Embrapa Agroenergia: Projeto estudará aplicações químicas e bioquímicas da xilose

Publicado em 30/11/2012

JalesNet, em 30/11/2012

A Embrapa Agroenergia deu início ao projeto de pesquisa “Aproveitamento da D-xilose da hemicelulose do bagaço de cana-de-açúcar para obtenção de compostos químicos renováveis de alto valor agregado (C5-AGREGA)”.
O projeto visa a obter substâncias utilizadas pelas indústrias químicas tradicionais e pelas que trabalham com química fina. O objeto de estudo é a D-xilose, o açúcar mais abundante na hemicelulose do bagaço da cana.

A parede celular das plantas é formada, principalmente, por lignina, celulose e hemicelulose. Esta é constituída, entre outras substâncias, por xilose, um açúcar de cinco carbonos (pentose), cuja fermentação a etanol ainda não é viável. “Estamos tentando descobrir um destino nobre para a xilose”, chamou a atenção o pesquisador da Embrapa Agroenergia e líder do projeto, Silvio Vaz Jr.

A geração de resíduos lignocelulósicos das cadeias agroenergéticas pode ser vista, na atualidade, como uma grande oportunidade de agregar valor a tais cadeias produtivas, salientou Silvio Vaz. Ele destaca que os principais componentes desta biomassa residual poderão servir como matérias-primas renováveis para o setor químico brasileiro, que apresenta um déficit considerável em sua balança comercial, importando tecnologias, reagentes e insumos estratégicos. O bagaço de cana-de-açúcar possui um dos maiores teores de hemicelulose em relação a outras fontes de biomassa agroindustrial, o que faz com que ele seja considerado como uma matéria-prima em potencial para compostos químicos que tenham os constituintes da hemicelulose como precursores.

Os pesquisadores vão utilizar plataformas químicas e bioquímicas para transformar a xilose em ácido levulínico, furfural, xilitol, ácido succínico e ácido xilônico. “Para conseguirmos esses produtos, utilizaremos rotas de síntese orgânica e também a fermentação por microrganismos e catálise enzimática”, explicou Vaz.

Os parceiros

Para desenvolver o trabalho, que tem duração de três anos, foi constituída uma rede de pesquisa da qual também fazem parte as unidades da Embrapa Agroindústria Tropical (Fortaleza/CE), Cerrados (Planaltina/DF) e Instrumentação (São Carlos/SP), a Braskem, o CTBE, a Universidade de São Paulo e a ETH Bioenergia.

A Embrapa Agroenergia é a unidade líder do projeto, além de prospectare microrganismos e enzimas, e fazer a análise estrutural refinada. A Embrapa Cerrados é responsável por fornecer a matéria-prima; a Embrapa Agroindústria Tropical pelo desenvolvimento dos bioprocessos de produção e tratamento final. O CTBE é responsável pelo pré-tratamento do bagaço, além de auxiliar no tratamento final dos bioprocessos e na avaliação do potencial industrial. A USP é responsável pelo desenvolvimento de rotas de síntese orgânica. A Braskem pela avaliação do potencial industrial e econômico dos produtos e processos, contando com o apoio do CTBE e da ETH Bioenergia.

As pesquisas

A hemicelulose será extraída do bagaço, por meio de pré-tratamento químico, de modo a fornecer a D-xilose, Após separação e purificação esse açúcar será utilizado como composto precursor de bloco-construtores e intermediários, por meio de rotas de síntese orgânica (plataforma química), e de fermentação por microrganismos e catálise enzimática (plataforma bioquímica). Estes produtos e suas respectivas plataformas tecnológicas deverão ser avaliados quanto ao potencial de uso na indústria química brasileira.

O primeiro passo será dado pelos cientistas da Embrapa Agroenergia, com a identificação dos microrganismos produtores de enzimas. “Achar os microrganismos que façam o que se deseja e de forma eficiente, é um grande desafio”, salientou João Ricardo Almeida, pesquisador da Embrapa Agroenergia. Depois disso, há duas possibilidades. No Centro de Pesquisa em Brasília, a pesquisadora Dasciana Rodrigues irá extrair as enzimas presentes nos microrganismos isolados e as imobilizará diversos tipos de suportes para aumentar a eficiência da conversão e diminuir os custos da transformação bioquímica.

Em Fortaleza, os microrganismos selecionados serão cultivados em biorreatores para realizar a conversão desejada. “Neste caso, o desafio é maximizar as taxas de conversão”, salientou o pesquisador Gustavo Saavedra da Embrapa Agroindustria Tropical. “Vamos pegar a xílose, que vem de materiais lignocelulósicos e transformá-las em ácidos orgânicos, utilizando bactérias”, destacou.

Na plataforma química, o professor associados da USP, Paulo Marcos Donate, irá encontrar maneiras de transformar a biomassa da cana-de-açúcar em produtos químicos de maior valor agregado. Pela Universidade, em parceria com a Embrapa, também será feita a análise estrutural dos produtos obtidos.

“As possibilidades apresentadas pelo projeto de troca ou substituição de matérias-primas de origem petroquímica por matérias-primas renováveis, e a valorização da biomassa residual, devem ser vistas como contribuições relevantes deste projeto para a Economia Verde”, concluiu Silvio Vaz.

Daniela Garcia Collares (MTb/114/01 RR)Embrapa Agroenergia
E-mail: daniela.collares@embrapa.br
Tel: (61) 3448-1581

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