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Laboratório da USP produz enzimas otimizadas para branqueamento de celulose

Publicado em 01 março 2012

Em Ribeirão Preto, interior de São Paulo, o centro de pesquisa Verdartis Desenvolvimento Biotecnológico, situada dentro do campus da USP (Universidade de São Paulo), está desenvolvendo um sistema de engenharia de proteínas que otimiza o processo de produção de enzimas específicas, como a própria xilanase - utilizada para o branqueamento da celulose.

Durante o processamento industrial da madeira, estas enzimas possuem propriedades catalíticas, ou seja, são capazes de acelerar reações químicas que ocorrem dentro ou fora de um organismo.

O projeto de pesquisa "Bioprocesso de Produção de Enzimas para Biorrefinaria de Biomassa: Branqueamento de Celulose", aprovado na chamada de propostas Pappe-Pipe III 2011, lançada pela Fapesp (Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo) em parceria com a Finep (Financiadora de Estudos e Projetos), pretende desenvolver tecnologia para a produção em larga escala de enzimas especializadas na catálise de determinados processos.

Para atingir escala industrial de produção, é preciso aumentar a quantidade de enzimas produzidas em um reator, o que, consequentemente, diminuirá o custo do processo. Atualmente, já é realizado a fabricação da xilanase em fermentador de 10 litros junto com a redução do custo da produção de bancada em 80 vezes - quando transferido a tecnologia do laboratório para a empresa.

A redução inicial significativa no custo do processo, está associada ao uso do software "Artizima" para a seleção das enzimas mais adequadas ao processo de branqueamento de celulose. O software foi desenvolvido com apoio do Pipe (Programa Fapesp Pesquisa Inovativa em Pequenas Empresas).

O Artizima faz o gerenciamento de seleção das enzimas que, no caso do branqueamento de celulose, precisam se comportar bem em altas temperaturas e em níveis de acidez (pH) que variam muito - as duas principais variáveis do processo. Com isso o software faz a mutação aleatória das enzimas, a simulação dinâmica molecular em diferentes temperaturas e nível de pH e, por fim, a seleção das melhores enzimas.

Todo o procedimento desenvolvido pela Verdartis já reduz tempo e custo no processo. O próximo objetivo é patentear o processo de produção de enzimas baseado na evolução dirigida acelerada para 50, 100 e 500 litros.

Parceria para estudos

Atualmente o laboratório conta com a colaboração da empresa Suzano Papel e Celulose na busca de desenvolver enzimas de acordo com as condições reais de pH e temperatura apresentadas nas fábricas do setor.