Mikrobien salaisuudet paljastuvat dna:n avulla – metsäyhtiön laboratoriossa pakkauskartongin ominaisuuksia tutkitaan samoilla menetelmillä kuin rikoksia

Stora Enso kehittää dna:n avulla laadukkaampaa kartonkia elintarvikepakkauksiksi.

metsäteollisuus
Vanhempi tutkija Kirsi Partti-Pellinen työssään Stora Enson tutkimuskeskuksen DNA-laboratoriossa.
Vanhempi tutkija Kirsi Partti-Pellinen työssään Stora Enson tutkimuskeskuksen DNA-laboratoriossa.Jari Tanskanen / Yle

Stora Enson tutkimuskeskuksessa Imatralla tehdään uraauurtavaa dna-tutkimusta, joka auttaa metsäkonsernia kehittämään kartongista entistä parempilaatuisia elintarviketeollisuuden pakkauksia.

Muovipakkausten sijaan monet elintarvikkeet voidaan lähivuosina pakata uusiutuvista raaka-aineista valmistettuihin kartonkipakkauksiin.

Tulossa on myös kokonaan uusia tuotteita – Stora Enson Imatran tutkimuskeskuksessa kehitetään esimerkiksi sellupohjaista, läpinäkyvää pulloa. Kehitysstyössä apuna on dna-tutkimus.

Stora Enson Imatran tutkimuskeskus.
Stora Enson tutkimuskeskus Imatralla.Yle Lappeenranta

Vastaus moneen tutkijoita askarruttavaan kysymykseen voi löytyä mikrobien dna:sta. Metsäyhtiöistä Stora Enso perusti ensimmäisenä oman dna-laboratorion, joka toimii Imatralla osana konsernin tutkimuskeskusta.

– Kaikissa elävissä olennoissa on dna:ta. Puunjalostusteollisuuden mikrobit ovat mielenkiintoinen tutkimuskohde, sanoo tutkija Kalle Riihinen.

Samalla hän varoo visusti paljastamasta uusimpia tutkimustuloksia, sillä Stora Enso haluaa säilyttää etumatkan kilpailijoihinsa. Yhtiö on viime vuosina menestynyt mikroselluloosan kaupallistamisessa, ja meneillään olevat tuotannon laajennukset lisäävät kapasiteettia.

Lääketeollisuus ja rikostutkimus ovat viime vuosina pystyneet hyödyntämään entistä tehokkaammin dna:sta saatavaa tietoa, mutta metsäteollisuus on vasta havahtumassa dna-tutkimuksen tarjoamiin mahdollisuuksiin.

– Dna-tutkimus korvaa nykyisin hyvin usein perinteistä mikrobiologista maljaviljelyä. Tulokset ovat tarkempia, ja pystymme hyödyntämään hyvin säilyviä näytteitä myöhemminkin jatkotutkimuksissa, jatkaa tutkija Kalle Riihinen.

Uusi teknologia on moninkertaistanut näytteistä saatavan tiedon määrän.

Tutkija Kalle Riihinen ja vanhempi tutkija Kirsi Partti-Pellinen Stora Enson DNA-laboratoriossa.
Tutkija Kalle Riihinen ja vanhempi tutkija Kirsi Partti-Pellinen Stora Enson DNA-laboratoriossa.Jari Tanskanen / Yle

Stora Enson dna-laboratoriossa työskentelevä Kalle Riihinen sai alunperin koulutuksen poliisille tehtävään dna-rikostutkintaan Britanniassa, mutta luonnossa liikkuvalle tutkijalle metsä tuntui lopulta kiinnostavammalta vaihtoehdolta. Kollega Kirsi Partti-Pellinen puolestaan aloitti DNA-tutkimuksen kaloilla.

Kuulostaa ehkä yllättävältä, mutta kartonginvalmistuksen mikrobien ja rikosten tutkimuksessa on paljonkin yhteistä.

– Teknologia on samanlainen tutkittaessa rikoksia tai kartonkia, mutta tietysti on mielekkäämpää katsoa uusia tuotteita, kuin rikoksen uhreja, pohtii Riihinen.

Yhtiön tuloksen perusteella perusteella kartongin valmistajat ja eri alojen tutkijat ovat onnistuneet työssään, sillä Saimaan rannalla tehtävä pakkauskartonki myy maailmalla hyvällä hinnalla ja yhtiön tulos on ylittänyt analyytikoiden odotukset.

