PROGRAM SMĚŘUJÍCÍ K PRŮMYSLOVÉMU VYUŽITÍ NÁHRADNÍCH ZDROJŮ PŘÍRODNÍHO KAUČUKU


Taraxacum koksaghyz Rodin. Tuzkol, JV Kazachstán

Přírodní kaučuk (PK) patří k nejvýznamnějším surovinám současnosti, je například třetí nejvýznamnější surovinou dováženou do USA. Spolu se syntetickým kaučukem (vyráběným z ropy) světová spotřeba kaučuku přesahuje 22 mil. tun, z toho asi 50 % je přírodní kaučuk. Je třeba poznamenat, že PK nelze syntetickým plně nahradit, a to vzhledem k mnohem kratším řetězcům polyisoprenoidů u syntetického kaučuku. Ceny PK značně kolísají, dlouhodobě však v průměru rostou.

Naprostá většina (více než 99 %) světového přírodního kaučuku je získávána z kaučukovníku, Hevea brasiliensis. Vývoj ukázal, že světový systém zásobování PK je značně fragilní, snadno ohrozitelný různými faktory.

Již během obou světových válek se ukázalo, že blokování obchodu s kaučukem (ponorkovými blokádami) může válčícím stranám způsobit velké potíže. Brazilský kaučukový boom skončil ve 20. století katastrofou – zničením plantáží následkem napadení houbou Microcyclus ulei (SALB); brazilské zemědělství se dosud z této rány nezotavilo. Prakticky veškerá produkce PK tak přešla do jihovýchodní Asie, kde jsou největší současní producenti i vývozci (tradičně Thajsko jako největší vývozce, Vietnam s největšími nárůsty produkce i vývozu, Indonésie, Malajsie a také Indie a Čína, které přešly z kategorie vývozců do kategorie dovozců). S globalizací ovšem stouplo i riziko zavlečení SALB do Asie.


Zasolené vypásané trávníky s pampeliškou koksaghyz. Tuzkol, JV Kazachstán

Kvetoucí guajule
(Parthenium argentatum)

Při nedostatku PK z kaučukovníku bylo přirozenou myšlenkou nalézt alternativní zdroje. V řadě zemí existovaly programy vyhledávání náhradních zdrojů, přičemž určitého průmyslového využití (pouze během 2 světové války) bylo dosaženo u pampelišky koksaghyz (Taraxacum koksaghyz z Kazachstánu) a u guajule (Parthenium argentatum z jihu Spojených států).

U guajule existuje dodnes několik zpracovatelských podniků v USA, protože latex a PK z této hvězdnicovité rostliny může být využit i tam, kde kaučukovníkový PK způsobuje alergie.

Obě tyto rostliny byly v letech 2008–2012 podrobeny novému zkoumání během projektu EU-PEARLS. Výsledkem byla řada objevů týkajících se biosyntézy kaučuku, vlastností různých forem PK, extrakcí a izolací PK, křižitelnosti koksaghyzu s blízkými druhy atd. Výsledkem bylo i poloprovozní agrotechnické vybavení a experimentální výrobní kapacity. Nakonec si každý účastník mohl sáhnout na pneumatiky z dílen firmy Vredestein: jedna byla z koksaghyzu, druhá z guajule. Solidní začátek, ale stále pouze začátek.

Od přírodního kaučuku z koksaghyzu k využití dalších látek tohoto druhu – DRIVE4EU

Na technologiích pro využívání koksaghyzu v novém projektu spolupracuje řada firem, které si v životě byznysu navzájem tvrdě konkurují. Je to proto, že případná krize kaučukovníkových plantáží by shodně ohrozila všechny hráče v oblasti zpracování kaučuku.

Program DRIVE4EU má tedy následující cíle:

a) Převést znalosti o technikách a technologiích získávání kaučuku z koksaghyzu z laboratoře a poloprovozu do provozních rozměrů.

b) Do systému využívání koksaghyzu zapojit technologicky i ekonomicky inulin.

c) Nalézt dlouhodobě udržitelné podmínky, za nichž bude možno koksaghyz využívat, aniž by byla ohrožena jeho existence v přírodě.

