Cientistas brasileiros descobrem enzima que pode ser nova revolução nos biocombustíveis

O Engenharia 360 tem uma grande notícia para compartilhar com você! Recentemente, cientistas brasileiros do Centro Nacional de Pesquisa em Energia e Materiais (CNPEM) conseguiram desenvolver uma enzima chamada CelOCE a partir de resíduos agrícolas, como cana-de-açúcar e palha de milho, e que pode revolucionar a produção de etanol de segunda geração, um biocombustível ainda mais limpo e sustentável para as engenharias. Compartilhamos no artigo a seguir informações de como isso pode impactar o mercado brasileiro. Confira!

O que é etanol de segunda geração?

Um dos principais desafios da humanidade nos últimos anos é encontrar fontes mais limpas e sustentáveis para as engenharias. Em se tratando de combustíveis, ou melhor, de biocombustíveis, o etanol de segunda geração tem sido uma promessa de fonte de matéria-prima. Essa ideia inspirou os cientistas do CNPEM em sua pesquisa, levando à descoberta da enzima CelOCE, que, aliás, é capaz de quebrar a celulose de forma mais eficiente – alcançando até 80%, comparado aos 60%-70% atuais.

Diferença E1G e E2G

Mas, afinal, você sabe o que é etanol de primeira geração e etanol de segunda geração? Bem, primeiro vale lembrar que o etanol é produzido a partir de biomassa. Pois então, sua produção pode ser classificada em duas gerações. Especialmente a primeira é a partir da sacarose, o açúcar presente no caldo da cana-de-açúcar – amplamente utilizado hoje no Brasil -, mas com muitas limitações e ainda competindo com a produção de alimentos.

Acontece que a produção do etanol de primeira geração pode levar ao desmatamento e à perda de biodiversidade. Por outro lado, o etanol de segunda geração (E2G) é obtido da celulose presente no bagaço e na palha da cana, assim como em outros resíduos agrícolas, o que reduz a necessidade de novas plantações, minimizando o impacto ambiental. A melhor parte é que ele não compete com a produção de alimentos, pois, como dissemos antes, utiliza resíduos que seriam descartados.

Qual a motivação por trás da descoberta?

A produção de etanol de segunda geração sempre foi um grande desafio para os cientistas., sobretudo pela dificuldade de acesso à celulose. Depois tem a questão da quebra desse material em moléculas menores, que é complexa e pouco eficiente, resultando em muito desperdício de matéria-prima e altos custos de produção.

A celulose apresenta uma estrutura resistente, que requer um sistema enzimático específico para ser degradada. Mas agora os cientistas conhecem a Cellulose Oxidative Cleaving Enzyme, identificada em uma comunidade microbiana especializada em decomposição vegetal. Curiosamente ela é encontrada em solos cobertos com bagaço de cana-de-açúcar em São Paulo.

Por que a CeIOCE é considerada tão importante?

A enzima CelOCE se destaca por conta de sua capacidade de realizar uma clivagem oxidativa, separando as ligações carbono-carbono na estrutura da celulose. Esse mecanismo permite que ela praticamente desestabilize a estrutura da celulose, por assim dizer, facilitando a ação de outras enzimas que convertem o material em açúcares fermentáveis. Traduzindo, ela torna a quebra da celulose mais eficiente, permitindo a produção de mais etanol com menos matéria-prima (ou áreas de plantio) e menos desperdícios – bom para o meio ambiente!

A saber, a CelOCE viabiliza a produção de diversos biocombustíveis e biomateriais, reduzindo a dependência de fósseis. Além disso, sua autossuficiência elimina processos industriais poluentes, tornando a produção mais sustentável.

Reconhecimento da comunidade científica

A descoberta da CelOCE envolveu uma equipe multidisciplinar de cientistas que se valeram de várias técnicas de engenharia além da ferramenta Crispr/Cas para estudo da enzima. A pesquisa começou com a coleta de amostras do solo coberto de bagaço de cana. Então foram classificadas as comunidades microbianas com potencial de decomposição vegetal. E finalmente aplicada a metodologia em uma planta-piloto para testar a possibilidade da aplicação da matéria em escala industrial; e funcionou!

A importância da descoberta da CelOCE foi reconhecida pela comunidade científica internacional. O estudo que descreve a enzima e seu mecanismo de atuação foi publicado na prestigiada revista Nature, uma das mais importantes do mundo na área de ciência.

Quais impactos da CelOCE na produção de etanol brasileiro?

Sem dúvidas, a descoberta da CelOCE deve revolucionar a produção de etanol de segunda geração, principalmente considerando que ela é mais sustentável. Isso consequentemente pode ajudar a economia (bioeconomia) brasileira, baseada em recursos biológicos renováveis ao invés de produtos químicos e combustíveis fósseis. Aliás, pode ser que nosso país se posicione até na vanguarda da produção de biocombustíveis e outros biomateriais, como combustíveis de aviação e bioquerosene – vamos torcer os dedos.

O desafio é implementar essa tecnologia em larga escala. Até agora, o processo de produção de E2G sempre foi mais caro em comparação com E1G, requerendo significativos investimentos em infraestrutura. Temos nas mãos apenas um modelo-piloto, mas os cientistas estão bem otimistas! A equipe do CNPEM deve continuar trabalhando para aprimorar a enzima e explorar seu potencial em outras aplicações, como biorremediação, um processo que utiliza organismos vivos para limpar áreas contaminadas.

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Fontes: Globo Rural, Gov.

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