Saimaan puhdas vesi on kartongin raaka-aine

Tutkijoiden tehtävänä on varmistaa, että tuotantolinjan päästä asiakkaalle lähtevä elintarvikepakkauskartonki on ensiluokkaista ja ennenkaikkea puhdasta.

Paperitehdas Stora Enso Imatra.
Kare Lehtonen / Yle

Raaka-aineilla on suuri merkitys lopputulokseen, eikä ole aivan sattumaa, että suomalaista metsäteollisuutta on keskittynyt juuri Saimaan rannalle.

Tutkijalle mikrobit ovat kuin Saimaan päiväkirja.

Kalle Riihinen

– Täällä on paljon puhdasta vettä, mikä on tärkeää prosessin kannalta. Täällä ovat myös hyvät puulähteet ympärille ja kuljetusreittinä sijainti on hyvä, pohtii tutkija Kalle Riihinen.

Valvomo Stora Enson Imatran tehtaalla.
Kari Kosonen / Yle

UPM valmistaa Lappeenrannassa biodieselin lisäksi sellua, aikakauslehtipaperia ja sahatavaraa. Metsä Groupiin kuuluvan Metsä Fibren Joutsenon tehdas on puolestaan tiettävästi maailman suurin yksilinjainen havusellutehdas, jonka tuotannosta suuri osa viedään Aasiaan. Stora Enson tulevaisuuden tuotteet liittyvät sellun tekoon ja kartongin valmistamiseen.

Metsäyhtiöt myös panostavat tutkimukseen. Teollisuuslaitosten yhteyteen on kehittynyt suomalaisen metsäteollisuuden piilaakso, tutkimuskeskittymä, joka koostuu Stora Enson ja UPM:n tutkimuskeskuksista, Metsä Groupin tehtaista sekä Lappeenrannan teknillisestä yliopistosta.

Dna paljastaa ympäristön muuttumisen

Stora Enson dna-laboratoriossa seurataan tarkkaan, miten Saimaan vesi muuttuu eri vuodenaikojen mukaan. Silmin näkymättömät mikrobit kertovat ravinnon kiertokulusta – kiertävätkö typpi, fosfori ja hiili kuten pitääkin. Tutkijalle mikrobit ovat kuin Saimaan päiväkirja.

Verkkokalastusta, jäässä avanto.
Talvikalastajien käyttämä avanto Saimaalla.Tommi Parkkinen / Yle

– Jos iso populaatio puuttuu, pitää kysyä, mitä on tapahtunut vesistössä. Se voi kertoa isommista globaaleista muutoksista, jotka liittyvät esimerkiksi ilmastonmuutokseen ja lämpenemiseen – ja kaikella tällä on vaikutusta vesistöön, jatkaa Riihinen.

Oma dna-kirjasto

Stora Enson Imatran tutkimuskeskuksessa tutkijat Kirsi Partti-Pellinen ja Kalle Riihinen avaavat paksuilla avaavat paksuilla käsineillä pakastimelta näyttävän laitteen oven.

Käsineitä tarvitaan, sillä pakastimessa lämpötila on 80 astetta pakkasen puolella, ja sen sisällä on siististi metallisissa laatikoissa pieniä näytelevyjä. Ne ovat Stora Enson dna-kirjasto, noin 10 000 näytettä.

Stora Enson miespuolinen työntekijä katselee DNA-kirjastoa, jonka suljetun oven takana on 80 asteen pakkaslämpötila.
Stora Enson DNA-kirjastossa on 10 000 näytettä, joita säilytetään 80 asteen pakkasessa.Jari Tanskanen / Yle

Näytteitä vertaamalla voidaan esimerkiksi nähdä, miten eri vuodenajat vaikuttavat tehtaan prosesseihin.

– On tärkeää olla tietoinen mitä tapahtuu, kun vesimassa pyörähtää ja erilaiset mikrobit pääsevät elämään eri paikoissa.

Dna-kirjaston yksittäisistä näytteistä on kirjattu tietokantaan tarkka tieto siitä, minkälaiset olivat tuotantoprosessin ajo-olosuhteet, lämpötila, kellonaika ja mikä tuotanto oli käynnissä.

Ilman tarkkaa tutkimusta mikrobit voisivat aiheuttaa tuotantoprosessissa muutoksia, jotka näkyisivät lopputuotteessa likapilkkuina ja jopa outoina makuyhdisteinä.