Diminuir a recalcitrância da parede celular da biomassa que serve como matéria-prima para a produção de etanol de segunda geração (etanol 2G) é um dos grandes desafios dos cientistas da Embrapa.
Isso porque a etapa de desconstrução da biomassa é atualmente um gargalo dos sistemas de produção, implicando em grandes custos para instalação de infraestrutura para o pré-tratamento e hidrólise enzimática das biomassas.
Neste sentido, identificar e manipular alvos genéticos para a diminuição da recalcitrância é primordial para o desenvolvimento de etanol 2G. Por isso mesmo, um dos ativos biotecnológicos gerados pela Embrapa Agroenergia pode produzir impactos na cadeia produtiva da cana-de-açúcar. Trata-se de um gene que modifica a parede celular da planta e facilita a hidrólise enzimática, processo químico que extrai compostos da biomassa, o qual também ocorre naturalmente, no processo digestivo de ruminantes, ou na indústria sucroenergética.
Segundo o pesquisador Hugo Molinari, a equipe da Embrapa Agroenergia identificou um dos genes responsáveis pela resistência da parede celular de algumas gramíneas ao ataque de enzimas. A modificação desse gene diminui essa barreira e facilita o acesso aos compostos da biomassa. Ele explica que a tecnologia pode aumentar a produção de etanol de segunda geração ou outros compostos químicos renováveis, além de reduzir custos na etapa de processamento da biomassa.
No caso da indústria, a recalcitrância da parede celular é diminuída visando à obtenção de produtos como amido, celulose, hemicelulose, lignina, óleos e proteínas. Cada um desses componentes possui outros intermediários. A expectativa é de que a tecnologia ajude a reduzir os custos de produção desses materiais. “A cana com a parede celular otimizada facilitará diretamente a etapa de pré-tratamento, que faz com que a biomassa exponha os polímeros às enzimas que vão quebrar as moléculas”, afirma o pesquisador.
Para Molinari, o custo com enzimas também pode ser reduzido, uma vez que não será necessário o uso de coquetéis enzimáticos muito sofisticados, que são mais caros, e a quantidade de enzimas utilizada no processamento poderia ser ainda menor. Ele também acredita que a tecnologia poderá reduzir o tempo de hidrólise, mas ressalta que esses processos ainda precisam ser testados.
Além da aplicação para o setor de biocombustíveis, a tecnologia pode ser aplicada/utilizada no setor de nutrição animal, uma vez que a modificação genética permite melhorar o valor nutricional de pastagens. “A ideia da tecnologia é ter uma cana-de-açúcar otimizada não apenas para o processamento industrial, mas também como uma forrageira com a parede celular diferenciada para o ruminante poder aproveitar melhor os açúcares e proteínas presentes na biomassa.”
O pesquisador destaca que a tecnologia pode ser aplicada em gramíneas de importância econômica, como Brachiaria, capim-elefante, sorgo e milho. Ele ressalta que a modificação genética não afeta a lignina, que dá sustentação e proteção às plantas. “A arquitetura da planta se mantém preservada e apenas as ligações químicas que dificultam o processo de hidrólise são diminuídas.”
