Descoberta pode contribuir para aumentar e baratear a produção do etanol de segunda geração

Pesquisadores do Laboratório de Bioquímica de Plantas da Universidade Estadual de Maringá (Bioplan-UEM), no Paraná, e do Laboratório de Fisiologia Ecológica da Universidade de São Paulo (Lafieco-USP) conseguiram aumentar em até 120% a sacarificação do bagaço da cana-de-açúcar ao longo de 12 meses. No caso da soja, ocorreu um acréscimo de 36% em 90 dias, enquanto a sacarificação do capim braquiária (usado em pastagens) cresceu 21% em 40 dias.

Isso ocorreu graças à aplicação de compostos naturais às plantas – um deles à base de ácido metilenodioxicinâmico (MDCA); outro, com ácido piperolínico (PIP); e um terceiro que leva daidzina (DZN). “Desenvolvemos três compostos diferentes, cada um com características específicas, que foram aplicados individualmente à cana-de-açúcar, à soja e à braquiária”, explica o biólogo Wanderley Dantas dos Santos, coordenador do Bioplan-UEM.

Segundo Santos, MDCA, PIP e DZN são inibidores da lignina, molécula que confere rigidez à parede celular da planta. “De forma geral, os compostos que desenvolvemos alteram o metabolismo da lignina. Isso facilita o acesso à parede celular da planta, onde está localizada a celulose. Assim, é possível produzir mais açúcar, mais carboidrato.”

O experimento está relatado em artigo publicado no periódico Biomass and Bioenergy. O projeto é apoiado pelo Centro de Pesquisa para Inovação em Gases de Efeito Estufa (RCGI), um Centro de Pesquisa em Engenharia (CPE) constituído por FAPESP e Shell na Escola Politécnica (Poli-USP).

Aumento de produção

No caso da cana-de-açúcar, a descoberta pode contribuir para aumentar e baratear a produção do chamado etanol de segunda geração, feito a partir do resíduo da biomassa (bagaço) da planta. O grande produtor desse tipo de álcool, que corresponde a 1,5% da produção nacional, é a Raízen, joint venture entre Cosan e Shell, situada no interior de São Paulo. “Nossa ideia é gerar uma cana-de-açúcar mais fácil de sacarificar, com a extração de açúcares das celuloses”, diz Santos.

Segundo Marcos Buckeridge, coordenador do Lafieco e pesquisador do RCGI, atualmente a indústria tem um gasto financeiro alto para realizar o chamado pré-tratamento, quando se retira a lignina para tornar os carboidratos acessíveis às enzimas que digerem esses polissacarídeos e produzem açúcares que podem ser fermentados para produzir o etanol de segunda geração. “Isso impacta o custo de produção em 30%”, informa Buckeridge.

Com a aplicação dos compostos desenvolvidos pelos pesquisadores seria possível aproveitar melhor a biomassa da cana-de-açúcar. “Com a modificação na lignina, o bagaço se torna mais fácil de ser digerido pelas enzimas. Ou seja, será necessário utilizar menos enzimas no decorrer do processo. As enzimas correspondem à parte mais cara da produção do etanol de segunda geração”, prossegue Buckeridge. Hoje boa parte desse bagaço é descartada pela indústria. “A utilização do bagaço poderia aumentar em até 40% a produção de etanol no Brasil.”

Os pesquisadores também testaram os compostos na braquiária, utilizada para alimentação do gado. “Na digestão, o animal consegue extrair mais carboidrato desse capim”, relata Santos. “Como o rebanho vai ficar nutrido com menor quantidade de capim, será possível colocar mais gado por metro quadrado. Isso ajudaria, por exemplo, a evitar o desmatamento para a produção de proteína animal.”

A soja com lignina modificada também poderia servir de ração para o rebanho. “Hoje, o gado costuma ser alimentado com milho e um complemento proteico. A soja poderia substituir parcialmente esse complemento proteico. Com a aplicação dos compostos, ela se torna mais palatável em termos nutricionais e deixaria o animal satisfeito com uma porção menor de alimento”, pontua o biólogo.

O artigo Natural lignin modulators improve lignocellulose saccharification of field-grown sugarcane, soybean, and brachiaria pode ser encontrado em:  www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0961953422003464.

* Com informações do RCGI, um Centro de Pesquisa em Engenharia da FAPESP.

Fonte: Agência FAPESP

Foto: Gustavo Porpino