Druhou nejvýznamnější látkou obsaženou v kořenech koksaghyzu a jeho hybridů je inulin. Zatímco u většiny rostlin jsou hlavními zásobními látkami škrob nebo sacharóza, u 15 % je to právě inulin, lineární nebo větvený polymer fruktózy, obvykle zakončený molekulou glukózy. Na regulovaném evropském trhu tvoří inulin jen 3 % komerčních sacharidů, zatímco v USA je to až 30 %, což dokazuje, jaký má inulin potenciál. Je používán hojně v potravinářství – pozoruhodnou vlastností inulinu je fakt, že člověk nemá enzymy, jimiž by fruktózové polymery štěpil, takže inulin hraje v potravě roli rozpustné vlákniny. Mikroorganismy tlustého střeva si ovšem s inulinem poradí, což vede k častému nadýmání, pokud to člověk s konzumací inulinu přežene.

Největší potenciál koksagyzového inulinu ovšem spočívá v možnosti štěpit polymer na fruktózu, kterou je možno transformovat např. na FDCA, furan-2,5-dikarboxylovou kyselinu. Ta je již známá jako náhrada za ropné produkty, ať již pro výrobu plastů, tak i pro využití jako biopaliva (po další transformaci).

Protože hektarový výtěžek kaučuku je u koksaghyzu výrazně nižší než u kaučukovníku (>100 kg vs. >1000 kg na hektar), je třeba do ekonomiky využití koksaghyzu zapojit i další komponenty. Je to zejména právě inulin a také nadzemní biomasa jako prvotřídní krmivo.

Další aspekt studia koksaghyzu

Stupeň a původ ohrožení a prognóza pro udržitelné využívání

Jak jinak než prostřednictvím další expedice do jihovýchodního Kazachstánu bylo možné získat údaje o současném stavu známých lokalit koksaghyzu, přesněji stanovit hranice rozšíření tohoto pozoruhodného druhu, identifikovat vlivy, které jej mohou negativně ovlivňovat, a stanovit podmínky, které naopak jeho výskyt umožňují a podporují. Některé z navštívených lokalit hostí statisíce rostlin koksaghyzu, jiné desetitisíce, ale většina jen desítky a stovky.


Přirozené meandry řeky Kegen u stejnojmenné obce (JV Kazachstán). V pozadí západní výběžky pohoří Ketmentau

Není ještě vše zhodnoceno, ale vodní režim a mezoklimatické výkyvy se nyní zdají být určující pro přežívání koksaghyzu. V posledních několika letech zasáhlo oblast výskytu koksaghyzu, vysoko položená plochá údolí mezi Ťan-Šanem a pohořím Ketmentau, značné sucho a první známky desertifikace je již možno sledovat: vysychající tůně, rozsáhlé plochy s výkvěty solí, ústup některých druhů, snižování pokryvnosti vegetace.

Prozatím je možno se spolehnout na účinek nepravidelné pastvy, hlavního typu obhospodařování lokalit s koksaghyzem. Kazašské místní komunity žijí tradičním způsobem.

Pokud zde ovšem dojde k velkým změnám (vlastnictví, rozvojové programy, industrializace), bude s koksaghyzem konec. Účast pracovníků Botanického ústavu na projektu DRIVE4EU ukazuje, že klasická botanika může podstatným způsobem přispět k industriálnímu využití technických plodin.

• • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • •

Obrázky k článku „Pampelišky jako taxonomická zapeklitost a současně jako velký potenciál“ ►

Živinami bohatým loukám ve střední Evropě dominují apomiktické formy souhrnně nazývané Taraxacum officinale (T. sect. Taraxacum)
Květenství Taraxacum haemanthum Kirschner et Štěpánek (podsekce Haemantha). Severní Gruzie v blízkosti obce Kazbegi
Nažky pampelišek jsou tvarově různorodé. Zleva: T. aristum (Austrálie), T. sp. (sekce Atrata, Uzbekistán), T. coronatum (sekce Coronata, Pákistán), T. glaciale (sekce Glacialia, Itálie) a T. glabrum (sekce Glabra, Sibiř)

• • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • •

Kontakt:
Doc. RNDr. Jan Kirschner, CSc.
(jan.kirschner@ibot.cas.cz
; Taxonomické oddělení)

• • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • •