Vihreää kultaa 

Euroopassa syntyy vuosittain noin 370 miljoonaa tonnia nurmea. Suomessa kasvaa nurmia Luonnonvarakeskuksen mukaan noin 800 000 hehtaarilla, ja vuosittainen nurmisato on noin kahdeksan miljoonaa kuiva-ainetonnia säilörehua. Nurmen tuotantoa olisi myös edelleen mahdollista lisätä.

Suuri osa nurmesta käytetään märehtijöiden rehuksi, mutta nurmesta olisi moneen muuhunkin. Nurmibiojalostamojen pilottihankkeita on jo toiminnassa Euroopassa, ja myös Suomessa nurmella nähdään mahdollista lisäarvoa.

Moniin sivuvirtoihin verrattuna nurmen hyvä saatavuus on ilmeinen etu. Se on myös satovarma koko Suomessa. Se on mahdollistanut maatalouden alueilla, joilla viljat tai muut ihmisen ravintokasvit eivät helposti menesty, ja sen viljelystä on pitkä kokemus.

Viime vuonna alkaneessa VTT:n koordinoimassa PRIMARY-hankkeessa tavoitteena on etsiä hyötykäyttöä suurille määrille maatalousbiomassaa, joka nyt päätyy jätteeksi tai on vajavaisesti hyödynnettyä.

Tutkimuspäällikkö Emilia Nordlund kertoo, että hankkeen Suomen osuudessa tutkitaan myös kasvihuonetuotannon sivuvirtoja ja toisessa osallistujamaassa Kreikassa puolestaan oliivipuiden leikkuujätettä ja puuvillantuotannon sivuvirtoja. Nurmen tarjolla oleva määrä on kuitenkin omaa luokkaansa.

Rubiscoa ruuaksikin

Ihminen tai muut yksimahaiset nisäkkäät eivät pysty hyödyntämään nurmen proteiinia ravintona ilman teknologiaa. Keinoja siihen on kuitenkin jo olemassa.

Kaikissa vihreissä kasveissa esiintyvä Rubisco-proteiini eli ribuloosi-1,5-bisfosfaattikarboksylaasi voidaan eristää ja käyttää ravintona. Sinimailasesta eristetty proteiinikonsentraatti on jo saanut uuselintarvikeluvan. Siinä on proteiinia 45–60 prosenttia, rasvaa 9–11 prosenttia ja liukenematonta kuitua 11–15 prosenttia. Käyttötarkoitus on rajattu ravintolisiin. 

Tuotteen valmistusmenetelmä sisältää sadonkorjuun jälkeisen nopean hienonnuksen, mehun puristuksen ja neutraloinnin. Lopuksi proteiinit saostetaan, erotetaan ja kuivataan.  

Luonnonvarakeskuksen koordinoimassa NurmiProteiini-hankkeessa (vuodet), johon myös VTT osallistui, selvitettiin nurmikasvien hyödynnettävyyttä myös ihmisravintona. Sinimailasen käsittelyssä käytetty menetelmä voisi tutkijoiden mukaan olla hyödynnettävissä myös muille kasveille.

PRIMARY-hankkeessa käytetään samantyyppistä menetelmää, jossa nurmesta erotetaan ruuvipuristimella proteiini- ja kuitujakeet. Syntynyttä proteiinipitoista nurmimehua tai siitä jatkojalostettua tuotetta voi käyttää elintarvikkeiden tai rehun raaka-aineena. Mehuksi puristaminen muokkaa nurmen rakennetta siten, että se soveltuu myös yksimahaisten ravinnoksi.

Kuitujae taas soveltuu periaatteessa samoihin kohteisiin kuin puukuidut: niistä voi valmistaa esimerkiksi eristelevyjä tai kartongin tyyppistä materiaalia. PRIMARYssa kuitujakeesta on jo valmistettu koe-eriä K VTT:n Jyväskylän yksikössä.

Nurmi kasvaa kaikkialla

Pitkään nurmitutkimuksen parissa työskennellyt tutkimusprofessori Marketta Rinne Luonnonvarakeskuksesta muistuttaa, että nurmen viljelyllä on myös selviä ympäristöhyötyjä.

– Nurmen lisääminen viljelykiertoon parantaa maan kuntoa. Nurmia pitäisi ottaa viljelyyn myös viljanviljelyalueilla Varsinais-Suomessa, jotta nurmen tuottamat ekosysteemipalvelut saataisiin käyttöön.

Nurmikasvilajien valinnalla voi vaikuttaa sen käytettävyyteen eri kohteissa. Nurmipalkokasveista kuten puna-apilasta saa enemmän proteiinia, kun taas timotei ja nurminata soveltuvat paremmin kuidun tuotantoon.

Teollisen mittakaavan nurmibiojalostamo tuottaisi käytännössä useita eri tuotteita. Jos päätuotteeksi otettaisiin elintarvikelaatuinen proteiinikonsentraatti, jäljelle jäisi kuidun lisäksi sokereita, kivennäisaineita, klorofylliä, pektiiniä ja lukuisia muita, esimerkiksi bioaktiivisia ainesosia.

