O açúcar pode ganhar novas aplicações além da produção de alimentos, etanol e outros derivados tradicionais da cana-de-açúcar.
Uma pesquisa desenvolvida pela Embrapa Agroenergia identificou uma rota biotecnológica capaz de utilizar açúcares como matéria-prima para a produção de compostos químicos de maior valor agregado.
O trabalho utiliza leveduras geneticamente modificadas para converter açúcares em ácido p-hidroxibenzoico, conhecido como PHBA, uma molécula que pode ser utilizada como precursora na fabricação de polímeros, fármacos, cosméticos e insumos agrícolas.
A pesquisa foi conduzida pela cientista da Embrapa Agroenergia Patrícia Abdelnur durante 18 meses no Centro Helmholtz de Pesquisa Ambiental, na Alemanha.
A estratégia combinou diferentes técnicas de análise molecular para entender como a levedura utiliza o açúcar dentro das células e identificar os pontos que limitam a produção do composto de interesse.
Nos testes realizados em biorreatores de laboratório, os pesquisadores conseguiram direcionar a rota metabólica de uma linhagem modificada da levedura Saccharomyces cerevisiae para a produção do PHBA.
Para chegar ao resultado, o estudo utilizou análise de fluxo metabólico com carbono marcado, uma técnica que permite acompanhar o caminho percorrido pelo carbono dentro do metabolismo do microrganismo.
O trabalho também reuniu informações sobre mais de 28 mil metabólitos e aproximadamente 1.700 proteínas.
Açúcar como plataforma para novos produtos
A possibilidade de transformar açúcares em moléculas utilizadas pela indústria amplia o potencial da matéria-prima dentro da bioeconomia.
A proposta é utilizar o açúcar não apenas para a produção de produtos tradicionais, mas também como plataforma para a fabricação de compostos químicos que atualmente podem ter origem fóssil.
A identificação dos pontos de limitação da rota metabólica pode ajudar a reduzir perdas e aumentar a eficiência do processo.
Durante os experimentos, as condições de fermentação também foram ajustadas. A concentração de glicose no meio de cultivo, por exemplo, foi reduzida de 20 para 10 gramas por litro, mudança que ajudou a viabilizar os testes com marcadores isotópicos.
A pesquisa ainda está em fase experimental e não representa, neste momento, uma nova rota comercial para a produção de açúcar ou derivados.
O avanço está na identificação de mecanismos que poderão permitir, futuramente, maior eficiência na transformação de açúcares em produtos químicos de maior valor agregado.
Potencial para a bioeconomia
A tecnologia também poderá ser utilizada na busca por novos microrganismos capazes de produzir diferentes compostos a partir de matérias-primas renováveis.
A Embrapa mantém um banco com mais de 20 mil ativos de microrganismos da biodiversidade brasileira, que poderá ser explorado com a mesma abordagem.
A expectativa é identificar cepas com potencial para produzir bioinsumos, ingredientes funcionais, compostos aromáticos e outras moléculas de interesse para a agroindústria.
Para a cadeia sucroenergética, ampliar o número de produtos obtidos a partir dos açúcares pode representar uma nova frente de agregação de valor à biomassa.
Nesse modelo, o açúcar deixa de ser apenas um produto final e passa a funcionar como matéria-prima para diferentes rotas biotecnológicas.
O trabalho foi desenvolvido em parceria com o grupo liderado pelo pesquisador Jens Olaf Krömer, do Centro Helmholtz de Pesquisa Ambiental, na Alemanha.
Uma nova proposta de pesquisa também foi submetida a uma agência de fomento para aplicar a mesma estratégia na produção de outro bioproduto.
