Edição nº 540

Jornal da Unicamp

Baixar versão em PDF Campinas, 01 de outubro de 2012 a 07 de outubro de 2012 – ANO 2012 – Nº 540

Conversão de bagaço da cana abre frente para produção de polímero verde

Pesquisa conduzida na FEQ obtém microrganismo que transforma açúcares em ácido lático

 

Pesquisa da Unicamp obtém um microrganismo eficiente para converter os açúcares presentes no bagaço da cana em ácido lático, um composto químico com alto valor agregado e com versatilidade em aplicações. A produção biotecnológica do ácido lático abre perspectiva, no futuro, para o desenvolvimento de um polímero totalmente biodegradável, o polilactato (PLA), capaz de substituir os plásticos derivados do petróleo. A biotecnologia é a manipulação ou modificação de organismos vivos para a obtenção de produtos específicos.

O polilactato poderia, por exemplo, ser empregado na produção de garrafas para água mineral, copos e sacolas descartáveis, tecidos, fibras para preenchimento de estofamento, utensílios plásticos em geral e, até mesmo, em próteses e enxertos ósseos. Além de utilizar uma fonte renovável – no caso o bagaço da cana-de-açúcar, o processo tem a vantagem de não competir com a produção de alimentos, que explora amplamente o ácido lático.

O estudo foi conduzido na Faculdade de Engenharia Química (FEQ) da Unicamp em parceria com o Instituto Leibniz de Engenharia Agrícola da cidade de Potsdam na Alemanha. O trabalho é fruto de pesquisa de doutorado de Giselle de Arruda Rodrigues, que atua no Laboratório de Engenharia Bioquímica, Biorrefinaria e Produtos de Origem Renovável (Lebbpor) da FEQ. O Lebbpor é coordenado pela docente Telma Teixeira Franco, orientadora do estudo no Brasil. Pelo lado alemão, o pesquisador Joachim Venus, do Departamento de Bioengenharia do Leibniz, coorientou a pesquisa.

O ácido lático foi descoberto pelo químico sueco Carl Wilhelm Scheele (1742-1786) no século XVIII a partir de pesquisas com o leite talhado. Na indústria, a sua produção é comumente obtida com microrganismos que atuam na fermentação dos açúcares presentes no leite e seus derivados. As propriedades acidulantes, capazes de deixar certos alimentos com gostos azedos, tornaram o ácido lático indispensável na indústria alimentícia, principalmente para os queijos, iogurtes, refrigerantes, sucos artificiais e cervejas. Os seres vivos também produzem ácido lático, que é liberado durante a realização de atividades físicas.

“Recentemente o ácido lático tem sido utilizado também para a produção do biopolímero polilactato (PLA), um poliéster bastante versátil. Este polímero possui muitas vantagens do ponto de vista de processos industriais. Ele possui atributos como transparência, brilho, resistência mecânica, termorresistência e biodegradabilidade”, enumera a pesquisadora e engenheira de alimentos Giselle Rodrigues.

Para a produção de PLA, o ácido lático é frequentemente obtido a partir de açúcares de seis carbonos encontrados no melaço da cana-de-açúcar no Brasil e no amido do milho nos Estados Unidos. É a primeira vez, no entanto, que se obtém o ácido lático a partir de açúcares de cinco carbonos presentes no bagaço da cana.

“O desafio é não usar o melaço da cana ou o amido do milho nesta produção. Fica difícil pensar em produzir, por exemplo, sacolas plásticas destas de supermercados a partir de uma matéria-prima que pode servir na alimentação humana. O ácido lático obtido do bagaço – uma fonte renovável – não irá competir com o fornecimento de alimentos e pode, ao mesmo tempo, ser utilizado para a produção de materiais biodegradáveis”, reforça a engenheira de alimentos.

Ela ficou um ano e meio no Instituto alemão, que possui características pluridisciplinares e usa a biotecnologia para a produção de alimentos, matérias-primas renováveis e energia. Lá, a pesquisadora selecionou a bactéria utilizada no estudo – a cepa Bacillus coagulans 162, dentre a rica variedade do banco de microrganismos alemão.

“A maioria dos microrganismos que produzem ácido lático utilizando açúcares de cinco carbonos também gera outros compostos secundários, como o ácido acético, o que não queríamos por vários motivos. Além de desperdiçar a matéria-prima para produzir algo que não tínhamos interesse, o ácido acético é tóxico para o crescimento da bactéria.”, explica Giselle Rodrigues.

Após a seleção do Bacillus coagulans 162, a pesquisadora deu início aos testes no Laboratório da Unicamp. Para que o microrganismo pudesse atuar, o bagaço da cana-de-açúcar passou por um processo de hidrólise, a fim de liberar os açúcares. “São estes açúcares que utilizamos na fermentação, em uma via homofermentativa, ou seja, que fornece um único produto, o ácido lático, a partir de açúcares de cinco carbonos”, esclarece.

Os microrganismos em geral usam a rota metabólica heterofermentativa que produz mais de um composto, o ácido lático e o ácido acético por exemplo. “Neste caso teríamos uma etapa a mais no processamento que seria a purificação, isto é, a separação do ácido lático dos outros compostos. Mas essa bactéria que obtivemos consegue metabolicamente utilizar todos os átomos de carbono presentes no açúcar para a produção apenas de ácido lático. Isso é um ganho muito grande do ponto de vista produtivo”, revela.

A pesquisa demostrou que o Bacillus coagulans 162 testado produziu ácido lático com 99% de pureza. O microrganismo também apresentou ótima eficiência, próxima a 90%, chegando a acumular mais de 100 gramas/litro de ácido lático em fermentação semicontínua. “Tal bactéria se destacou em produtividade e eficiência nos testes sequenciais que incluíam procedimentos de fermentação em biorreator”, confirma a pesquisadora.

Os estudos foram financiados por meio de acordo bilateral entre a Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (Capes) e o Serviço Alemão de Intercâmbio Acadêmico (DAAD). O Conselho Nacional de Desenvolvimento Tecnológico e Científico (CNPq) também custeou a pesquisa.

 

Publicação

Tese: “Produção de ácido lático a partir do bagaço da cana-de-açúcar”
Autora: Giselle de Arruda Rodrigues
Orientador: Telma Teixeira Franco
Coorientador: Joachim Venus
Unidade: Faculdade de Engenharia Química (FEQ)
Financiamento: Capes, DAAD e CNPq

Comentários

Comentário: 

O que falta para que o poliactato substituisse de fato o plastico na produção de produtos descartaveis?

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