– Kuitua voi prosessoida erilaisiksi kuitutuotteiksi, fermentoida tai hydrolysoida, mikä lisää sen käytettävyyttä eri tuotteissa, Marketta Rinne sanoo.

Eräs tuotevaihtoehto ovat solumaataloudessa tarvittavat kasvualustat, joita voisi räätälöidä kasvatettavan mikrobin tai muun soluviljelmän ravintotarpeisiin. Jos nurmi ei ole rehulaatuista, sitä voi hyödyntää biokaasun tai maanparannusaineiden raaka-aineena, mutta lisäarvon tuotto jää näissä vaihtoehdoissa pieneksi.

Logistiikka haastaa

Nurmipohjaisten arvoketjujen luominen on vielä kesken. Syitä on useita, esimerkiksi se, että runsaasta saatavuudesta huolimatta nurmi ei ole raaka-aineena helpoimpia.

Eräs sen kaupallisen hyödyntämisen hidaste on säilyvyys. Sekä Nordlund että Rinne muistuttavat, että nurmen säilyvyys sadonkorjuun jälkeen on hyvin rajallinen.

Nurmen tuotanto on myös hajallaan hyvin laajalla alueella, mikä haastaa logistiikkaa. Sen osuus peltoalasta on suurinta Suomen pohjois- ja itäosissa.

Kuljetus ja säilytys ovat kuitenkin ratkaistavissa olevia ongelmia, joissa apuun tulee muun muassa säilörehusta tuttu teknologia. Keruun ja säilömisen teknologioita ja logistiikan optimointia tutkitaan myös PRIMARYssa.

– Esimerkiksi viljelijöiden osuuskunta voisi säilöä nurmea ja myydä sitä raaka-aineena eteenpäin jalostajille. Näin voitaisiin myös vastata kysyntään ympärivuotisesti, Nordlund sanoo.

Toinen haaste on regulaatio. Nurmiproteiinille tarvitaan uuselintarvikelupa; rehukäyttö onnistuu jo nykyisen lainsäädännön puitteissa. Jätedirektiivi taas rajaa maatalouden sivuvirtojen käyttöä.

Luonnonvarakeskuksessa on toteutettu liikuteltava pilottimittakaavan nurmibiojalostamoyksikkö, jolla nurmen fraktiointia päästään ensi kesän ja talven aikana kokeilemaan maatilamittakaavassa.

Rinne kertoo, että nurmisäilörehusta puristettua mehua on jo kokeiltu sian rehuna toisessa hankkeessa, ja Luonnonvarakeskuksella on alkamassa hanke, jossa sitä kokeillaan broilerien ruokinnassa. Lypsykarjan ruokinnassa runsaasti proteiinia sisältävällä mehulla voisi terästää korkeatuottoisten lehmien rehuannosta.

Lisätuloa viljelijälle 

Viljelijöille nurmen tehokkaampi hyödyntäminen voisi tuoda lisätuloa. Raaka-aineen myynnin lisäksi nurmen jalostus voisi vähentää tilan ulkopuolelta tehtäviä ostoja, kun runsasproteiinista lisärehua olisi tarjolla omasta takaa. Se voisi myös tuoda ansaintamahdollisuuksia, kun nurmesta jalostetaan raaka-ainetta muuhun käyttöön.

Uudet arvoketjut ja tuotannosta saatavien raaka-aineiden vaihtoehtoinen hyödyntäminen kiinnostavat viljelijöitä, kertoo avustava asiantuntija Helka Hypén MTK:sta. Hän on järjestänyt viljelijöille PRIMARY-hankkeen keskustelutilaisuuksia uusista tavoista hyödyntää maataloudessa tällä hetkellä alihyödynnettyjä raaka-aineita kuten nurmibiomassaa.

– Nurmi nähdään hyvänä ja mielenkiintoisena vaihtoehtona esimerkiksi viljan viljelylle, ja sillä on suuri potentiaali. Viljelijät ovat avoimia nurmipohjaisille arvoketjuille, jos taloudelliset, logistiset ja organisaation reunaehdot ovat selkeitä ja vakaita, Hypén muotoilee.

Käytännössä lisätulo luonnollisesti kiinnostaa, mutta tarvitaan myös sitoutunut raaka-aineen ostaja ja toimiva logistiikka.

Nurmen tuottamisessa on etuna myös viljelykierron monipuolistaminen. Se vähentää tautipainetta kasvitiloilla. Myös maan kunto paranee.

Nurmi lisää huoltovarmuutta

Maailman toinen toistaan seuraavien kriisien myötä paikallinen tuotanto ja huoltovarmuus ovat nousseet tärkeäksi arvoksi. Nurmen jalostaminen voisi olla eräs tapa vähentää suomalaisen alkutuotannon ja siten koko elintarvikeketjun riippuvuutta tuontituotteista.

