Yksisoluproteiinien tuotanto massan ja paperin valmistuksen sivuvirroista

Yksisoluproteiinit ovat yksisoluisten organismien kuten bakteerien, sienien tai levien muodostamaa biomassaa, jota korkean proteiinipitoisuuden sekä suotuisan ravintoainekoostumuksen vuoksi voidaan hyödyntää esimerkiksi proteiinilähteenä tai -rikasteena ehkäisemään väestönkasvun aiheuttamaa nälänhätää. Koska yksisoluproteiineja on onnistuttu tuottamaan myös teollisuuden sivu- ja jätevirroista, voidaan ne luokitella ympäristöystävälliseksi ratkaisuksi. Jotta nämä virrat soveltuisivat yksisoluproteiinien tuotantoon, tulee niiden koostumuksen tukea yksisoluisten kasvua. Yksisoluiset hyödyntävät ravinteinaan pääasiassa hiilihydraatteja, joita vapautuu paperiteollisuudessa generoituviin sivuvirtoihin runsaasti vuosittain. Diplomityön tavoitteena oli määrittää neljän yleisen UPM:llä (UPM Kymmene Oyj, UPM) muodostuvan sivuvirran koostumukset ja analysoida niiden soveltuvuutta yksisoluisten kasvualustaksi. Työssä huomioitiin myös eräs sisäinen, biojalostamolla muodostunut sivuvirta, jonka ominaisuudet arvioitiin etukäteen potentiaaliseksi. Koska aiemmat tutkimukset ovat osoittaneet, että yksisoluproteiineja on onnistuttu tuottamaan sahanpurun hydrolysaatista, analysoituja sivuvirtanäytteitä verrattiin kuusen sahanpuruun. Näytteistä arvioitiin yksisoluisten kasvua tukevien hiilihydraattien suhdetta kasvua inhiboivien yhdisteiden kuten ligniinin, fenolien, orgaanisten happojen sekä furaanien että raskasmetallien määrään. Määrityksissä hyödynnettiin niin kromatografisia menetelmiä, MTBE -uuttoa, optista emissiospektrometriaa kuin spektrofotometriaa. Fermentointipotentiaalin arvioimiseksi näytteet esikäsiteltiin happohydrolyysilla. Tulokset osoittivat, että biojalostamolla muodostunut hydrolysaattivirta voisi koostumuksensa perusteella soveltua yksisoluproteiinien tuotantoon erinomaisesti ja sen koostumus muistuttikin merkittävästi sahanpurun hydrolysaattia. Pienemmän potentiaalin sivuvirrat olivat sekä hiertämön kirkassuodos että bioliete. Työstä saatiin tavoitteiden mukaisesti suuntaa antavat arviot sivuvirtojen käyttöpotentiaalista ja lisäksi työ osoitti, että vaihtoehtoisilla esikäsittely- ja hydrolysointimenetelmillä on mahdollista parantaa sivuvirtojen ominaisuuksia entisestään. Sivuvirtojen koostumusten perusteella parhaiten tuotto-organismiksi soveltuvia mikrobilajikkeita ovat hiiva- ja rihmasienilajikkeet, joista Paecilomyces varioti -yksilö vaikutti kirjallisuuteen pohjaten lupaavimmalta. Avainsanat: Yksisoluproteiini, mikrobi, sivuvirta, hydrolyys