Luonnontuotteiden analytiikkapalveluja tuotekehityksen tueksi

1. © Luonnonvarakeskus© Luonnonvarakeskus
Tytti Sarjala
Luke, Uudet liiketoimintamahdollisuudet
Matalan kynnyksen toimintamalli
tuo luonnontuotteiden
analytiikkapalveluja
tuotekehityksen tueksi

2. © Luonnonvarakeskus
Matalan kynnyksen palvelumallista apua
yrityksille, toimintamallin pilotointi Pirkanmaalla
Taustaa
• toimintamallin idea muodostettiin ”FORLEAP-
metsäbiomassan sivuvirroista uusia tuotteita”-hankkeessa
(11/2015-10/2018). Rahoittajat: Euroopan aluekehitysrahasto
(EAKR), Pirkanmaan liitto, Luoteis-Pirkanmaan seudun
kunnat ja Parkanon kaupunki, Luke, TTY
• Lähtökohtana yrityshaastattelut ja yrityskontaktit
2 Tytti Sarjala

3. © Luonnonvarakeskus© Luonnonvarakeskus3 Tytti Sarjala
• Tarvitaan osaamista ja tietoa
• Tarvitaan laitteita
• Tarvitaan osaavaa henkilöstöä
Miten saadaan PK-yritysten hyvät ideat
kehitettyä raaka-aineesta korkean
jalostusarvon tuotteiksi?
Tuoteidea ja
markkinatuntemus
Liiketoimintastrategia ja
kaupallistaminen
Raaka-aineen
ominaisuudet,
käyttömahdollisuudet,
testaus, tutkimus
Tuotteistaminen Markkinointi

4. © Luonnonvarakeskus© Luonnonvarakeskus4 25.1.2017Tytti Sarjala
• Tuotekehitykseen tarvittavia välineitä tai analyysilaitteita ei kannata väliaikaista
tarvetta varten investoida
• Tuotekehitykseen liittyvä ongelma vaatii vaivalloisen ja monimutkaisen analyyttisen
prosessin, jonka pystytys lyhyttä tarvetta varten jää tekemättä
• Raaka-aineiden tuotekehitysmahdollisuuksia ei tunneta
– Luotettava ja uusin tutkimustieto julkaistaan vertaisarvioiduissa lehdissä ja alan
kansainvälisissä kongresseissa → PK-yritykset eivät pysty hyödyntämään tietoa
Tehtyjen haastattelujen perusteella PK-yrityksillä on monenlaisia
tarpeita tuotekehityksen tueksi:
• Yrityksillä tarve nopeille ja joustaville projekteille heti tarpeen ilmetessä.

5. © Luonnonvarakeskus© Luonnonvarakeskus5 Tytti Sarjala
Palvelumalli toimii väylänä muihinkin Luken
tarjoamiin mahdollisuuksiin
Verkostopalveluiden avulla asiakkaalla on mahdollisuus saada Luken kautta
kokonaisvaltaisempia palveluita tarpeisiinsa. Pirkanmaan TTY/TaY/TAMK-yhteistyö, TTY:n
Demola, Kampus-klubi.
Asiantuntija- ja ratkaisupalvelut, koulutuspaketit, selvitystyöt, demo- ja pilotointipalvelut,
myös muualla Lukessa
Tutkimuspalvelut mahdollistavat syvällisempien Luken ohjaamien tutkimusprojektien
rakentamisen.
Suunnitteilla myös:
• Co-creation työpajat mahdollistavat usean yrityksen yhteisen pienen kehityshankkeen.
Tavoitteena nopeat testaukset. Yritysten panostus esim. 2000 - 3000 euroa / yritys
• Laboratoriolaite- ja henkilöresurssien hyödyntäminen, PK-yrityksen edustaja omien
näytteiden kanssa ennalta sovitusti laboratorioon (Parkano), käytettävissä laboratoriolaitteita
ja laborantti esim. 0,5-1 työpäivän ajan

6. © Luonnonvarakeskus© Luonnonvarakeskus6 Tytti Sarjala
Seuraavassa esimerkkejä tarjolla
olevasta analytiikasta ja palveluista
tuotekehityksen ja pilotoinnin tueksi

