As enzimas do tipo (hemi)celulase são utilizadas nas Usinas de Segunda Geração e representam boa parte do custo de produção do Etanol 2G. Esse é um dos gargalos que impedem que a Segunda Geração do Biocombustível voe mais alto. Esse cenário, porém, está mudando para melhor.
Pesquisadores seguem buscando por formas alternativas – e mais baratas – de produzir essas enzimas. As enzimas do tipo (hemi)celulase são as responsáveis por transformar a biomassa (bagaço e a palha da cana-de-açúcar, por exemplo), em açúcares. Essas enzimas não trabalham sozinhas, por isso o nome coquetel de enzimas.
“Nós fizemos modificações genéticas para que o fungo Trichoderma reesei fosse capaz de produzir um coquetel enzimático eficiente e em alta concentração a partir de substratos baratos e abundantes no Brasil, com destaque para a casca de soja e o melaço de cana”, conta Lucas Miranda, Técnico Especialista da Divisão de Processos do CTBE e um dos autores do artigo Development of a low‑cost cellulase production process using Trichoderma reesei for Brazilian biorefineries, publicado no periódico Biotechnology for Biofuels e disponível em Acesso Aberto.
Fermentadores em ação: agora no CTBE, pesquisas devem evoluir com mais velocidade (Divulgação/CTBE)
As modificações genéticas no T. reesei revelaram novas possibilidades ao fungo reconhecido como o padrão da indústria. “O que torna o experimento retratado no artigo ainda mais interessante é que as modificações realizadas foram bastante pontuais em comparação com outras pesquisas”, revela Miranda.
O especialista conta que conseguiram fazer com que o fungo fosse capaz de produzir enzimas em um ambiente com a presença de açúcares (glicose, frutose e sacarose, principalmente), uma condição desejada por pesquisadores e fabricantes de enzimas.
Produção na própria Usina
Miranda conta que os coquetéis enzimáticos cultivados em laboratórios utilizam indutores (alimentos que os fungos consomem para produzir enzimas) de alto custo. Com o uso de casca de soja e do melaço da cana, dois subprodutos de culturas muito numerosas no país, o custo de produção das enzimas deve cair substancialmente. “As usinas podem até mesmo vir a produzir enzimas na própria planta, um processo conhecido como on-site”, destaca. “O custo pode ser muito menor”, reforça.
Cem vezes beta-glucosidase
O T. reesei naturalmente produz as enzimas de classe beta-glucosidase em pouquíssima quantidade. Com as modificações genéticas realizadas por Miranda (et al.) o fungo foi capaz de produzir esse grupo de enzimas em quantidade superior a 100 vezes em relação à linhagem não modificada de Trichoderma. Considerada como crucial, a beta-glucosidase auxilia as demais enzimas no processo de desconstrução da biomassa.
No CTBE, próximos etapas da pesquisa são promissoras
Alguns fatores vão determinar avanços bem-sucedidos da nova linhagem de T. reesei modificada por Miranda (et al.) e descritas no artigo.
O primeiro passo consiste na otimização do meio de cultura, “ou seja, testar novas proporções dos substratos (casca de soja e melaço) em condições diferentes de temperatura, pH e aeração”, conta Miranda.
O segundo passo se refere à alteração dos fatores de transcrição. “Significa que agora vamos nos dedicar a remover alguns genes e superexpressar outros”, analisa. “Com as novas alterações genéticas o processo de hidrólise (conversão da biomassa em glicose e xilose) poderá ser feito em menos tempo e com a mesma eficiência”, conclui.
Sobre o CTBE
O Laboratório Nacional de Ciência e Tecnologia do Bioetanol (CTBE) integra o Centro Nacional de Pesquisa em Energia e Materiais (CNPEM), organização social vinculada ao Ministério da Ciência, Tecnologia, Inovações e Comunicações (MCTIC). O CTBE desenvolve pesquisa e inovação de nível internacional na área de biomassa voltada à produção de energia, em especial do etanol de cana-de-açúcar. O Laboratório possui um ambiente singular no País para o escalonamento de tecnologias, visando a transferência de processos da bancada científica para o setor produtivo, no qual se destaca a Planta Piloto para Desenvolvimento de Processos (PPDP).
