Cientistas desenvolvem levedura geneticamente modificada para transformar agave em etanol

Pesquisadores da Universidade Estadual de Campinas (Unicamp) criaram uma nova cepa geneticamente modificada da levedura Saccharomyces cerevisiae, capaz de digerir o principal carboidrato presente no agave, uma planta suculenta comum no México e no Nordeste brasileiro. Esta inovação pode tornar o agave uma importante matéria-prima para a produção de etanol em regiões semiáridas, contribuindo significativamente no combate às mudanças climáticas. A patente foi registrada no Instituto Nacional da Propriedade Industrial (INPI) sob o número BR 10 2024 009105 1.

O agave é conhecido principalmente pela produção da tequila e como um adoçante saudável. No Brasil, é cultivado para a produção de fibra de sisal, com grande parte de sua biomassa sendo descartada. No entanto, a biomassa do agave ainda não é utilizada para a produção de etanol devido à baixa eficiência na conversão de seus açúcares, especialmente a inulina, um polímero de frutose. A levedura S. cerevisiae, amplamente usada na indústria de etanol, não possui a enzima necessária para digerir a inulina.

Para produzir tequila, o processo envolve a hidrólise para quebrar a inulina em açúcares menores, que podem ser fermentados pela levedura. Alternativamente, fungos naturais que consomem inulina podem ser usados, mas nenhum mostrou a eficiência necessária para a produção industrial de etanol.

Pesquisadores do Laboratório de Genômica e Bioenergia do Instituto de Biologia (LGE-IB) da Unicamp, utilizando engenharia genética, adicionaram à S. cerevisiae a enzima específica que permite a digestão da inulina. “Há um fungo patógeno do agave que utiliza essa enzima para se alimentar da planta”, explica Ana Clara Penteado David, autora do projeto de mestrado que originou a levedura modificada. “Adicionamos essa enzima à S. cerevisiae, permitindo que ela transforme o açúcar do agave em etanol.”

“Isso abre caminho para o agave ser usado na produção de etanol para automóveis, veículos híbridos e combustíveis sustentáveis para aviação”, afirma Fellipe da Silveira Bezerra de Mello, pesquisador e professor do LGE-IB-Unicamp. “Além disso, o Brasil, com sua liderança mundial no setor de biocombustíveis, está bem posicionado para explorar essa inovação.”

Além da indústria de biocombustíveis, a nova cepa de levedura pode ser útil no setor alimentício, que utiliza inulina na produção de frutose e xaropes.

Programa Brave

O desenvolvimento da nova cepa faz parte do programa Brazilian Agave Development (Brave), uma parceria entre a Unicamp, a multinacional petrolífera Shell, Senai Cimatec, Universidade Federal do Recôncavo da Bahia (UFRB), Universidade de São Paulo (USP) e Universidade Estadual Paulista (Unesp). O objetivo é transformar o agave na “cana-de-açúcar do sertão” em termos de produtividade.

“O mundo tem mais áreas semiáridas do que florestas, mas nunca desenvolvemos tecnologias específicas para essa vegetação”, afirma Gonçalo Pereira, professor do IB-Unicamp e orientador do trabalho. “Queremos viabilizar o sertão brasileiro, com seus 105 milhões de hectares, para a produção de agave. Com apenas 10 milhões de hectares, podemos dobrar a produção de etanol atual.”

O agave se adapta bem ao semiárido devido aos seus estômatos, que permitem a captura de gás carbônico durante a noite, convertendo-o em ácido para fotossíntese durante o dia, minimizando a perda de água. Embora o primeiro passo tenha sido dado, ainda há desafios, como eliminar substâncias tóxicas para a levedura do caldo do agave.

Conclusão

Esta inovação na engenharia genética da levedura S. cerevisiae pode revolucionar a produção de etanol em áreas semiáridas, aproveitando a biomassa do agave. Com o potencial de melhorar a sustentabilidade dos biocombustíveis e diversificar a economia rural, essa pesquisa representa um avanço significativo no campo da bioenergia e na mitigação das mudanças climáticas.

Fonte: Agência FAPESP