Tre inneholder hemicellulose. I dag er dette stoffet et problem i papirproduksjonen, blant annet fordi det bidrar til at papiret blir brunfarget over tid. Men forskere viser at karbohydratet kan brukes til mye annet. (Illustrasjonsfoto: Janne Brodin / NMBU)
Tre inneholder hemicellulose. I dag er dette stoffet et problem i papirproduksjonen, blant annet fordi det bidrar til at papiret blir brunfarget over tid. Men forskere viser at karbohydratet kan brukes til mye annet. (Illustrasjonsfoto: Janne Brodin / NMBU)

Tømmer kan bli grisemat

Med litt forskerhjelp kan tømmeret bli til grisefôr, stabilisator i maten og mye mer.

Publisert

En tømmerstokk kan bli til mer enn papir og planker. Med litt drahjelp fra forskere, kan bruksområdet til tre bli mye større enn det er i dag.

Forskere ved NIBIO undersøker blant annet hvordan vi kan herme etter brunråtesoppens måte å bryte ned trær til sukkerforbindelser.

– Sopper gjør en uvurderlig jobb med å bryte ned døde trær i skogen, forteller Gry Alfredsen, soppekspert og seniorforsker ved NIBIO på Ås.

Alfredsen er leder for forskningsprosjekt som har undersøkt hvordan skadegjørende brunråtesopp bryter ned veden til enkelte sukkerbestanddeler.

Brunråtesoppene er blant de få soppgruppene i verden som kan bryte ned såkalt lignocellulose fra trær. Uten dem ville det for eksempel hopet seg opp med trær og kvister i skogen.

Gry Alfredsen er seniorforsker ved NIBIO. (Foto: Erling Fløistad / NIBIO)
Gry Alfredsen er seniorforsker ved NIBIO. (Foto: Erling Fløistad / NIBIO)

Lærer av soppen

Samtidig forårsaker brunråtesoppene skade på bygninger og andre trekonstruksjoner.

– Ved å lære mer om mekanismene til brunråtesopper får vi ny kunnskap om hvordan vi bedre kan bryte ned trevirke og samtidig lære mer om hvordan tre i bygninger og konstruksjoner kan beskyttes bedre mot brunråtesopp, forklarer Alfredsen.

Nå ønsker forskerne å avsløre enda flere av brunråtesoppens hemmeligheter.

– Vi kan lære av brunråtesoppens nedbrytningsmekanismer. De inneholder mange hemmeligheter som ikke har vært forstått, inkludert nye enzymer. Dette er kunnskap som vil kunne gi oss sukker fra trevirke på nye, mer effektive og miljøvennlige måter, forteller Alfredsen.

Brunråtesoppene er spesialisert på å bryte ned bartrær, slik som gran og furu.

– Et av hovedmålene med prosjektet har nettopp vært å herme etter brunråtens formidable evne til å løse opp og bryte veden til sukkerkomponenter, forklarer Alfredsen.

For å få til dette har forskerne samarbeidet med i alt ti nasjonale og internasjonale partnere, inkludert private partnere slik som Kebony og Borregaard.

Borregaard fabrikker i Sarpsborg produserer blant annet bioetanol av tømmer.

Fra problem til ressurs

En annen viktig samarbeidspartner for prosjektet har vært det bioteknologiske forskningsmiljøet ved NMBU, med professor Vincent Eijsink i spissen.

En av forskerne i Eijsinks forskningsgruppe er Bjørge Westereng. Westereng er førsteamanuensis og lidenskapelig opptatt av å finne nye og spennende måter å utnytte tømmerstokken på.

– Det er mye gran og bjørk i Norge, og min jobb har vært å få ut nyttige karbohydrater fra disse trærne, forteller Westereng.

Treet består blant annet av karbohydratet hemicellulose. Westereng og hans kollegaer har som mål å utnytte dette karbohydratet.

– Denne delen av treet utnyttes lite i dag, og hemicellulosen er i dag et problem i papirproduksjonen, blant annet fordi det bidrar til at papiret blir brunfarget over tid, forklarer Westereng.

Men hemicellulosen kan benyttes til mange spennende ting.

Mat til grisen

Westereng forklarer hvordan hemicellulose fra for eksempel grantømmer, ligner på komponenter vi har i matvarer.

