O etanol lignocelulósico, obtido a partir da quebra das cadeias de polímeros que constituem a estrutura fibrosa dos vegetais, através de reações químicas ou bioquímica, ainda não é produzido em larga escala industrial. Isso se deve a alguns fatores, mas principalmente o econômico. Visando solucionar o problema, a Embrapa Agroenergia, juntamente com outras unidades de pesquisa, lançaram o projeto “Linhagens microbianas superiores para a produção de etanol lignocelulósico”, que visa aumentar a eficiência da hidrólise da biomassa e melhorar uso dos açúcares da fermentação, baixando assim os custos de produção.

Segundo João Ricardo de Almeida, pesquisador da Embrapa Agroenergia, o projeto serve para obter linhagens microbianas melhoradas geneticamente para aplicação em processos de produção de etanol lignocelulósico.

Especificamente, busca-se obter linhagens de fungos filamentosos produtores de enzimas hidrolíticas e leveduras para fermentação de pentoses e hexoses (açúcares de 5 e 6 carbonos, respectivamente) — afirma ele.

O projeto teve início, oficialmente, em janeiro de 2012. Porém, os parceiros envolvidos no já vêm trabalhando no tema há vários anos. As atividades foram divididas entre pesquisadores de diferentes instituições participantes. Além da Embrapa Agroenergia, estão na pesquisa outras quatro unidades da Embrapa: Agroindústria de Alimentos, Meio Ambiente, Recursos Genéticos e Biotecnologia e Uva e Vinho. Também participam a Fundação Oswaldo Cruz, o Instituto Nacional de Tecnologia e a Universidade Federal do Rio de Janeiro (UFRJ).

Neste projeto, pesquisadores da Embrapa Agroenergia, juntamente com a Embrapa Agroindústria de Alimentos, utilizarão técnicas de melhoramento genético clássico e também técnicas de engenharia genética, inclusive engenharia metabólica, para obtenção de linhagens mais eficientes de Trichoderma sp. e Aspergillus sp, que são produtoras de enzimas hidrolíticas, e leveduras fermentadoras de pentoses. Nas etapas subsequentes, essas linhagens serão caracterizadas e avaliadas pelos diferentes parceiros do projeto — explica o entrevistado.

Ainda de acordo com ele, os microrganismos atuam em diferentes etapas do processo de produção. Ele conta que os fungos filamentosos são excelentes produtores de enzimas hidrolíticas, as quais são responsáveis pela liberação dos açúcares da biomassa lignocelulósica. Ou seja, as enzimas quebram a estrutura complexa da lignocelulose e liberam monômeros de açúcares que podem assim ser convertidos a etanol durante a fermentação, etapa seguinte do processo.

Com o melhoramento genético de linhagens de fungos filamentosos nesse projeto, espera-se obter enzimas em maior concentração e mais eficientes na hidrólise da lignocelulose.  Já as leveduras, atuam na conversão dos açúcares a etanol, processo conhecido como fermentação. Assim, as leveduras também são microrganismos essenciais para a produção de etanol. O melhoramento genéticos de leveduras permitirá o maior rendimento na produção de etanol lignocelulósico, já que os açúcares presentes no substrato serão melhor utilizados pela levedura — conta.
 
Para Almeida, a expectativa principal é a obtenção de linhagens de Trichoderma sp., Aspergillus sp. produtoras de enzimas hidrolíticas e leveduras fermentadoras de pentoses mais eficientes. Por outro lado, existem alguns entraves.

O alto custo das enzimas hidrolíticas e a dificuldade de fermentação das pentoses (açúcares de 5 carbonos) constituem hoje dois dos principais entraves para a produção de etanol lignocelulósico em escala industrial.  A obtenção de linhagens produtoras de enzimas hidrolíticas superiores permitirá o aumento da eficiência de hidrólise da biomassa e simultaneamente a redução do custo das enzimas. Por outro lado, as leveduras melhoradas geneticamente permitirão um aumento no rendimento de etanol durante o processo, já que os açúcares serão mais eficientemente utilizados — explica.

Ainda não existe produção de etanol lignocelulósico em escala industrial, principalmente porque o processo ainda não é economicamente viável. Neste sentido, o entrevistado afirma que este projeto vem a acrescentar, justamente por procurar solucionar dois dos grandes desafios do processo.

A mais eficiente hidrólise da biomassa e melhor uso dos açúcares da fermentação devem baixar os custos de produção, porém, não se pode estabelecer percentuais devido à grande complexidade do processo como um todo — diz.

Para mais informações, basta entrar em contato com a Embrapa Agroenergia através do número (61) 3448-4433.