Uma enzima encontrada nas raízes da cana-de-açúcar elevou em até seis vezes a liberação de açúcar do bagaço quando adicionada a um coquetel enzimático comercial. O resultado, obtido por pesquisadores da Universidade de São Paulo (USP), interessa à produção de etanol de segunda geração, que depende da conversão dos açúcares presentes nos resíduos da planta. O aumento medido foi na obtenção de açúcar, não no volume final de etanol.
O obstáculo está na parede celular da cana: sua estrutura resistente dificulta o acesso das enzimas aos componentes que podem ser transformados em açúcar. Em vez de procurar apenas microrganismos capazes de degradá-la, como ocorre no desenvolvimento dos coquetéis já utilizados, a equipe investigou como a própria planta desmonta partes dessa estrutura durante o crescimento das raízes.
O ponto de partida foram os aerênquimas, canais de ar formados nas raízes por um processo que envolve a separação de células e a modificação de suas paredes. Na cana, essas estruturas surgem progressivamente mesmo sem a falta de oxigênio que costuma estar associada a sua formação. A diferença entre trechos da mesma raiz permitiu aos pesquisadores acompanhar quais mecanismos entram em ação à medida que os canais aparecem.
Após cultivar uma variedade de cana bem estudada, a equipe coletou raízes de brotos novos e as dividiu em quatro segmentos de um centímetro. A comparação identificou mais de 32 mil genes em atividade, dos quais cerca de 5 mil tinham relação com a parede celular. Desse mapeamento saiu a enzima ASD, uma α-L-arabinofuranosidase, que atua sobre ligações de um dos materiais estruturais presentes na cana.
Os cientistas produziram a ASD em laboratório com o auxílio de leveduras e a acrescentaram a um coquetel comercial para testar sua ação no bagaço. A distinção importa: a enzima identificada é de origem vegetal, mas o resultado de até seis vezes mais açúcar foi obtido com sua adição a uma mistura já existente, não com um coquetel composto exclusivamente de enzimas da cana. O estudo decorre de 17 anos de investigação sobre a organização e a transformação das paredes celulares da planta.
A busca não terminou na ASD. Os pesquisadores identificaram cerca de 530 sequências genéticas e classes de enzimas na cana e apontaram outra candidata, capaz de quebrar pectinas na região que mantém células unidas. Separá-las pode facilitar a degradação da biomassa e a recuperação de açúcares, mas o potencial dessa segunda enzima ainda precisa ser avaliado em testes como os realizados com a ASD.
O próximo objetivo do grupo é desenvolver um coquetel enzimático de origem vegetal ajustado à composição do bagaço. Para a indústria, a questão é verificar se o ganho observado na liberação de açúcar pode ser traduzido em melhor aproveitamento do resíduo e em maior rendimento de etanol. Por enquanto, o estudo demonstra uma possibilidade concreta de melhorar uma etapa da conversão da biomassa, sem estabelecer o desempenho de um processo industrial completo.
Fonte: Enzima encontrada na raiz da cana aumenta em seis vezes a produção de açúcar a partir do bagaço