7. © Luonnonvarakeskus
Tarvitsetko tietoa raaka-aineen, uutteen tai valmiin
tuotteen antioksidatiivisista ominaisuuksista?
• Vesi- tai etanoliuutteet
• Käytössä useita antioksidatiivisuutta
kuvaavia testejä
• Testejä sovellettu monille materiaaleille
(mm. kuoriuutteet, neulaset,
kuusenkerkät, sienet, tee, mahla,
sammalet, uutosprosessista jääneet
sivuvirrat)
7 Tytti Sarjala

8. © Luonnonvarakeskus
Antioksidatiivisuustestit, jotka rutiinikäytössä 96-
kuoppalevyllä (Parkano)
– SCAV (H2O2 scavenging, tutkittava yhdiste on aktiivinen mikäli se
estää vetyperoksidin rautaa hapettavan vaikutuksen)
– ORAC (oxygen radical absorbance capacity, tutkittava yhdiste on
aktiivinen, mikäli se kykenee suojaamaan fluoresoivaa molekyyliä
peroksyyliradikaalien hajottavalta vaikutukselta)
– FRAP (ferric reducing antioxidant power, tutkittava yhdiste on
aktiivinen mikäli sillä on kyky pelkistää kelatoitu rauta(III)kompleksi)
– Totaalifenolipitoisuus (Folin-Ciocalteu), mittaa tutkittavan näytteen
fenoliyhdisteiden kokonaispelkistämiskapasiteettia
– FORLEAP-hankkeessa TTY:n bioluminesenssiin perustuva
mikrobibiosensoritekniikka
Tytti Sarjala8

9. © Luonnonvarakeskus
Voimme vertailla eri uuttoliuoksia
Esimerkki: Rahkasammaluutteiden antioksidatiivisuuden vertailu
Figure 1. a) Total phenol content and antioxidative properties of S.
magellanicum measured by b) FRAP and c) ORAC tests from
water, methanol and acetone extractions
Tytti Sarjala

10. © Luonnonvarakeskus
Voimme vertailla erilaisia uuttoprosesseja
Esimerkki: haudutusaikojen vaikutus antioksidatiivisten
yhdisteiden uuttumiseen, esim. tee (vihreä, musta, pakuri ym.)
10 Tytti Sarjala
Näyte 1 Näyte 2
C-vitamiini 100g 325014 µmolTE/L (1:1) (vastaa 81,2g/l Troloxia)
Resveratroli 100g 394342 µmolTE/L (1:1) (vastaa 98,5g/l Troloxia)
0
100000
200000
300000
400000
1min 2min 5min 10min
ORAC µM TE/ L (100g)
0
5000
10000
15000
20000
1min 2min 5min 10min
ORAC µM TE/ L (100g)

11. © Luonnonvarakeskus
Oletko kiinnostunut viljelemään esim. pakuria tai
koivunkantosientä metsässäsi?
• Tarvitsetko asiantuntija-apua sienieristyksessä (esim. pakuri) ja
ymppikasvatuksen aloittamisessa?
• Haluatko tulla oman pakurinäytteesi kanssa laboratorioon tai aloittaa
koeviljelmäsi maastossa?
• Varaa aika laboratoriostamme ja saat asiantuntijan työskentelemään kanssasi
11 Tytti Sarjala
Kasvaako tuotteessasi tai raaka-aineessasi sienirihmastoa?
• Jos haluat tietää kuinka paljon tuotteessasi tai raaka-aineessasi kasvaa sienibiomassaa,
voimme määrittää ergosterol-pitoisuuden HPLC-menetelmällä. Ergosterol on sienisolujen
kalvojen komponentti ja ilmentää elävän sienibiomassan määrää.

