O Brasil \u00e9 o maior produtor mundial de celulose de eucalipto e um dos principais fornecedores globais de papel. Por tr\u00e1s desse desempenho, h\u00e1 um processo industrial que ainda depende, em larga escala, de reagentes qu\u00edmicos \u00e0 base de cloro para branquear a polpa \u2014 subst\u00e2ncias altamente t\u00f3xicas, que contaminam efluentes e liberam gases nocivos \u00e0 sa\u00fade humana. Uma pesquisa desenvolvida por um trio de pesquisadoras da Universidade de S\u00e3o Paulo (USP) e da Universidade Estadual Paulista (Unesp) aponta um caminho diferente: cultivar um fungo em res\u00edduos agr\u00edcolas para obter uma enzima capaz de reduzir o uso desses qu\u00edmicos no processo de branqueamento.<\/p>\n\n\n\n
A enzima em quest\u00e3o \u00e9 a xilanase, prote\u00edna que degrada a xilana, uma hemicelulose presente na parede celular de plantas como o eucalipto. Na pr\u00e1tica, ela facilita a remo\u00e7\u00e3o de fra\u00e7\u00f5es de xilana associadas \u00e0 lignina residual na polpa ap\u00f3s o cozimento da madeira, contribuindo para o aumento da alvura e para maior efici\u00eancia nas etapas seguintes do branqueamento. O resultado \u00e9 uma redu\u00e7\u00e3o direta na quantidade de di\u00f3xido de cloro utilizado no processo \u2014 e, consequentemente, na carga qu\u00edmica gerada pela ind\u00fastria.<\/p>\n\n\n\n
A xilanase foi extra\u00edda do fungo Aspergillus caespitosus<\/em>, uma esp\u00e9cie descrita em 1944 nos Estados Unidos e isolada na USP em 2001, a partir de amostras coletadas no campus de Ribeir\u00e3o Preto. Para cultiv\u00e1-lo, as pesquisadoras utilizaram dois substratos amplamente dispon\u00edveis no agroneg\u00f3cio brasileiro: o baga\u00e7o de cana-de-a\u00e7\u00facar e o farelo de trigo, por meio do m\u00e9todo de fermenta\u00e7\u00e3o em estado s\u00f3lido. Ambos se mostraram eficientes pela facilidade de crescimento f\u00fangico, pelo baixo custo e pela alta produ\u00e7\u00e3o da enzima.<\/p>\n\n\n\n O aproveitamento desses res\u00edduos insere o processo diretamente no conceito de bioeconomia circular, agregando valor a materiais que, de outra forma, teriam destina\u00e7\u00e3o limitada. Contudo, a escolha do substrato mais adequado depende da localiza\u00e7\u00e3o geogr\u00e1fica da produ\u00e7\u00e3o. “Em regi\u00f5es com alta produ\u00e7\u00e3o de a\u00e7\u00facar e etanol, como o interior do Estado de S\u00e3o Paulo, o baga\u00e7o da cana seria o substrato mais indicado, mesmo considerando a necessidade de pr\u00e9-tratamento. Em regi\u00f5es produtoras de trigo, como o Estado do Rio Grande do Sul, o farelo de trigo seria mais indicado”<\/em>, explica a professora Maria de Lourdes Teixeira de Moraes Polizeli, da FFCLRP-USP, coordenadora dos projetos apoiados pela Fapesp e coautora do estudo.<\/p>\n\n\n\n No caso do baga\u00e7o de cana, as pesquisadoras aplicaram um pr\u00e9-tratamento com hidr\u00f3xido de s\u00f3dio para separar a celulose da hemicelulose e da lignina, facilitando a penetra\u00e7\u00e3o do fungo nas fibras. O farelo de trigo, por sua vez, dispensou esse processo, por j\u00e1 oferecer boa disponibilidade de carbono, a principal fonte de energia do fungo.<\/p>\n\n\n\n Um dos principais entraves para o uso de enzimas f\u00fangicas no branqueamento industrial \u00e9 a temperatura. O processo nas f\u00e1bricas de celulose exige condi\u00e7\u00f5es que a maior parte dos fungos simplesmente n\u00e3o suporta \u2014 muitas enzimas perdem atividade por volta dos 40 \u00b0C, tornando sua aplica\u00e7\u00e3o restrita. A xilanase do Aspergillus caespitosus<\/em>, por\u00e9m, mant\u00e9m estabilidade em torno de 60 \u00b0C, desempenho superior ao registrado por grande parte das enzimas f\u00fangicas descritas na literatura cient\u00edfica.