability of bioenergy production; after extraction the residual stump can be used in energy production.
As to the future, Latva-Mäenpää calls for more research and development, more commercialisation and more cooperation between companies and research institutes. The markets of natural products are increasing and there is a continuous and international demand for research-based product development.
Latva-Mäenpää also developed methods to isolate single, pure stilbene compounds. These were examined in different storing conditions and in ultraviolet light.
He found out that the conformation of stilbenes altered especially in the ultraviolet light. ”We do not know, what are the characteristics of these new molecules. It would be most interesting subject for research as well,” says Latva-Mäenpää.