Väitöskirjan nimi

Accessibility and Enzymatic Degradation of Native and Model Cellulose Substrates

Väitöskirjan sisältö

Selluloosan aksessibiliteetti – eli kuinka hyvin vesi pääsee tunkeutumaan kasvin soluseinän rakenteisiin – ja tehokas entsymaattinen hydrolyysi vaikuttavat merkittävästi vaihtoehtoisiin puun käsittelytapoihin kuten selluloosan hajoamisreaktioihin biopolttoaineiden valmistuksessa tai selluloosan nanofibrillien eristämiseen.

Puu on kasvuaikanaan kyllästetty vedellä, joten puun kuivuminen on väistämätöntä sen kaatamisen jälkeen. Työssä näytettiin, että puun kuivumisella on vaikutus soluseinän hienorakenteeseen. Hienorakenteen muutokset johtuvat oletettavasti peruuttamattomasta selluloosamikrofibrillien aggregoitumisesta, joka on samankaltainen ilmiö – joskin pienemmässä mitassa – kuin kuivaamisesta johtuva sarveistumisilmiö kemiallisen sellukuidun tapauksessa. Kuivumisen aiheuttamat muutokset ovat erityisen selviä nimenomaan puun aksessibiliteetissa, etenkin selluloosan aksessibiliteettia tarkasteltaessa.
Koska biomassa on kemiallisesti ja rakenteellisesti heterogeenistä, entsymaattisen hydrolyysin perustutkimuksessa hyödynnetään usein puhdasta selluloosaa, esimerkiksi selluloosasta tehtyjä sileitä ohutkalvoja eli ns. mallipintoja. Tässä työssä mallipintana käytettiin amorfista selluloosakalvoa selluloosaa hajottavan yksikomponenttisen endoglukanaasin toiminnan seuraamisessa. Tutkimuksessa seurattiin erilaisten tekijöiden vaikutusta sellulaasien kinetiikan tarkasteluun. Työssä esitettiin todistusaineistoa, jonka mukaan ns. steady-state olosuhteet ovat välttämättömiä, jotta sellulaasin kineettisen mekanismin tarkastelusta saataisiin luotettavaa tietoa. Mallipintojen lisäksi tutkittiin kaupallisen sellobiohydrolaasin vaikutusta teollisen sellukuidun lujuusominaisuuksiin, eikä mitään merkityksellistä vaikutusta havaittu. Muutoksia havaittiin sen sijaan kuitumorfologiassa ja kuidun katkeamismekanismissa.

Väitöskirjan ala

Puukemia

Väittelijä

M.Sc. Miro (Miroslav) Suchý

Väitöksen ajankohta

27.5.2011

Paikka

Aalto yliopiston teknillinen korkeakoulu, puunjalostustekniikan laitos, Auditorio
Tekniikantie 3, Espoo

Vastaväittäjä

Professori Akira Isogai, Tokion yliopisto

Valvoja

Professori Tapani Vuorinen, Aalto-yliopiston kemian tekniikan korkeakoulu, puunjalostustekniikan laitos

Väitöskirjan verkko-osoite

http://lib.tkk.fi/Diss/

Väittelijän yhteystiedot

miro.suchy@tkk.fi