Os pesquisadores também pretendem desenvolver durante o projeto um novo processo de fermentação

A Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (Fapesp) e o Biotechnology and Biological Sciences Research Council (BBSRC), do Reino Unido, aplicarão conjuntamente £ 5 milhões (equivalente a cerca de R$ 19 milhões) para apoiar dois projetos de pesquisa voltados à produção de biocombustíveis avançados – obtidos de matérias-primas não convencionais, como bagaço e palha da cana-de-açúcar – e produtos químicos de alto valor.

Os projetos, selecionados em uma chamada de propostas lançada em conjunto pelas duas instituições, serão realizados nos próximos quatro a cinco anos por pesquisadores vinculados a universidades e instituições de pesquisa do Estado de São Paulo em colaboração com parceiros no Reino Unido.

A Fapesp concederá o equivalente a £ 1,5 milhão (cerca de R$ 5,7 milhões) e, em contrapartida, o BBSRC destinará £ 3,5 milhões (aproximadamente R$ 13,3 milhões) para financiar os dois projetos colaborativos de pesquisa que envolvem diferentes abordagens em biorrefinaria – como são chamados os complexos industriais que produzem combustível, eletricidade e produtos químicos a partir de biomassa.

O valor investido nos dois projetos representa um dos maiores volumes de recursos já aplicados pela Fapesp em uma chamada conjunta de propostas e é justificado pelos desafios científicos e tecnológicos envolvidos.

Entre eles estão o desenho e o desenvolvimento de enzimas e novos microrganismos fermentativos, a otimização de características da biomassa de plantas que têm sido avaliadas para produção de biocombustíveis avançados e produtos químicos, além da exploração de novas rotas tecnológicas e a avaliação de sua viabilidade industrial e comercial.

Um dos projetos selecionados, liderado por Telma Teixeira Franco, coordenadora do Núcleo Interdisciplinar de Planejamento Estratégico (Nipe) da Universidade Estadual de Campinas, e David Leak, professor da University of Bath, da Inglaterra, pretende explorar novas técnicas de conversão de hidratos de carbono complexos presentes na biomassa de plantas, como a celulose e a hemicelulose, para produzir biocombustíveis de segunda geração e produtos químicos de alto valor usando menos recursos e energia.

Principais elementos estruturais da parede celular de plantas, a celulose e a hemicelulose são unidas pela lignina – uma molécula responsável pela rigidez, impermeabilidade e resistência dos tecidos vegetais.

A fim de poder convertê-las em açúcar, que é fermentado e, a partir desse processo, obter o bioetanol, a lignina precisa ser extraída dos resíduos agrícolas, como bagaço e palha de cana-de-açúcar e de sorgo sacarino, cascas, gramíneas e resíduos florestais.

Os processos utilizados hoje para essa finalidade – como a deslignificação com a separação das frações de celulose e hemicelulose (chamada de pré-tratamento) e hidrólises ácida e enzimática – são complexos, apresentam baixo rendimento na conversão, balanço energético negativo e custo de produção elevada.

Durante o projeto, os pesquisadores brasileiros e do Reino Unido pretendem avaliar novas tecnologias, como a de quebra da celulose, em que a estrutura molecular do bagaço e da palha da cana-de-açúcar e do sorgo sacarino, além de resíduos de eucalipto, é quebrada em açúcares mais simples e solúveis, que são transformados em combustíveis de segunda geração pela ação de microrganismos.

“Queremos avaliar um processo de pré-tratamento que desenvolvemos muito diferente do que tem sido feito hoje e que permite evitar a contaminação por bactérias durante a fase de fermentação do açúcar para obter não só etanol de segunda geração, mas também outros biocombustíveis avançados, como biodiesel e bioquerosene para aviação”, disse Franco à Agência Fapesp.

Os pesquisadores também pretendem desenvolver durante o projeto um novo processo de fermentação, além de novas linhagens de microrganismos fermentativos e enzimas específicas para o tratamento da palha e do bagaço da cana-de-açúcar, do sorgo sacarino e de resíduos de eucalipto.

O projeto será realizado em colaboração com pesquisadores da Aberystwyth University, do País de Gales, e do Imperial College London, da Inglaterra.

“Montamos uma equipe excelente de pesquisadores do Reino Unido e do Brasil que atende os requisitos e está muito bem preparada para enfrentar os desafios científicos envolvidos nesse projeto”, declarou Leak em release divulgado pela University of Bath. “Estamos ansiosos para começar e muito animados com as possibilidades que essa parceria deve resultar”, avaliou.

O segundo projeto de pesquisa selecionado na chamada de propostas será coordenado por Fábio Squina, pesquisador do Laboratório Nacional de Ciência e Tecnologia do Bioetanol (CTBE) do Centro Nacional de Pesquisa em Energia e Materiais (CNPEM), e por Timothy David Howard Bugg, professor da University of Warwick, da Inglaterra, e visa desenvolver novas rotas biotecnológicas para valorizar a lignina.

O segundo polímero mais abundante no planeta, depois da celulose, a lignina é utilizada hoje primordialmente para queima e fornecimento de energia para processos biotecnológicos.

Por meio do projeto, os pesquisadores do CTBE e da University of Warwick, em colaboração com colegas da University of Manchester e da University College London, da Inglaterra, pretendem desenvolver novas rotas de valorização da lignina utilizando microrganismos, desenvolvidos por engenharia metabólica, em produtos químicos.

“Nosso objetivo é desenvolver novos métodos para valorizar a lignina usando ácido ferúlico como intermediário e que esse composto antioxidante, encontrado nas folhas e sementes de plantas, como farelo de milho, arroz, trigo e aveia e usado pelas indústrias de cosméticos, possa ser convertido em outros compostos, como fragrâncias, princípios farmacológicos e aromas”, explicou Squina.

Durante o projeto, os pesquisadores também pretendem integrar os processos biotecnológicos para valorização da lignina com a produção de etanol celulósico. “Essa integração dos processos biotecnológicos pode ajudar a viabilizar biorrefinarias de material celulósico”, avaliou Squina.