Nurmiproteiinilla voisi korvata ulkomailta tuotavaa valkuaisrehua melko nopealla aikataululla. Nurmipalkokasvien kasvattaminen on myös ainoa käytännössä toimiva tapa sitoa ilman typpeä maahan, mikä vähentäisi riippuvuutta typpilannoitteista.

Miksi nurmea ei sitten jo käytetä laajasti uusin tavoin?

Pääongelma on sama kuin monissa muissa järjestelmää rikkovissa ratkaisuissa: raha ratkaisee. Olemassa olevat ratkaisut ovat ainakin vielä edullisempia kuin uudet, ja rakenteet tukevat niiden säilymistä.

– Teknologiat nurmen hyödyntämiseen ovat jo olemassa. Nurmibiojalostamoon tarvitaan alkuinvestointeja eli joku taho, joka uskoo tähän ja näkee tämän mahdollisena, Marketta Rinne muotoilee.

Suomessa ei toistaiseksi ole nurmibiojalostamoa. Euroopassa on jo muutamia alalla toimivia yrityksiä kuten alankomaalainen startup-yritys Grassa, joka jalostaa nurmesta rehuproteiinia ja, kun uuselintarvikelupa joskus saadaan, myös elintarvikelaatuista proteiinia. Aarhusin yliopistossa Tanskassa on aktiivisesti toimiva pilotti, jossa on panostettu erityisesti nurmen rehukäyttöön yksimahaisilla.

Nurmibiojalostamo kaasulaitoksen yhteyteen

Voisiko joku olemassaoleva suomalainen yritys ottaa koppia nurmen jalostuksesta? Valio on mukana PRIMARY-hankkeessa varsin aktiivisessa roolissa. Tutkimuspäällikkö Riitta Partanen kertoo, että nurmituotannon kehittäminen on Valiolle mielenkiintoinen kysymys.

– Nurmibiojalostamon teknologinen valmiusaste on suurin rehukonsepteissa, joissa on potentiaalia rehuvalkuaisomavaraisuuden kasvattamiseen. Tanskassa kokeita on tehty tuoreella nurmella, mutta koska Suomen kasvukausi on lyhyempi, täällä säilörehu on vaihtoehto.

Muutaman valiolaisen tilan kanssa on käyty keskustelua rehun puristamisesta tilan omaan käyttöön. Se lisäisi tilan omavaraisuutta ja auttaisi varautumaan tuotantopanosten kustannusvaihteluihin.

– Maitotalouden kestävyyden näkökulmasta näin voisi irtautua rehuista, joille voisi olla myös elintarvikekäyttöä, Partanen sanoo.

Hän sanoo, että Valion näkökulma on ikään kuin prosessi-insinöörin: tutkimusintresseissä on taloudellisesti kannattavan ja teknisesti järkevän prosessin kehittäminen. Tärkeää on selvittää, miten säilörehusta puristettuun mehuun saadaan paras proteiinin saanto. Säilörehusta valmistetun mehun käsittely on erilaista kuin tuoreesta nurmesta tehdyn, sillä sen proteiineja ei voi saostaa lämmöllä kuten tuoreen.

Myös elintarvikelaatuinen proteiini voi olla Valiolle kiinnostava tuote, jos lupa-asiat saadaan kuntoon. Oman haasteensa tuo se, että nurmet ovat yleensä usean kasvilajin seoksia. Partanen uskoo, että EFSAn näkökulmasta tämä voi olla haaste, mutta kestävämmän ruokajärjestelmän rakentaminen edellyttää myös uusia viranomaisnäkökulmia.

Tekniseen toteutukseen Valiolla on mielessä kaksi mahdollista toteutustapaa. Ensimmäinen voisi olla keskitetty tuotantolaitos biokaasulaitoksen yhteydessä. Tällöin biokaasulaitoksesta kehitettäisiin biojalostamo, jossa muiden tuotteiden ohella valmistettaisiin valkuaisrehua tiloille.

– Itse näen, että tämä olisi looginen suunta. Aikajana on vielä epäselvä, Partanen sanoo.

Toinen vaihtoehto olisi nurmen jalostaminen tiloilla, jos pystytään kehittämään riittävän yksinkertainen ratkaisu.

Nurmivalkuaisen hyödyntämisestä olisi tiloille monenlaisia hyötyjä. Omavaraisuuden vahvistamisen lisäksi paljon nurmea tuottavat tilat voisivat saada uuden tulovirran rehun myymisestä ulkopuolelle, esimerkiksi sikatiloille. Kasvinviljelytilat hyötyisivät viljelykierrosta maata köyhdyttävän monokulttuurin sijaan.

– Nurmen käytöllä voisi olla myös imagohyötyjä tiloille: se toisi esiin sen, miten alkutuotanto uudistuu ja rakentaa aktiivisesti tulevaisuutta, Partanen sanoo.