<\/p>\n\n\n\n Esse comportamento abre uma janela de aplica\u00e7\u00e3o pr\u00e1tica nas etapas finais do branqueamento, quando as temperaturas do processo j\u00e1 foram reduzidas. “\u00c0 medida que avan\u00e7a o processo de branqueamento na f\u00e1brica, as temperaturas v\u00e3o sendo reduzidas. Com isso, nossa enzima pode ser utilizada nas \u00faltimas etapas do processo, em que a temperatura \u00e9 pr\u00f3xima de 60 \u00b0C, atuando como um passo complementar ao branqueamento qu\u00edmico convencional e reduzindo a necessidade de di\u00f3xido de cloro e, consequentemente, a carga qu\u00edmica do processo”<\/em>, detalha Polizeli.<\/p>\n\n\n\n O estudo integra as atividades do Instituto Nacional de Ci\u00eancia e Tecnologia do Bioetanol (INCT Bioetanol) e foi conduzido como parte do p\u00f3s-doutorado de Diandra de Andrades na Faculdade de Filosofia, Ci\u00eancias e Letras de Ribeir\u00e3o Preto (FFCLRP-USP), com bolsa da Fapesp. Para a pesquisadora, o contexto produtivo do Brasil torna essa tecnologia especialmente relevante. “Esta \u00e9 uma alternativa mais sustent\u00e1vel para a ind\u00fastria papeleira, que reduz o uso de qu\u00edmicos t\u00f3xicos e cujos resultados t\u00eam bom potencial de aplica\u00e7\u00e3o. Como o Brasil ocupa posi\u00e7\u00e3o de destaque na produ\u00e7\u00e3o mundial de celulose de eucalipto, o desenvolvimento de tecnologias de branqueamento mais limpas \u00e9 especialmente estrat\u00e9gico para o pa\u00eds”<\/em>, afirma Andrades.<\/p>\n\n\n\n Al\u00e9m do potencial ambiental, a tecnologia carrega um ativo econ\u00f4mico relevante: a mat\u00e9ria-prima para produzir a enzima j\u00e1 existe em volume industrial no territ\u00f3rio brasileiro. O baga\u00e7o de cana \u00e9 gerado em escala massiva nas usinas do Centro-Sul, enquanto o farelo de trigo \u00e9 subproduto consolidado da moagem nos estados produtores do Sul do pa\u00eds. Transformar esse excedente em insumo biotecnol\u00f3gico reduz custos de produ\u00e7\u00e3o e fortalece a competitividade da cadeia.<\/p>\n\n\n\n O grupo de pesquisa j\u00e1 trabalha na pr\u00f3xima fase da tecnologia. O objetivo \u00e9 imobilizar a enzima em suportes qu\u00edmicos para que ela possa ser reutilizada em ciclos sucessivos e, eventualmente, suportar temperaturas ainda mais altas. Uma das apostas mais promissoras envolve o uso de nanopart\u00edculas magn\u00e9ticas combinadas \u00e0 nanocelulose \u2014 estrutura que poderia ampliar a aplica\u00e7\u00e3o da xilanase para al\u00e9m do branqueamento de papel, alcan\u00e7ando processos como a produ\u00e7\u00e3o de bioetanol.<\/p>\n\n\n\n A trajet\u00f3ria da pesquisa refor\u00e7a o que o Brasil tem de mais estrat\u00e9gico: biodiversidade, res\u00edduos agroindustriais abundantes e capacidade cient\u00edfica para transformar esses ativos em biotecnologias com aplica\u00e7\u00e3o industrial real. O pr\u00f3ximo passo \u00e9 aproximar esse conhecimento das plantas industriais \u2014 e os resultados j\u00e1 indicam que o caminho \u00e9 vi\u00e1vel.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":" O Brasil \u00e9 o maior produtor mundial de celulose de eucalipto e um dos principais fornecedores globais de papel. 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Estrat\u00e9gico para o protagonismo brasileiro na celulose<\/strong><\/h2>\n\n\n\n
Pr\u00f3ximos passos: enzima reutiliz\u00e1vel e mais resistente<\/strong><\/h2>\n\n\n\n