Tiede: Tutkijat selvittävät luonnonvärien käyttöä vaatteiden ja pakkausten valmistuksessa – "Voimme manipuloida mikrobit tuottamaan väriaineita"

Riikka Räisänen haluaa opettaa kuluttajat ajattelemaan värejä uudella tavalla.

Väriaineita ja värjäysprosesseja vaihtelemalla on mahdollista saada aikaiseksi kaikki värit. Kuvan langat on värjätty muun muassa morsingolla, krapilla, kokenillikirvoilla, väriresedalla ja lupiinin lehdillä. Mervi Pasanen

Mervi Pasanen

Voisiko Suomesta tulla Euroopan johtava luonnonväriaineiden tuottaja? Niitä käytettäisiin vaateteollisuudessa ja pakkausteollisuudessa synteettisten väriaineiden sijaan.

Sellaisesta unelmoi tutkija ja BioColour-konsortion johtaja Riikka Räisänen Helsingin yliopistosta.

Kuusivuotisen rahoituksen saaneessa hankkeessa tutkitaan muun muassa, voidaanko bioväriaineita tuottaa teollisuuden mittakaavassa.

Yleensä luonnonvärjäyksestä puhuttaessa ajatellaan kasveja, jäkäliä ja sieniä, mutta bioväriaineet ovat niitä laajempi kokonaisuus.

– Tutkimme myös mikrobi- ja sienipohjaista aineistoa. Bioväriaineet eivät ole vain luonnon itsensä tuottamia, vaan voimme manipuloida mikrobit tuottamaan väriaineita, Räisänen kertoo.

Tavoitteena on tuottaa luonnon väriaineilla kattava väripaletti aina sinistä ja mustaa myöten.

BioColour-hanke tutkii, miten jopa homeet voidaan manipuloida tuottamaan erilaisia väriaineita. Riikka Räisänen

Kasvivärjäys on monelle tuttua: kerätään tai kasvatetaan haluttuja väriaineita sisältäviä kasveja, ja erilaisilla värjäysmenetelmillä tuotetaan halutun väristä lankaa tai kangasta. Useimmiten värjättävä materiaali on villaa.

Yhteishankkeessa on kyse paljon laajemmasta asiasta.

– Olemme tutkimusryhmän kesken käyneet keräämässä verihelttaseitikkejä, ja se oli oikein mukavaa, Räisänen sanoo.

– Mutta meillä on isommat motiivit.

Suomi on edistynyt biohajoavien materiaalien tuottaja, mutta useimmat biohajoavat tuotteet sisältävät synteettisiä värinaineita.

– Ne väriaineet on suunniteltu kestämään. Se ei sovi yhteen biohajoavan ajatuksen kanssa.

Luonto on täynnä väriaineita. Alarivissä paatsamankuorta, keskellä verihelttaseitikkejä kuivattuna ja ylärivissä punasipuli. Kuoren väristä huolimatta punasipuli antaa keltaista tai vihertävää sävyä. Mervi Pasanen

Toinen syy kehittää luonnonpohjaisia väriaineita on synteettisten väriaineiden haittavaikutukset.

– Tekstiilien värjäysprosessit tuottavat paljon jätevesiä, ja niillä saattaa olla haitallisia vaikutuksia. Toki pitää muistaa, että vaikka väriaine olisi luonnosta peräisin, se ei tarkoita, että se olisi aina myrkytön, Räisänen korostaa.

Luonnonvärien toksisuuden määrittäminen onkin yksi BioColour-hankkeen osa-alueista. Työtä tehdään Campinasin yliopistossa Brasiliassa ja Itä-Suomen yliopistossa Kuopiossa.

Aina 1800-luvulle asti kaikki värjättiin luonnonväreillä. Nyt niiden upea väripaletti halutaan laajaan käyttöön. Riikka Räisänen

Luonnonvarakeskus selvittää värikasvien viljelyä. Jos tekstiiliteollisuus siirtyisi kasvipohjaisiin väriaineisiin, maisemaa värittäisivät pietaryrtti- ja morsinkopellot. Niistä saadaan keltaisia ja sinisiä väriaineita.

Peltohehtaareja tarvitaan myös ruoantuotantoon.

– Jo nyt tiedetään, että kahden kasvin yhtäaikaisviljelyä voidaan tehdä rikkakasvien torjumiseksi. Voisiko ruokakasvia suojeleva kasvi ollakin värikasvi, Räisänen pohtii.

Viljeltyjen kasvien lisäksi väriaineita voidaan eristää myös elintarviketeollisuuden sivuvirroista. Keittiöstä löytyy jo kasveja, joilla värjätään. Tutuin lienee sipulinkuori.

BioColour-hankkeessa on mukana useita tutkimuslaitoksia kolmesta eri maasta. BioColour

Tutkimus käsittelee myös värjäysprosesseja.

– Värjäys pitää tehdä kestävien periaatteiden mukaan. Teollisuudessa sen pitää olla yksinkertainen ja vähäenerginen.

Prosessin lisäksi on vakioitava väriaine. Kasvivärjäys tuottaa yllätyksiä, koska esimerkiksi kasvukauden lämpötila vaikuttaa väriaineiden määrään kasvissa.

– Optimaalisin olisi jauhemainen väriaine, joka olisi helppo käyttää. Mutta meidän pitää myös lisätä kuluttajien tietoisuutta bioväriaineilla värjättyjen tuotteiden laadusta. Väri ei aina ole sama.

Räisänen painottaa, että myös synteettisillä väriaineilla syntyy vaihtelua.

