Tecnologia e Manejo

19/01

Pesquisa USP/Esalq: Genética impulsiona produção de etanol de segunda geração

Pesquisa USP/Esalq: Genética impulsiona produção de etanol de segunda geração

 

Para aumentar a produção de bioetanol no Brasil, sem estender a área de plantio de cana-de-açúcar, pesquisadores do Laboratório de Fisiologia Ecológica de Plantas (Lafieco) do Instituto de Biociências (IB) da USP estão desenvolvendo um modo de a palha e o bagaço da planta também serem aproveitados no processo de fabricação industrial do combustível. A intenção é obter um procedimento com viabilidade industrial para o chamado etanol de segunda geração, ou seja, o combustível gerado com o que sobra da primeira moagem da cana-de-açúcar. Isso inclui tanto uma reorganização genética da cana-de-açúcar, quanto o desenvolvimento de enzimas que possam extrair o açúcar de sua parede celular com facilidade, para mais combustível ser produzido.

O Lafieco é o laboratório-sede do Instituto Nacional de Ciência e Tecnologia (INCT) do Bioetanol e, por isto, não está sozinho neste projeto de pesquisa. Além dele, mais 32 grupos se propuseram a este desafio, coordenados pelo professor Marcos Buckeridge, do IB.

O etanol de segunda geração


A ideia é produzir com mais eficiência o etanol de segunda geração. Este processo é mais difícil que o primeiro pois no bagaço e na palha da planta, a celulose é menos acessível, já que é permeada por outros polímeros. Atualmente, para que essa celulose seja usada, o que se faz em laboratório é um pré-tratamento no material, que pode consistir em uma explosão a vapor, no uso de ácido ou de álcali. “Existem várias tentativas para ‘amolecer’ a biomassa. Só que em todos esses casos você acaba perdendo ou degradando parte do material“, explica Buckeridge.

Apenas depois do pré-tratamento é que ocorre a chamada hidrólise. Nela, enzimas degradam a celulose para se obter o caldo de açúcares simples que, após fermentação, gera o combustível. Segundo o professor, o problema está na viabilidade para o mercado. “Se a gente fosse levar caminhões de enzima para a indústria, o número de caminhões de enzima seria maior do que o número de caminhões de cana, porque ela é muito diluída e muito cara, então não é viável economicamente”, lamenta.

Descobertas

 

O grupo de estudos busca, então, tanto deixar a parede celular da cana mais fácil de ser degradada, quanto fazer com que as enzimas de hidrólise também atuem nesse processo. Até o momento, os cientistas já conseguiram desvendar a arquitetura da parede celular da planta, descobrindo que a celulose representa apenas 30% dela. Eles também descobriram um mecanismo de degradação que a cana-de-açúcar possui na própria raiz. A intenção agora é programar os genes da planta para que a parede celular de todas as suas partes seja facilmente aberta, além de promover outras melhorias nela, como a resistência a fatores externos. Com esta “supercana”, as indústrias poderão até pular a parte do pré-tratamento, barateando a produção do combustível.



Imagem de secção transversal da raíz da cana-de-açúcar mostra a planta se autodegradando. A intenção dos cientistas é reproduzir o mecanismo em outras partes da cana

Além disto, vários dos microorganismos (fungos e bactérias) que produzem as enzimas e sua genética foram desvendados. O próximo passo, então, é montar um “coquetel enzimático” brasileiro, denominando quais enzimas são capazes de, sozinhas, degradar a parede celular da cana-de-açúcar e tendo o controle também dos genes que as codificam.

O INCT do Bioetanol

 

Em 2008, o INCT do Bioetanol foi formado com o intuito de gerar informações que permitissem dobrar a produção deste biocombustível no Brasil em 10 anos. Para toda a pesquisa acontecer, o instituto está dividido em 5 núcleos: o Centro de Expressão Gênica e Transformação de cana, o Centro de Fisiologia Vegetal e Biologia Celular, o Centro de Genética e Melhoramento da Cana, o Centro de Prospecção de fungos e engenharia de enzimas e o Centro de Caracterização de Enzimas e Engenharia de Processos.

O grupo já lançou livros com capítulos que esclarecem os leitores sobre os avanços na ciência para o etanol de segunda geração e sobre a bionergia. Eles podem ser baixados 
no link. Ao final deste ano, será lançado mais um, que incluirá os resultados das pesquisas até agora e a projeção dos próximos passos que devem ser dados.


Imagem 2: Marcos Buckeridge e Débora Leite

Mais informações: email 
msbuck@usp.br ou site http://www.inctdobioetanol.com.br/

 

Fonte: Agência USP de Notícias



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