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Leveduras-Pequenos aliados da produção

Publicado em 27 dezembro 2012

Diversos processos são desenvolvidos em uma usina para transformar a cana-de-açúcar em um dos seus principais derivados, que é o etanol. As leveduras, fungos que recebem, normalmente, nomes em taxonomia - ou seja, em latim, com gênero e espécie como a Saccharomyces cerevisiae -, exercem papel de protagonistas nessa equação química. São elas responsáveis por transformar açúcares que estão na cana-de-açúcar (sacarose) ou no milho (amido) em etanol, através de um processo bioquímico conhecido como fermentação alcoólica.

Atualmente, existe uma série de linhagens de Saccharomyces cerevisiae disponíveis no mercado e bem adaptadas ao processo fermentativo para utilização para a produção de etanol. Entre elas destacam-se as linhagens Pedra2 (PE-2) e CAT-1, que juntas são responsáveis por mais de 50% da produção de etanol no Brasil. Segundo o professor Anderson Ferreira da Cunha, do Laboratório de Bioquímica e Genética Aplicada do Departamento de Genética e Evolução de São Carlos (SP), nos últimos anos, durante o processo de produção de etanol, se percebeu que existiam diferentes linhagens adaptadas a diferentes ambientes e que, com a utilização de leveduras selecionadas, o processo fermentativo poderia ser melhorado.

Ele explica que uma série de pesquisas vem sendo realizadas no sentido de fazer o desenvolvimento acelerado de leveduras de aplicação industrial. Nestas pesquisas, orienta o professor, as leveduras são colocadas sobre diferentes situações, como estresse por temperatura, concentração de açúcar e etanol etc, e selecionadas de acordo com sua capacidade de sobrevivência nestes ambientes. "Além disso, com o conhecimento do DNA das linhagens, assim como das proteínas por elas produzidas, existe a possibilidade, em um futuro bem próximo, de se conseguir, através de manipulações genéticas, o desenvolvimento de linhagens com características industriais importantes, a exemplo da fermentação em temperaturas mais elevadas", ressalta.

Anderson reforça que a fermentação para a produção de etanol requer uma temperatura ideal que normalmente deve oscilar entre 30 e 35°C, no intuito de maximizar a produção. Para que esta temperatura seja mantida é necessária, principalmente em países de clima tropical, como é o caso do Brasil, a instalação de sistemas de resfriamento que têm um custo bastante elevado. "Por isso, seria econômica e tecnicamente interessante se a fermentação pudesse ocorrer a altas temperaturas. Neste caso, as linhagens deveriam ser melhoradas a ponto de produzirem o máximo de etanol em temperaturas elevadas", acrescenta o professor.

Incentivos

Com o apoio de agências de fomento, como Capes, CNPq, Fapesp (Programa Bioen), entre outras, diversas pesquisas no Brasil têm recebido apoio. É o caso do projeto "Melhoramento da Fermentação Alcóolica em Saccharomyces Cerevisiae por Engenharia Evolutiva", que tem a proposta de melhorar o rendimento da produção de etanol por meio da manipulação genética das leveduras utilizadas no processo.

Segundo um dos autores do projeto, o farmacêutico Thiago Basso, formado em Bioquímica pela Universidade de São Paulo e doutorando em Biotecnologia na USP, o setor sucroenergético vem sendo constantemente pressionado a aumentar o rendimento e a produtividade do etanol para atender a demanda crescente por combustíveis renováveis, por isso a importância do projeto. "No Brasil, o etanol é produzido a partir da fermentação da sacarose, presente na cana-de- açúcar, utilizando-se a levedura Saccharomyces cerevisiae. Assim, o projeto busca contribuir para que estas metas sejam atingidas.

Basso afirma que um aumento de apenas 3% no rendimento da fermentação representaria um aumento de 1 bilhão de litros de etanol por ano. Apesar de o projeto não ter passado por teste em ambiente industrial durante o doutorado, as leveduras modificadas foram testadas em condições laboratoriais controladas, o que possibilitou a produção de 11% a mais do álcool combustível. A pesquisa mostra o potencial econômico da engenharia genética e da evolução em laboratório quando associadas à produção sucroenergética. "Hoje, a modificação genética em leveduras industriais já foi obtida recentemente através de um projeto de P&D com a Usina Cerradinho Açúcar e Álcool, com apoio da Financiadora de Estudos e Projetos (Finep), e estas leveduras industriais modificadas já estão sendo testadas no ambiente indústria", enfatiza.

O trabalho de doutoramento (Programa Interunidades de Pós-Graduação em Biotecnologia da USP) foi uma parceria entre a Universidade de São Paulo (USP), a Universidade Federal de Santa Catarina (UFSC) e a Delft University of Technology (TU Delft, Holanda). A tese foi orientada pelo Prof. Andreas Gombert e co-orientada pelo Prof. Aldo Tonso, ambos da Escola Politécnica da USP. O trabalho faz parte de um projeto de pesquisa maior, coordenado pelo Prof. Boris Stambuk, da UFSC.

Pesquisas na iniciativa privada

Fundada em 1987, a LNF Latino Americana tem atuado no mercado de leveduras selecionadas desde 1996. A empresa oferece as cepas de leveduras SA-1, CAT-1, BG-1, PE-2 e FT-858. A novidade é a LNF FT-858, inserida no mercado neste ano, alcançando excelentes resultados em performance e implantação. De acordo com o engenheiro de alimentos e gerente técnico da LNF, Luis Francisco Flores, as leveduras cultivadas pela empresa no Brasil têm melhores condições de resistir ao estresse constante imposto a elas durante toda a safra, sendo menos suscetíveis aos choques de pH, paradas na fermentação e picos de temperatura, o que termina por gerar excelentes resultados em rendimento fermentativo. Para alcançar resultados sempre satisfatórios e positivos, Luis revela que faz parte da política da LNF investir todos os anos em pesquisa e desenvolvimento relacionados ao desenvolvimento de novas cepas.