Granens värde ökar

29.8.2014
Inom skogsindustrin har granens bark inte ansetts vara särskilt värdefull. De stilbener som barken innehåller kan emellertid förädlas till läkemedel, krämer och byggmaterial inom industrin.

Inom skogsindustrin har man ansett att granens bark är en sekundär råvara. Den har använts som bränsle inom energiproduktionen och som torrströ på utedasset. Ny forskning ger emellertid möjlighet att använda barken för high tech-produkter med högt förädlingsvärde.

Hemligheten ligger i de molekyler som kallas stilbener. Av barkens vikt utgör dessa aromatiska kolväten 1–10 procent, och de är bundna till sockren i löslig form.

– Stilbener är naturens antioxidanter, och med hjälp av dem försvarar sig träden mot rötsvampar och skadeinsekter, förklarar Kristiina Wähälä, professor i organisk kemi.

Denna skyddsfunktion möjliggör många kommersiella tillämpningar. Stilbener skulle t.ex. kunna användas för att jaga bort termiter eller som skydds- och impregneringsmedel för trä i stället för de kemikalier som traditionellt används.

– Stilbener är effektiva skyddsmedel, så det behövs sannolikt mindre av dem än av de traditionella kemikalierna, bedömer Wähälä.

Man undersöker också om stilbener kan användas i cancermediciner. Eftersom de hindrar mögel från att sprida sig i trädets celler skulle de också kunna hindra t.ex. tjocktarmscancer från att sprida sig i människans celler.

Wähäläs grupp har redan under en längre tid arbetat med att ta fram läkemedelsstilbener på syntetisk väg i laboratorium. Dessa har sedan skickats till läkemedelsutvecklare i Mejlans för ytterligare tester. Att bygga upp en molekyl bit för bit är ändå ett långsamt och dyrt arbete.

Under de senaste åren har Wähäläs grupp utvecklat s.k. extraktion med hett vatten, en metod där även stora molekyler kan lösgöras hela ur trädets bark.

– Det här är atomekonomiskt. Stilbensstommen fås direkt ur barken, varefter man kan bygga på den efter behov i ett laboratorium.

NORDLIG FÖRDEL

Tills vidare är en fortsatt utveckling av stilbener ett ekonomiskt löfte, vars uppfyllande än så länge är osäkert. Mellan grundforskningen och den produktutveckling som siktar på en kommersiell tillämpning inom ett par år finns en gråzon, som egentligen inte får finansiering från något håll.

– Finland är känt som ett skogs- och träland, och här finns nu en möjlighet att utveckla dyra specialprodukter av material som i dag slängs bort, framhåller Wähälä.

Finland har inte bara mycket skog, utan just sådan skog som innehåller mycket stilbener. Barken på våra granar innehåller mer stilbener än t.ex. i Centraleuropa.

– Den långsamma tillväxten och de karga förhållandena i norr gör att träden innehåller mer aromatiska ämnen än i söder. Detsamma gäller för bär, berättar Tytti Sarjala, specialforskare vid Skogsforskningsinstitutet.

SKYDDSFAKTOR?

Det finns många vilda visioner om de kommersiella möjligheter som stilben erbjuder. Ämnet har visat sig vara fotoaktivt. Under inverkan av ljusstrålar tar det emot energi och ändrar karaktär från s.k. transform till cisform, vilket innebär att det isomeriseras.

Detta innebär att stilbener kan lämpa sig som olika spårämnen och för tillvaratagande av energi samt som konstruktionsmaterial inom halvledarindustrin.

– Två olika energitillstånd är i princip en likartad mekanism som den som kislets funktion grundar sig på. Genom att binda samman kisel och stilben kan kislets halvledaregenskaper eventuellt förstärkas ytterligare. Detta kan vara till nytta vid utvecklingen av nanotekniken, där allt måste vara mindre och effektivare, berättar Harri Latva-Mäenpää, forskare vid Metla och studerande inom doktorandprogrammet i kemi och molekylära vetenskaper.

På ett mer allmänt plan kan stilbeners egenskap att ta emot solstrålar i framtiden komma att utnyttjas i solskyddskrämer.

– Stilbener verkar skydda växternas celler mot skadlig UV-strålningen. Den här egenskapen kan vara till nytta även för människan, säger Tytti Sarjala.

BÄTTRE TORRSTRÖ

Av gran tillverkas enorma mängder papper och bräder, varför det finns mer än nog av barkrester för stilbensindustrin. När stilbenerna har avlägsnats från barken kan det som återstår fortfarande brännas eller användas som torrströ.

Hur påverkas då barkens egenskaper som torrströ på utedasset när stilbenerna avlägsnas? Forskarna skrattar. Det här har egentligen ännu inte undersökts.

– Troligen blir torrströet ännu bättre efter att stilbenerna har avlägsnats. De skyddar ju barken mot mikrober varför komposteringen sannolikt kommer att ske snabbare utan stilbener, bedömer Sarjala.

Artikeln har publicerats i tidningen Yliopisto 6/2014.