– Sen vuoksi lankakaupassa katsomme värierän, sillä vaikka väri on sama, erien välillä voi olla vaihtelua.

Hankkeessa on jo tehty värjäyksiä isossa mittakaavassa morsingolla ja sipulinkuorilla. Tuloksena on ollut aivan tasaisesti värjäytyneitä eriä.

– Tuomme myös esille, että värit muuttuvat. Se voisi itse asiassa olla tuotteessa se hieno juttu. Mekin muutumme, tukka harmaantuu ja iho rypistyy. Miksi takin värin pitäisikään pysyä muuttumattomana?

– Synteettinen maailma on opettanut meidän siihen, että maailma ei muutu, Räisänen sanoo.

Morsingosta saadaan useita eri sinisen sävyjä materiaalista ja pohjaväristä riippuen. Mervi Pasanen

Morsinko on enemmän kuin sininen, sanoo sitä ammattimaisesti viljelevä Pasi Ainasoja

Yksi mielenkiintoisimmista värikasveista on morsinko. Se on kaksivuotinen kasvi, joka kasvaa luonnonvaraisena vain muutamilla rannikkomme seuduille. Monet värjärit kasvattavat sitä puutarhoissaan.

Kasvin kukinto on keltainen kukkameri, mutta kasvin sisältämä sininen väriaine indigotiini on sen lehdissä.

Värjäys poikkeaa yleisestä kuumavärjäyksestä, jossa kasvin osat keitetään ja värjättävä materiaali on noin tunnin ajan kuumassa väriliemessä.

Morsinkovärjäys tehdään yleensä niin sanotulla kyyppimenetelmällä. Väri uutetaan lehdistä, ja muuttamalla väriliemen pH emäksiseksi väriaine saadaan vesiliukoiseen muotoon. Kun liemestä ajetaan kaikki happi pois, väri tarttuu värjättävään materiaaliin.

Värjäysliemi on kellertävä, mutta kun lanka tai kangas nostetaan liemestä, se muuttuu hapen vaikutuksesta siniseksi.

Kaksivuotinen morsinko tekee toisena kesänä komeat kukinnot, joista saadaan siemeniä. Pasi Ainastoja

Sininen väri on vaikea tuottaa, ja siksi se on aina ollut erittäin arvostettu ja haluttu väri. Värjäyksen voi tehdä tuoreilla lehdillä, fermentoimalla säilötyillä lehdillä tai uutetusta väristä tehdyllä jauhemaisella pigmentillä.

Aiemmin väriaineet kasvatettiin itse tai tilattiin ulkomailta. Luonnonvarakeskus on tehnyt jo vuosien ajan kokeiluja niin morsingon viljelyn kuin sen käytönkin suhteen.

Alan pioneeri Suomessa on Nivalassa morsinkoa ammattimaisesti viljelevä Pasi Ainasoja. Hänen yrityksensä Natural Indigo Finland tekee yhteistyötä eri alojen tutkijoiden kanssa.

– Meillä on nyt 40 hehtaaria morsinkoa. Väriaine tuotetaan ensimmäisen vuoden lehdillä, ja tuotamme kaksivuotisella kasvilla myös omat siemenet, Ainasoja kertoo.

Lehdistä saadaan uuttamalla jauhemaista pigmenttiä. Mutta tuotanto ei jää siihen.

– Tänä kesänä teimme pölytystutkimusta. Yksi hunajayrittäjä toi mehiläisensä pelloillemme kukinta-aikaan, ja nyt saimme hurjan siemensadon.

Hunajayrittäjä sai uuden tuotteen eli morsinkohunajan. Yritys mietti, mitä tekisi ylimääräisillä siemenillä.

– Niistä voi puristaa öljyä, jota käytetään esimerkiksi saippuan valmistuksessa. Myös siemenillä voi värjätä, ja yksi lääkeyritys on kiinnostunut tekemään morsingon juurista immuniteettia parantavaa yrttilääkitystä.

Väriaine on yrityksen päätuote. Siihen liittyen on jo tehty yhteistyötä kotimaisten vaatevalmistajien kanssa.

– Tekstiilialalla on yksi tärkeä sana: vastuullisuus. Kestävän kehityksen materiaaleissa luonnonvärit ovat yksi osa.

– Marimekko on jo tehnyt testauksia morsingolla. On hienoa, että niin iso yritys on kärjessä viemässä tätä viestiä, Ainasoja iloitsee.

BioColour

Monitieteinen yhteenliittymä

Suomesta osallistuu tutkijoita Helsingin yliopistosta, Itä-Suomen yliopiston Kuopion ja Joensuun yksiköistä, Aalto-yliopiston ARTS- sekä Bio2-yksiköistä, Hämeen ammattikorkeakoulusta, Luonnonvarakeskus Lukesta ja Teknologian tutkimuskeskus VTT:ltä.

Yhdysvalloista mukana ovat North Carolina State University ja Brasiliasta Campinasin yliopisto.

Hankkeessa on mukana esimerkiksi biotieteiden, kemian, kasvitieteen, materiaalitieteen, muotoilun, maataloustieteiden ja datatieteen asiantuntijoita.

Kommentoi

Mitä tunnetta artikkeli sinussa herättää? Ilmaisemalla tunteesi näet toisten reaktiot.

Tilaa uutiskirje

Kun tilaat uutiskirjeen, saat päivittäin sähköpostiisi tärkeimmät paikalliset uutiset. Uutiskirje lähetetään sähköpostiisi joka päivä kello 14.

Lomaketta suojaa reCAPTCHA, johon pätevät Googlen Tietosuoja ja Käyttöehdot.