Mikko Junttila
Tatu Hiltunen
Leena Favén
Kasvipohjaisten raaka-aineiden jalostaminen terveystuotteiksi, luonnonkosmetiikaksi ja lääkkeiksi on isoa liiketoimintaa maailmalla. Hidasteena toimialan kasvulle Suomessa ovat muun muassa riittävä raaka-aineiden saanti sekä raaka-aineiden ja tuotteiden laadun todentaminen erityisesti vientiä varten. Jalostusprosessien riittämätön tunteminen toimii myös pullonkaulana kehitykselle.
Tuottajat Keski-Pohjanmaalla ovat kiinnostuneita erikoiskasvien kaupallistamisesta. Tuottamalla tietoa kasvimateriaalien kannattavasta jatkojalostuksesta sekä laaduntodentamisesta, Centria lisää korkealaatuisten raaka-aineiden hyödyntämispotentiaalia.
Erikoiskasvit -hankkeella tietoa ja suosituksia
Centrian ja KPEDU:n yhteishankkeessa tavoitteena oli edistää kestävän kehityksen mukaista erikoiskasvien jalostusta korkean lisäarvon tuotteiksi. Hanke sisälsi katsauksen erikoiskasvien globaalista markkinatilanteesta sekä viennin potentiaalista. Selvitimme erikoiskasviviljelyn nykytilannetta sekä esikäsittelyn koneellistamista kehittämällä pesulaitteen kasvien juurakoiden pesuun (Kuva 1). Valituilla kasveilla tutkittiin kuivausprosesseja ja tehoaineiden uuttoa sekä kehitettiin menetelmiä tuotteiden laadun todentamiseksi. KPEDU testasi pilot-mittakaavan pakastekuivaimen toimintaa erilaisilla kasviraaka-aineilla. Pitkän aikavälin tavoitteena on aktivoida lisää viljelijöitä ja teollisesta jalostuksesta kiinnostuneita yrittäjiä kehittämään toimialaa myös Keski-Pohjanmaan alueella.
Markkinakatsauksen avulla uusia kontakteja eurooppalaisiin ostajiin
Fennopromolta tilattu markkinakatsaus tuotti ajantasaista tietoa viiden erikoiskasvin ja niistä valmistettujen tuotteiden kysynnästä etenkin tärkeällä Keski-Euroopan alueella. Erikoiskasveista valmistettujen uutteiden markkinakoon Euroopassa on arvioitu kasvavan kahdeksasta kymmeneen prosenttia vuodessa. Kasviuutteita sisältävien juomien, elintarvikkeiden, kosmetiikan ja lääkkeiden kysynnän vuosittainen kasvuodotus on kymmenen prosenttia. Merkittäviä vientimaita Euroopassa ovat Saksa, Ranska ja Italia. Potentiaalisimpia viljelykasveja vientiä ajatellen ovat ruusujuuri ja väinönputki.
Katsaus antaa lukuisia suosituksia erikoiskasviviljelijöille toimenpiteistä, joilla näille kilpailluille markkinoille on mahdollista päästä. Tärkeää on muun muassa valita oikeat kasvit tuotantoon, kasvattaa suurempia määriä ja koneellistaa tuotanto mahdollisimman pitkälle. Laadun todentaminen ja korkean laadun hyödyntäminen tuotteiden brändäämisessä nähdään merkittävinä edellytyksinä erottumiseksi vastaavista tuotteista Keski-Euroopan markkinoilla. Toimialan kasvulle olisi tärkeää myös ulkopuolisen rahoituksen saaminen etenkin, jos tähdätään korkeaan jalostusasteeseen.
Esikäsittelyn vaikutus laatuun
Esikäsittelyn tarkoituksena on valmistella kasvimateriaali jatkojalostusvaiheisiin soveltuvaksi sekä parantaa sen säilyvyyttä. Esikäsittely voi sisältää esimerkiksi materiaalin pesun, jauhatuksen sekä kuivauksen. Pesuvaiheessa kasvimateriaalin sisältämä multa ja muu lika poistetaan, sillä ne heikentävät jatkokäsittelyjen, kuten uuton saantoa, ja huonontavat lopputuotteen laatua. Kasvimateriaalin esikäsittelyn haittapuolena ovat mahdolliset häviöt kasvin sisältämissä tehoaineissa. Pahimmillaan puutteellinen esikäsittely pilaa kasvimateriaalin. Hankkeessa selvitettiin kolmen erilaisen uunikuivaimen vaikutusta maraljuuren juurien (Kuva 2), väinönputken lehtien ja siankärsämön kukintojen sisältämien tehoaineiden häviöön. Kuivauskokeiden tulosten perusteella yleispäteviä kuivausohjeita, jotka soveltuisivat kaikille kasveille ja kasvinosille, ei voida antaa, vaan kuivauksen optimointi tulee tehdä jokaiselle kasville ja kasvinosalle erikseen.
