Biokemian tutkija A. I. Virtanen (15.1.1895-11.11.1973) on 1900-luvun tunnetuin suomalainen kemisti. Hän kehitti voisuolan parantamaan voin säilyvyyttä ja happoliuoksen parantamaan karjarehun laatua. AIV-voisuola ja -rehu ovat taloudellisesti merkittäviä keksintöjä, sillä AIV-suolan käyttö edisti suomalaisen voin vientiä ja AIV-liuoksella käsitelty rehu paransi maidon laatua ja makua. AIV-rehun säilöntämenetelmä perustui happamuuden säätelyyn ja liuoksen patentti ostettiin useaan maahan. Happolisäys on yhä ainut hyvä tuorerehun säilöntämenetelmä. Virtanen sai Nobelin kemian palkinnon 1945 AIV-rehusta.
Elämä
Artturi Ilmari Virtanen syntyi Helsingissä 1895. Hänen isänsä Kaarlo Virtanen oli viipurilainen veturinkuljettaja ja äitinsä Serafiina (O.s. Isotalo) Hollolalainen isohkon talon tytär. Perheeseen syntyi seitsemän poikaa, joista neljä kuoli alle vuoden ikäisinä. Myöhemmin A. I. Virtanen arveli tämän johtuneen A-vitamiinin puutteesta. Köyhässä perheessä ostettiin ruokamenojen säästämiseksi vain rasvatonta maitoa, josta A-vitamiini oli separoitaessa poistunut.
A.I. Virtanen opiskeli Viipurin klassillisessa lyseossa. Kouluaikana hän innostui luonnosta ja luki paljon, jotka innostivat häntä tutkijan ammattiin. Virtanen aloitti syksyllä 1913 kemian opiskelun Keisarillisessa Aleksanterin yliopistossa Helsingissä, josta hän väitteli filosofian tohtoriksi vuonna 1919. Väitöskirjatyön ohella hän työskenteli kemian professori Ossian Aschanin (1860-1939) assistenttina.
Virtanen oli perusolemukseltaan hilpeä ja estoton karjalainen, joka nautti huumorista ja leikinlaskusta, kunhan se vain ei kohdistunut häneen itseensä tai hänen ajatusmaailmaansa. Poliittisesti Virtanen oli jyrkän länsimielinen, eikä hän salannut tätä lausunnoissaan. Hän oli mielipiteiltään ehdoton, isänmaallinen ihminen, jolla oli korkeat ihanteet. Virtasella työ ja yksityiselämä kietoutuvat toisiinsa. Hän oli ystävilleen ja työtovereilleen hyväntahtoinen ohjaaja, joka oli aina valmis tukemaan ja auttamaan työtovereitaan sekä alaisiaan.
Karismaattinen Virtanen oli käytännön maatalousmies. Hän meni naimisiin Lilja Moision (1894-1972) kanssa vuonna 1920. He saivat kaksi poikaa, Kaarlo Ilmarin ja Artturi Olavin. Arttu Ilmari Virtanen kuoli Helsingissa 1973.
Työ
Tohtoriksi valmistumisen jälkeen Virtanen siirtyi kemistiksi Valion laboratorioon, jonka johtajaksi hänet valittiin vuonna 1921. Vuonna 1931 Virtanen kutsuttiin Teknillisen korkeakoulun biokemian professoriksi ja 8 vuotta tämän jälkeen Helsingin yliopiston kemian professoriksi. Hän toimi myös bioteknillisen tutkimuslaitoksen johtajana vuosina 1931-1973. Virtasesta tuli 1948 perustetun Suomen Akatemian ensimmäinen esimies.
Virtanen pyrki hyödyntämään tutkimuksessaan kansainvälisiä kontakteja ja tutkimusryhmätyöskentelyä. Kun maitotuotteiden laadussa ei noihin aikoihin ollut kehumista, oivalsi Virtanen bakteriologisten lisätietojen tarpeen. Hän matkustikin runsaaksi puoleksi vuodeksi Ruotsin maataloudellisen koelaitoksen bakteriologiseen laboratorioon, jossa hänen oppi-isänään oli Hans von Euler (1873–1964). Aiemmin hän oli jo työskennellyt Sveitsissa viisi kuukautta Zürichin teknillisessä korkeakoulussa maatalouskemian professorin Georg Wiegnerin (1883–1936) laboratoriossa.
