Tese de doutorado aproxima cientistas e indústria e prevê etanol 2G em larga escala

A adoção de fontes energéticas renováveis é uma tendência cada vez maior, a despeito de casos isolados como as recentes políticas norteamericanas que vão na contramão de um futuro mais sustentável. O Relatório Mensal de Energia do Ministério de Minas e Energia (MME) projeta que a participação de renováveis na composição da matriz energética brasileira deve atingir 43,2%, compreendendo a geração hidráulica, eólica e biomassa. O crescimento do setor bioenergético é fundamental para que o país consiga cumprir os compromissos de redução de emissões, e a parceria entre cientistas e indústria é essencial.

No âmbito dos combustíveis, o etanol de 2ª geração (2G) desponta como a principal alternativa à matriz fóssil. O 2G é um upgrade da 1ª geração (1G) porque é obtido a partir de biomassa vegetal, como a palha e o bagaço da cana-de-açúcar e não do caldo proveniente da moagem.

Produzir etanol a partir de biomassa, porém, é um desafio à indústria e à ciência “pois o açúcar de cinco carbonos, xilose, corresponde a uma significativa parcela na composição da biomassa, e não é assimilado naturalmente pelas leveduras utilizadas no processo 1G”, explica Leandro Santos, pesquisador do CTBE e autor da tese defendida na Unicamp “Da ciência à indústria: engenharia metabólica e evolutiva de Saccharomyces cerevisiae para a produção de etanol de segunda geração”, orientado pelo professor Gonçalo Pereira. O trabalho de pesquisa foi realizado enquanto o autor era funcionário da GranBio, primeira empresa de produção de etanol de segunda geração do país.

“A levedura S. cerevisiae é um micro-organismo amplamente utilizado para a conversão do açúcar em etanol. Nós utilizamos uma linhagem comercial de S. cerevisiae chamada Pedra-2, e fizemos uma série de manipulações genéticas para que ela fosse capaz de converter a xilose em etanol“, conta Santos. Os resultados da tese são impactantes e apresentam alto rendimento na produção do biocombustível. A levedura explorada na tese já está sendo utilizada industrialmente na conversão dos açúcares provenientes da biomassa em etanol 2G.

Para atingir os bons rendimentos na obtenção de etanol 2G, Santos conferiu novas capacidades à levedura. “Foi preciso introduzir novas vias metabólicas para a conversão desse açúcar. Alguns genes foram inseridos em múltiplas cópias para acelerar o processo de conversão, enquanto outros foram deletados. A evolução adaptativa [um processo de melhoramento de micro-organismos] identificou a interação de diferentes rotas metabólicas que provavelmente estão associadas ao mesmo sistema de sinalização que regula a fermentação de xilose em S. cerevisiae. Além disso foram identificados os genes responsáveis pela melhora do consumo da levedura e que podem ser utilizados na construção racional de novas cepas, com melhor performance”, detalha o pesquisador. Centenas de leveduras foram desenvolvidas e diversas abordagens foram exploradas até a obtenção de uma cepa capaz de ser utilizada industrialmente.

Agora integrando a equipe de pesquisadores do CTBE, Santos deve se dedicar ao aumento da tolerância da levedura aos inibidores do processo fermentativo gerados durante a produção de etanol que prejudicam o crescimento (multiplicação) da levedura em escala industrial. “Vamos trabalhar para aumentar a resistência/tolerância das leveduras desenvolvidas a esses compostos, diminuindo a interferência durante o processo de produção de etanol“, conclui.

A tese de doutorado de Santos, por questões de sigilo industrial, será disponibilizada no banco de teses da Unicamp dentro de um ano.

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).