Aktiivisten yhdisteiden säilyvyys kuivauksessa riippuu etenkin esikäsittelystä ja kuivaintyypistä, mutta myös kuivausolosuhteista sekä kuivauksen kestosta. Sama kuivauslämpötila voi antaa erityyppisellä kuivaimella jopa täysin päinvastaisen tuloksen. Yhteistä kuivaimille on, että kuivattava materiaali tulisi kuivata mahdollisimman ohuena mattona, jotta aktiiviset yhdisteet säilyvät mahdollisimman hyvin. Toisaalta energiatehokkuus paranee, kun näytepedin paksuutta kasvatetaan, jolloin samalla energiamäärällä voidaan kuivata suurempi määrä kasvimateriaalia. Kuivausta optimoitaessa joudutaankin usein tekemään kompromisseja; painotetaanko aktiivisten yhdisteiden saantoa vai energiatehokkuutta.
Kasvimateriaalin intensiivinen pesu ja jauhaminen ennen kuivausta saattavat johtaa merkittäviin aktiivisten yhdisteiden häviöihin. Toisaalta nämä käsittelyvaiheet ovat välttämättömiä, etenkin juurakkoista materiaalia käsiteltäessä, jotta kuivaustulos on tasainen ja kaikki multa saadaan erotettua ennen jatkokäsittelyvaiheita. Kasvimateriaalista riippuen esikäsittely voi vaatia runsaasti käsityötä, mikäli automatisointi ei ole toteuttavissa. Esikäsittelyn optimointi onkin yksi tärkeimmistä askelista kaupallisesti kannattavan prosessin luomisessa.
Eteerisiä öljyjä vesihöyrytislauksella
Kasvimateriaaleista eristettävä eteerinen öljy on yksi tuote, jota erikoiskasviviljelijät voivat mahdollisesti tuottaa. Centriassa rakennettiin vesihöyrytislauslaitteisto, jota käytettiin eristämään väinönputken eri osista eteerisiä öljyjä (Kuva 3). Olennaista eteeristen öljyjen kaupallisen tuotannon kannalta on kasvimateriaalin oikea-aikainen sadonkorjuu, sillä eteeristen öljyjen pitoisuus vaihtelee kasvukauden aikana. Merkittävä löytö oli väinönputken lehdistä eristetystä öljystä tunnistettu terpinen-4-oli -yhdiste. Väinönputken juurista ja siemenistä eristetty eteerinen öljy on kaupallinen tuote, mutta löydön myötä myös lehdistä eristetyn eteerisen öljyn kaupallinen potentiaali parani huomattavasti.
Nopeutetut uutot ASE-laitteella
Nopeutetun uuton ASE-laitteella erilaisten kasvimateriaalien tutkimus on tehokasta. Tehoaineiden määritys suoraan kiinteästä kasvimassasta on useimmiten mahdotonta. Siirtämällä tehoaineet liuottimeen niiden pitoisuudet tutkittavassa materiaalissa voidaan mitata. Korkeasta uuttopaineesta johtuen ASE-laitteella uutot tapahtuvat nopeammin kuin perinteisissä uutoissa. Uute myös erotetaan automaattisesti uutettavasta materiaalista. Riippuen tehoaineen määritysmenetelmästä uute voidaan analysoida sellaisenaan tai tehdä sille jatkotoimenpiteitä. ASE-laitteen ansiosta hankkeen aikana pystyttiin tekemään huomattavasti suurempi määrä pitoisuusmäärityksiä eri tavalla käsitellyistä kasvimateriaaleista kuin perinteisillä uuttomenetelmillä olisi pystytty.
Johtopäätökset
Kaksivuotinen Erikoiskasvit-hanke tuotti runsaasti erikoiskasviviljelijöiden hyödynnettävissä olevaa tietoa. Markkinatutkimus antoi eväitä yritystoiminnan strategiseen suunnitteluun. Tutkimuksesta löytyy myös sellaisten tahojen yhteystietoja, jotka voivat auttaa viljelijöitä ja muitakin erikoiskasvien ympärillä yritystoimintaa harjoittavia tahoja kehittämään toimintaansa. Centriassa tehdyn tutkimuksen perusteella pystytään antamaan suosituksia esimerkiksi kasvimateriaalien esikäsittelystä. Myös kasvimateriaalien ja niistä tehtyjen tuotteiden laaduntodentaminen otti askelia eteenpäin. Hankkeessa tehdyllä työllä tulee olemaan vaikutusta sekä viljeltyjen että villien kasviraaka-aineiden jalostamisessa uusiksi tuotteiksi. Pitkällä aikavälillä tämän uskotaan tuovan lisää työmahdollisuuksia sekä alkutuotantoon että teollisuuteen.
Erikoiskasvit-hanketta rahoitti Keski-Pohjanmaan liitto, EU:n Kestävää kasvua ja työtä 2014–2020 Suomen rakennerahasto-ohjelma, Kaustisen seutukunta sekä Kokkolan, Kannuksen ja Perhon kunnat.
Lisätietoa aiheesta mm:
https://net.centria.fi/hanke/erikoiskasvit/
https://tem.fi/-/toimialaraportti-arvoketjuja-vahvistamalla-volyymia-luonnontuotealalle
Mikko Junttila
TKI-asiantuntija
Centria-ammattikorkeakoulu
p. 040 574 2258
Tatu Hiltunen
TKI-asiantuntija
Centria-ammattikorkeakoulu
p. 050 568 9342
Leena Favén
TKI-koordinaattori
Centria-ammattikorkeakoulu
p. 044 725 0273