12. © Luonnonvarakeskus
Mahdollisuus hyödyntää Parkanon laboratoriolaite- ja
henkilöresursseja tuotekehitykseen
Esimerkiksi:
• Tuotteen tai raaka-aineen vesipitoisuus tarkasti ja kuivaus kontrolloidussa lämpötilassa?
Käytettävissä perinteiset lämpöuunit ja laboratoriomittakaavassa näytteiden
(vesiuutteiden tai biomassan sellaisenaan) kylmäkuivaus (freeze-drying) ja
(liuotinuutteiden) vakuumisentrifugointi
• Haluatko tietää liuoksen tai uutteen UV-absorbanssiominaisuudet?
– Voimme määrittää UV/VIS alueella 200-900nm liuoksen absorbanssiarvon
toimittamallesi näytteelle
12 Tytti Sarjala
Laboratoriolaitteet (Luke/Parkano):
• vaa’at, pH-mittari, autoklaavi, puhdastilakaapit, syväjääpakastimet, kuivausuunit
kontrolloituun kuivaukseen, jauhatusmyllyt, kylmäkuivauslaite, vakuumisentrifuugi,
spektrofotometriset laitteet (96- kuoppalevynlukija 200-1000nm, fluoresenssi,
luminesenssi), semiprep/anal. HPLC (3 detektoria), PCR-laite, real-time PCR-laite,
geelielektroforeesi.

13. © Luonnonvarakeskus
Esimerkkejä toteutuneesta FORLEAP-
yritysyhteistyöstä
• Antioksidatiivisuusarvojen määritystä erilaisista kasviuutteista
• Fenolisten yhdisteiden pitoisuusmäärityksiä kasviuutteista
• Homeiden tunnistusta DNA-tekniikoilla
• Sienirihmastojen tunnistamista DNA-tekniikoilla
• Uuteainekomponenttien erotukseen tarvittavan raaka-aineen
hankinta ja esikäsittely yritysyhteistyöhön
13 Tytti Sarjala

14. © Luonnonvarakeskus© Luonnonvarakeskus14 Tytti Sarjala
• Kemialliset analyysimenetelmät
– Lukuisia menetelmiä erilaisten bioaktiivisten yhdisteiden määrittämiseksi
– Osa akkreditoituja
– Useimmat kromatografisia menetelmiä
– Uusien menetelmien kehittäminen
• Elektroforeettiset menetelmät
– Proteiini- ja peptidianalytiikka
• Bioaktiivisuuksia mittaavat menetelmät (in vitro)
– Kromatografiset, spektrofotometriset ja fluorometriset menetelmät antioksidatiivisuuden määrittämiseen
– Kromatografiset menetelmät verenpainevaikutuksen määrittämiseksi
– Luminometriset, fluorometriset ja perinteiset mikrobiologiset menetelmät antimikrobisten ominaisuuksien
määrittämiseksi
• In vitro solumallit
– Biomolekyylien imeytyminen
– Oksidatiivinen stressi
– Tulehdusten mallintaminen
– Adheesio
• Eristysmenetelmät
– Uutot
– Kromatografiset menetelmät
– Ultrasuodatus ym.
Olemme myös väylä Luken muihin palveluihin. Esimerkkinä Jokioinen, jossa
on paljon elintarviketutkimukseen liittyvää analytiikkaa:

15. © Luonnonvarakeskus© Luonnonvarakeskus15 Tytti Sarjala
Ota yhteyttä, ensimmäinen askel on ideapaja
• Ideapajan tehtävä on toimia ensimmäisenä kontaktina yrityksen suuntaan.
Ideapajassa käydään yritysten kanssa läpi käsiteltävä ongelma, tehdään
tarvekartoitus ja suunnitelma jatkotoimista tarvittavien palveluiden ja
kehitystoimien suhteen. Ideapajan palvelutapaamisesta ei laskuteta.
• Ensikontaktin yhteystiedot ideapajaa varten tulevat näkyviin Luken Internet-
sivuille ja esitteeseen. Ideapajat käytössä jo nyt (FORLEAP-hanke), ota
yhteyttä!
Matalan kynnyksen palvelumalli ja tuotekehitysalusta
Pirkanmaalla
Tytti Sarjala, FT, dos.
Johtava tutkija
tytti.sarjala@luke.fi
029 532 4064
Niko Silvan, MMT, dos.
Tutkija, asiakasvastaava
niko.silvan@luke.fi
029 532 4018
Riina Muilu-Mäkelä, FT
Tutkija, FORLEAP-projekti
riina.muilu-makela@luke.fi
029 532 4044

16. © Luonnonvarakeskus
Kiitos!
16