Virtasen tutkimustyö kohdistui mm. käymisilmiöihin, ravitsemukseen, biologiseen typen sidontaan, lipaasiin, tuperkuloosiin, vitamiineihin ja happamuuden vaikutukseen biologisiin ilmiöihin. Happamuuden vaikutustutkimuksien sovelluksena syntyi kaksi merkittävää keksintöä, AIV-voisuola ja AIV-rehu. Näistä AIV-rehusta Virtanen sai Nobel palkinnon 1945.
Suomen maidontuotanto oli itsenäisyyden alkuvuosikymmenellä lisääntynyt ja voin vienti merkittävästi laajentunut. Voi oli kuitenkin usein määränpäähän saapuessaan laadultaan niin kehnoa, ettei siitä ollut elintarvikkeeksi. Virtanen tarttui voin laatuongelmiin ja havaitsi, että suomalaiseen melko happamaan voihin tuli helposti makuvirheitä. Kun voin pH nostettiin puskuroivan suolan avulla 6,5 – 7-tasolle, hävisivät makuvirheet. AIV-voisuola patentoitiin Suomessa, ja sen sisältö jäi pitkäksi aikaa kilpailijoille tuntemattomaksi.
Virtanen kiinnostui myös kasvien biologisesta typensidonnasta. Hän ihmetteli, miksei palkokasveissa tapahtuvaa luontaista typen sitoutumista hyödynnetä tehokkaammin. Tämän seurauksena Virtasen tutkimukset laajenivat emmentaljuuston käymisiin. Pitkällisen työn tuloksena, vuosikymmeniä myöhemmin, emmentaljuuston laatuongelmat saatiin ratkaistua ja suomalainen emmental nousi maailmanmaineeseen. Hän oli asiasta niin innostunut, että osti 1933 Sipoosta maatilan voidakseen tutkia omavaraista typpitaloutta. Virtanen toteuttikin erinomaisin tuloksin omavaraista ja luonnonmukaista typpitaloutta tilallaan, jossa sijaitsivat myös tutkimuksen kannalta tärkeät Valion koekentät ja myöhemmin rakennettu koenavetta. Virtasesta tuli maanviljelijä.
Sodan puhjettua Virtanen kohdisti koko tieteellisen osaamisensa isänmaan palvelukseen kehittämällä muun muassa polttopulloja panssarintorjuntaan, erilaisia räjähdysaineita, rehuhiivan ja puuspriin valmistusta, tuholaismyrkkyjä ja erilaisia ravinnonsäilytysaineita.
Virtasen tutkimustyö johti useisiin käytäntöä hyödyttäviin uudistuksiin. Virtanen oli koko aktiivisen tutkijakautensa teollisuusyrityksen palveluksessa, josta käsin hän hoiti professuurejaan. Virtanen oli erittäin ahkera ja tuottelias ja hänellä oli yli 1 300 tieteellistä julkaisua. Hän on kansainvälisten historiankirjojen, hakemistojen ja Science Citation -indeksin mukaan vuosisatansa tunnetuin suomalainen kemisti. Kaikkiaan 44 Virtasen oppilasta väitteli tohtoriksi ja suurin osa seuraavan sukupolven professoreista biokemiassa, ravitsemustieteessä, lääketieteellisessä kemiassa, radiokemiassa sekä lähialoilla olivat hänen oppilaitaan.
Nobel
Kemian Nobel-palkinnon Virtanen sai vuonna 1945. Palkintoon liittyi perustelu: ”Tutkimuksia ja keksintöjä maatalous- ja ravintokemian alalta, erikoisesti hänen rehusäilöntämenetelmänsä”. Virtasesta antoivat lausunnon Nobel-komitealle professorit Hans von Euler ja Ragnar Nilsson. Virtanen oli ollut ehdolla palkinnon saajaksi jo vuodesta 1933 peräti 12 kertaa.
Virtanen tajusi ensimmäisenä maailmassa pH:n merkityksen biologisessa säilöntäprosessissa. Keväällä 1928 Virtanen oivalsi happolisäyksen merkityksen ja kehitti täten AIV-menetelmän. Ratkaisevaa oli, että tuotteen pH laski tarpeeksi nopeasti alle neljän. Näin saatiin rehukasvien solujen ja mikrobien entsyymitoiminta pysähtymään tai ainakin hidastumaan, jolloin rehu säilyi paremmin. Laboratorio-oloissa säilöntään oli käytetty aiemmin suolahappoa, joka oli tuolloin kallista tuontitavaraa. Samaan aikaan Valiolla oli ongelmana ensimmäisestä maailmansodasta ylijäämäksi jäänyt maitohappo, jota Vrtanen keksi hyödyntää sekoittamalla rikkihappoon. Maitohapon loputtua muutaman kesän jälkeen siirryttiin käyttämän halvempaa kotimaista rikkihappoa.
