Metody biotechnologiczne w przemyśle drzewnym
�! Drewno - biodegradow., odnawialny, przyjazny środowisku materiał stosowany w
budownictwie, przemyśle papierniczym, produkcji paliw. Jest polimerem, którego
biologiczne i techniczne właściwości zależą od budowy ściany komórkowej.
Ściana komórkowa drewna składa się z: celulozy, hemicelulozy (wpływają na
siłę naprężenia włókien) i ligniny- pośredniczy w adhezji.
1. celuloza-stanowi ok. 50% powierzchni drewna; liniowy polimer reszt glukozy
2. hemiceluloza- polimer pentoz i heksoz
3. lignina-polimer zw. aromat., gł. polifenoli; odpowiada za  włóknisty charakter
drewna; bardzo trudna do usunięcia
Obecnie przemysł drzew. wykorzystuje gł. obróbkę chemiczna (środki
konserwujace, kleje). Coraz częściej zastępuje się ją jednak wykorzystując kultury
grzybów i izolowane z nich enzymy przy produkcji masy celulozowej, służącej w
dalszej obróbce do wytwarzania papieru. Biotechnologiczne metody mogłyby
obejmować:
bio-pulping
enzymatyczne wybielanie
kontrolę produktów odpadowych
oczyszczanie wody odpadowej
ZALETY: są to czynniki przyjazne dla środowiska, nie zagrażają zdrowiu
człowieka i dlatego są coraz bardziej atrakcyjne.
�! Postęp w impregnacji drewna środkami konserwującymi. Bio-kleje.
Wytrzymałość wszystkich gat. drzew jest ograniczona i typowa dla gatunku.
Kontrola i ochrona przed niszczeniem drzewa przez grzyby czy owady jest
niezbędna.
" obecne chemiczne środki konserwujące bazują gł. na biocydach (As, Cu) i
zapewniają dostateczną kontrolę gdy wnikają głęboko w drewno. Wiele gatunków
drzew broni się jednak przed nimi
" komercyjne preparaty enzymatyczne poprawiają przepuszczalność; bakterie
kolonizują drewno bez atakowania jego strukturalnych komponentów
(Trichoderma)
Kleje biologiczne są wykorzystywane w produkcji materiałów z drewna. Ponieważ
lignina działa jak naturalny klej, postanowiono wykorzystać LIGNINOPODOBNE
związki łączone z OKSYDAZAMI (lakaza, peroksydaza) i otrzymywano 2-
składnikowy, naturalny klej.
Korzyści wynikające z takiej produkcji:
1. enzym można łatwo oczyścić w procesie fermentacji grzybowej
2. ligninopochodne są tanimi produktami ubocznymi, powstającymi przy prod.
papieru
1
4. eliminacja kancerogennych związków występujących w tradycyjnych klejach
�! Biologiczna ochrona drzewa przed próchnicą, barwieniem mikrobiologicznym,
owadami i grzybami
1. gł. zagrożeniem dla drzewa są grzyby i owady
2. bakteryjna degradacja ściany komórkowej- przy kontakcie z glebą
"chemiczne metody ochrony: skuteczne ale zagrażające środowisku
"biologiczne: oferują ochronę przyjazną środowisku i zdrowiu. Biologiczne
Czynniki Kontroli (BCAs) działają specyficznie i są biodegradowalne.
Biologiczna kontrola po wyrębie
Wycinanie i magazynowanie drewna sprzyja niszczeniu mikrobiologicznemu i
barwieniu:
1. MIKROORGANIZMY BARWI
CE  SOK : ascomycetes, hyphomycetes,
basidiomycete powodują niewielkie zniszczenia ale drewno traci na wartości.
Hamowane są one przez mikroorg. konkurujące o z
ródło pożywki (
Trichoderma)
2. biało-czerwone i brązowo-czerwone basidiomycetes powodują próchnicę
I. gatunki biało-czerwone utylizują ligninę, celulozę i hemicelulozę w
tym samym stopniu
II. gat. brązowo-czerwone usuwają gł. celulozę lub hemicelulozę
Jak chronić?
Istnieje koncepcja aby wykorzystywać szczepy Trichoderma, które produkują
antagonistycznie działające Lotne Związki Organiczne (VOCs) hamujące wzrost
grzybów. Nie zapewnia to całkowitej ochrony ale przedłuża czas życia produktów
drewnianych.
�! Dyspozycja i zagospodarowanie odpadów
Organiczne i nieorganiczne środki konserwujące są wysoce odporne na
degradację biologiczną; ich spalanie jest kosztowne (specjalne piece).
Mikroorganizmy oferują przyjazne środowisku rozwiązanie tego problemu:
" wiele pro- i eukariotycznych typów degraduje krezole i
pentachlorofenole (PCP)  gł. składniki środków konserwujących
" bakterie i grzyby izolowane z drzewa traktowanego krezolami-
degradują policykiczne węglowodory aromatyczne (PAHs)
" Trichoderma usuwa aż 62% PCP w postaci Na-PCP
" możliwa jest detoksykacja środków konserwujących na bazie metali
ciężkich
�! Wnioski i perspektywy
1. metody biotechnologiczne umożliwiają rozwój niestandardowych metod
produkcyjnych i metod utylizacji szkodliwych czynników
2. powstają bio-klejone materiały drzewne (płyty, deski itd.)
3. możliwa staje się obróbka drewna traktowanego środkami konserw.
2
4. przewiduje się, że w przyszłości enzymy i kultury grzybów będą coraz
częściej wykorzystywane do modyfikowania właściwości drewna i
poprawy adhezji
5. inżynieria genetyczna stwarza możliwości nadekspresjonowania
enzymów
6. niestety większość z omówionych technik nie jest jeszcze możliwa w
praktyce
3