Teksti Ari Rytsy, kuva Helsingin yliopisto
Nykyinen tekstiili- ja värjäysteollisuus nojaa vahvasti fossiilipohjaisiin synteettisiin väreihin. Helsingin yliopisto ja VTT etsivät parhaillaan keinoja, joilla biopohjaisista väreistä saataisiin skaalattua toimiva ja teollisen mittakaavan vaihtoehto.
Synteettisten väriaineiden ympäristökuormitus ja riippuvuus fossiilisista raaka-aineista ovat ajaneet teollisuutta etsimään kestävämpiä ratkaisuja. Vaikka biopohjaisia tekstiilimateriaaleja kehitetään kovaa vauhtia, monet tuotteet värjätään yhä synteettisesti, sillä sopivia biovärejä ei ole vielä riittävästi saatavilla.
Paine muutokseen on kova, ja tutkimuskentällä tapahtuu nyt paljon. Laaja BioColour-tutkimushanke päättyi elokuussa 2025. Sen rinnalla eteni EU:n Horizon-rahoitteinen Colour4CRAFTS-hanke, joka yhdisti eurooppalaista käsityöperinnettä ja modernia bioteknologiaa uudenlaisten väriaineiden kehittämiseksi.
”Suomen Akatemian rahoittamassa uudessa kaksivuotisessa hankkeessa Helsingin yliopisto ja VTT vievät biovärejä laboratoriomittakaavasta kohti teollista tuotantoa”, kertoo käsityötieteen professori Riikka Räisänen Helsingin yliopistosta.
Sienet ja biosynteesi kemiallisena läpimurtona
Yksi biovärien kiinnostavimmista ja lupaavimmista lähteistä ovat sienet. Sienten tuottamat väriaineet ovat pääosin toissijaisia aineenvaihduntatuotteita, joiden avulla ne suojautuvat luonnossa muun muassa UV-säteilyltä ja tuholaisilta.
Teollisuuden kannalta erityisen lupaavia ovat antrakinonit, joilla voidaan tuottaa kirkkaita punaisen, oranssin ja keltaisen sävyjä, sekä tummiin väreihin soveltuvat terfenyylikinonit.
Pelkkä sienten kerääminen luonnosta ei kuitenkaan kata teollisuuden tarpeita. Avuksi tarvitaan biosynteesiä ja molekyylibiologiaa.
”Kun väri tuodaan mukaan suoraan prosessin alussa, erillistä värjäysvaihetta ei tarvita lainkaan.”
Biosynteettisesti valmistettu bioväri on kemiallisesti täysin identtinen luonnossa syntyvän väriaineen kanssa, mutta sen tuotanto on optimoitu teolliseen mittakaavaan. Metsäsienten poimimisen sijaan sienen väriainetta tuottava geeni siirretään esimerkiksi hiivakasvustoon, joka alkaa erittää sienen antrakinonia suuria määriä.
”Luonnonvärien haasteita voidaan ratkaista muokkaamalla tietoisesti luonnon omaa väriainetta tai sen biosynteesireittiä. Näin voidaan parantaa esimerkiksi värien kiinnittyvyyttä, pesunkestoa ja UV-valon sietoa”, Räisänen taustoittaa.
Väriaine mukaan jo kuidun valmistuksessa
Biovärien tarttuvuus villaan, puuvillaan ja regeneroituihin sellukuituihin on jo hyvällä tasolla, mutta suuri teknologinen harppaus piilee prosessointitavoissa. Perinteisen, runsaasti vettä ja energiaa kuluttavan märkävärjäyksen rinnalla tutkitaan kehräys- ja massavärjäystä. Niissä bioväri lisätään raakamassaan jo ennen kuin kuitu edes muodostuu.
”Kun väri tuodaan mukaan suoraan prosessin alussa, erillistä värjäysvaihetta ei tarvita lainkaan. Tämä leikkaa veden- ja energiankulutuksen murto-osaan. Samalla väriaine lukittuu tiukasti kuitumatriisiin, mikä parantaa sen kestävyyttä”, selittää Räisänen.
Kiertotalouden sivuvirrat hyötykäyttöön
Sienten ja biosynteesin rinnalla biovärejä eristetään maa-, metsä- ja elintarviketeollisuuden sivuvirroista. Esimerkiksi pajunkuori on lupaava raaka-aine, ja suomalainen Natural Indigo Finland on uuttanut biovärejä tekstiilikäyttöön muun muassa paahtimoiden kahvijätteestä.
”Kustannustehokkuuden kannalta olennaista on väriaineelta vaadittava puhtausaste.”
Teollisessa skaalauksessa ja kaupallisessa soveltamisessa taloudelliset reunaehdot riippuvat kuitenkin pitkälti käyttökohteesta.
”Kustannustehokkuuden kannalta olennaista on väriaineelta vaadittava puhtausaste. Elintarvike- ja kosmetiikkakäytössä sääntely ja puhtausvaatimukset ovat huomattavasti tiukemmat kuin tekstiileissä, mikä nostaa suoraan tuotantokustannuksia”, Räisänen tiivistää.
Luonnollinen ei ole aina vaaratonta
Kemikaaliturvallisuus: Luontoperäisyys ei sellaisenaan takaa aineen turvallisuutta. Biovärien raaka-aineista on aina analysoitava mahdolliset allergisoivat ja toksiset ominaisuudet ennen jatkojalostusta.
Asiantuntijat mukana alusta asti: Kehityshankkeissa on mukana toksikologeja, jotka varmistavat yhdisteiden turvallisuuden jo tuotekehityksen varhaisimmassa vaiheessa.
Mikä on Amesin testi? Keskeinen seulontatyökalu on Amesin testi – mikrobiologinen menetelmä, jolla mitataan aineen mutageenisuutta eli kykyä aiheuttaa geenimutaatioita.
EU:n tiukka sääntely: EU:n varovaisuusperiaatteen mukaisesti mutageeniset aineet ovat kuluttajatuotteissa ehdottomasti kiellettyjä. Positiivinen testitulos pysäyttää kehitystyön ja karsii riskialttiit biovärit pois ennen jatkojalostusta.