Virtasen kehittämä AIV-rehunsäilöntämenetelmä otettiin yleiseen käyttöön 1930-luvulla. Periaate tuli tunnetuksi kautta maailman, ja patentti myytiin Ruotsiin, Norjaan, Tanskaan, Hollantiin, Englantiin, Irlantiin, Islantiin, Sveitsiin, Yhdysvaltoihin ja Kanadaan.
AIV-rehunsäilöntämenetelmä on yhä käytössä ja säilörehun valmistusta kehitellään jatkuvasti. 1960-luvulla yleistynyt rehusilppuri teki mahdolliseksi alkuperäistä AIV-liuosta laimeampien happojen käytön, jotka lisätään rehuun jo pellolla korjuun yhteydessä. Tämä on johtanut orgaanisten, vähemmän syövyttävien ja käyttäjäystävällisempien happojen käyttöön. Esikuivatun rehun ei tarvitse säilyäkseen olla kovin hapanta, joten haposta on pyritty luopumaan kokona. Nykyisin Valio ei enää lisää happamuudensäätöainetta voihin, vaan markkinoi sitä täysin lisäaineettomana. Sen sijaan Oivariini-voi-kasvirasvaseoksessa käytetään yhä AIV-voisuolaa.
Nobelin palkinnon arvovalta toi Virtaselle vierailukutsuja, kunniatohtoruuksia ja ulkomaisten tiedeakatemioiden jäsenyyksiä. Hänen laboratoriollaan oli Suomessa pitkään johtava asema radiokemian, massaspektrometrian, kromatografisten menetelmien, ravitsemuksen ja luonnonaineiden rakenteiden tutkimuksessa.
Kunnianosoitukset
A. I. Virtanen on eräs näkyvimpiä ja merkittävimpiä suomalaisia tiedemiehiä kautta aikojen. Hän on ollut jäsenenä niin Suomessa kuin ulkomaillakin lukuisissa komiteoissa, neuvottelukunnissa, järjestöissä ja toiminut monissa näistä puheenjohtajana. Hän on myös saanut kunnianosoituksia (muun muassa: Suomen Valkoisen Ruusun K 1943, Vapaudenristi 2 ka. 1945, Suomen Leijonan suurr. 1953, Vapaussodan mm., Talvisodan mm., Jatkosodan mm., Lääketieteen kunniatohtori Lund 1936, tekniikan kunniatohtori Tukholma 1949 ja Helsinki 1949, kunniatohtori Pariisi Sorbonne 1952, maatalous- ja metsätieteiden kunniatohtori Helsinki 1955 ja Giessen 1955. ) ja eri järjestöiltä kunnia- ja ansiomerkkejä (muun muassa: Wihurin säätiön kunniapalkinto 1943, kemian Nobelin palkinto 1945, Friesland-palkinto 1967, The first W. O. Atwater -palkinnon plaketti 1968, Sigfred Thannhauser -mitali ja -palkinto 1970, Scheele-mitali 1938, Adelsköld-mitali 1943, Tukholman plaketti 1946, Gadolin-mitali 1949, Kairamo-mitali 1950, Cajander mitali 1955, Emmanuele Paterno -mitali 1958, Gebhard-mitali 1959, Faber Foundationin mitali 1964 ja yliopistojen mitaleja) menestyksekkäästä työstään. Virtanen on ainoa suomalainen tieteen nobelisti.
A. I. Virtasen mukaan on nimetty:
- AIV-voisuola (vuonna 1925)
- AIV-rehu (vuonna 1928)
- A. I. Virtanen -instituutti
- Kuopion yliopisto (vuonna 1989)
- aukio Helsingissä
- postimerkki (vuonna 1980)
- juhlaraha (vuonna 1995)
Virtasesta on tehty lisäksi veistoksia (K. Kallio 1945; T. Sakki 1995), maalauksia (T. Miesmaa 1958; T. von Boehm 1965; M. A. Werboff 1961) ja mitali (A. Tukiainen 1965).
A.I. Virtasen elämästä on myös tehty näytelmä Helsingin yliopiston kemian laitoksen kemian opettajankoulutusyksikössä.
Lähteet:
Encyclopedia of Life Sciences, A. I. Virtanen
Ihamuotila, L. (1997). Virtanen, Artturi Ilmari (1895-1973). Kansallisbiografia-verkkojulkaisu. Studia Biographica 4. Helsinki: Suomalaisen Kirjallisuuden Seura. Linkki artikkeliin