Bjørge Westereng er førsteamanuensis ved NMBU. (Foto: Håkon Sparre / NMBU)
Bjørge Westereng er førsteamanuensis ved NMBU. (Foto: Håkon Sparre / NMBU)

– Det høres kanskje rart ut å bruke trær til mat, men det er faktisk ganske realistisk at vi skal få til dette. I det prosjektet vi holder på med nå har vi blant annet benyttet hemicellulose som en ingrediens til grisefôr.

Tanken er at det kan stimulere grisens tarmflora. Forskerne undersøker hvordan bakteriefloraen i grisens mage endrer seg som en respons på hemicellulosen fra gran som blir tilsatt i maten.

Westereng forklarer at hemicellulosene er nokså komplekse kjemiske forbindelser. Og det krever en spesiell bakterieflora for å kunne bryte dem ned til lettere tilgjengelige sukkerforbindelser som tarmen kan utnytte.

Men grisens bakterier klarer å nyttiggjøre seg hemicellulosen fra grantreet siden den ligner på mat grisen allerede spiser og er i stand til å fordøye.

Stoff fra gran kan brukes i maten

Hemicellulose fra gran inneholder blant annet mannan.

Det er en sukkerforbindelse det finnes mye av i mat, i form av såkalte stabilisatorer. En stabilisator er et hjelpestoff som tilsettes for at maten ikke skal skille seg og holde seg stabil over tid. Mange stabilisatorer er geler eller fortykningsmidler som sørger for en mer tyktflytende konsistens.

Og det er her gran-mannanen kommer inn. Gran-mannanen er nemlig veldig anvendelig.

– Det geniale med gran-mannan er at i motsetning til de nokså enkle mannanene som benyttes i matvarer, så er det svært komplekst og dekker mange av egenskapene til ulike typer mannaner. Gran-mannan er på en måte alt-i-ett-mannan, forteller Westereng.

Hva er et enzym?

– Et enzym er som en biologisk saks som er spesifikk for spesielle typer strukturer, forklarer Westereng.

– Så det er for eksempel et enzym som spalter av en del av karbohydratet og et annet enzym som spalter av en annen del av karbohydratet.

– Så finnes det enzymer som spalter andre ting enn karbohydrater, for eksempel fett eller proteiner. Slike enzymer finner vi i vaskemidler, for eksempel, forklarer Westereng.

– Så det er veldig mange forskjellige varer som vi bruker i dagliglivet som inneholder enzymer.

Enzymcocktailer skal sprite opp nedbrytingen av cellulose

I 2010 oppdaget forskere ved NMBU en helt spesiell gruppe enzymer som kalles LPMO. Dette er såkalte oksidative enzymer som blant annet spalter cellulose på en måte som bryter opp fiberstrukturen slik at andre nedbrytende enzymer slipper til.

Flere typer LPMO har blitt karakterisert og er nå tatt i bruk som del av såkalte enzymcocktailer for nedbryting av cellulose. Og slike enzymcocktailer er svært viktige for industrien.

– Borregaard har et av de mest avanserte bioraffineriene vi har i Europa, og i verden faktisk. Borregaard utnytter mange forskjellige deler av trebiomassen og henter ut nye produkter. Og jo flere slike spesielle komponenter du får ut av trebiomassen jo bedre er det, og jo bedre og mer helhetlig får du utnyttet råstoffet, forklarer Westereng.

– Det er jo veldig mye av trevirket som ikke egner seg til trelast, til planker, men som vil være svært interessant for bioraffinering, sier forskeren.

Utvalgte publikasjoner

Leth, M.L. m.fl: Differential bacterial capture and transport preferences facilitate co-growth on dietary xylan in the human gut. Nature Microbiology 3: 570–580. (2018)

Kojima, Y. m.fl: A Lytic Polysaccharide Monooxygenase with Broad Xyloglucan Specificity from the Brown-Rot Fungus Gloeophyllum trabeum and Its Action on Cellulose-Xyloglucan Complexes. Applied and Environmental Microbiology 82(22): 6557-6572. (2016) DOI: 10.1128/AEM.01768-16

Artikkelen er produsert og finansiert av NIBIO - Les mer

Fact: Click to add text