Enzima Fúngica Como Alternativa Ecológica aos Produtos Químicos na Indústria de Papel

Desenvolvimento de Enzima Sustentável para Branqueamento de Polpa de Celulose

Um grupo de pesquisadoras da Universidade de São Paulo (USP) e da Universidade Estadual Paulista (Unesp) criou uma enzima inovadora a partir de fungos cultivados em resíduos agrícolas, visando o branqueamento da polpa de celulose, essencial na produção de papel.

Esse estudo, financiado pela FAPESP, foi publicado na revista Bio Resources. O método convencional de branqueamento utiliza reagentes oxidantes à base de cloro, como o dióxido de cloro, que são altamente tóxicos e causam sérios danos ambientais e à saúde humana.

Vantagens da Nova Tecnologia

A nova tecnologia apresenta várias vantagens, incluindo a utilização de resíduos agrícolas e uma proteína com estabilidade térmica superior a de muitas enzimas fúngicas já documentadas. Isso expande as aplicações possíveis na indústria de papel e celulose.

Diandra de Andrades, primeira autora do estudo, destaca que esta é uma alternativa sustentável que diminui o uso de produtos químicos nocivos. Dado que o Brasil é um líder na produção de celulose de eucalipto, essas inovações são cruciais para a sustentabilidade do setor.

Integração com Projetos Científicos

O trabalho faz parte das atividades do Instituto Nacional de Ciência e Tecnologia do Bioetanol (INCT Bioetanol) e está associado a projetos financiados pela FAPESP. O estudo foi coordenado por Maria de Lourdes Teixeira de Moraes Polizeli, professora da FFCLRP-USP.

A enzima desenvolvida, a xilanase, é crucial para a degradação da xilana — uma hemicelulose encontrada na parede celular de plantas, como o eucalipto. Esse processo melhora a alvura do papel e aumenta a eficiência das etapas subsequentes de branqueamento.

Cultivo do Fungos em Resíduos Agrícolas

Os pesquisadores cultivaram o Aspergillus caespitosus em bagaço de cana-de-açúcar e farelo de trigo, utilizando fermentação em estado sólido. Estes substratos são notáveis por seu baixo custo e pela elevada produção de xilanase, alinhando-se ao conceito de bioeconomia circular.

“Utilizando um pré-tratamento com hidróxido de sódio, conseguimos aumentar a eficiência do bagaço de cana, enquanto o farelo de trigo, com boa disponibilidade de carbono, não necessitou de pré-tratamento”, explica Polizeli.

A escolha do substrato deve considerar a disponibilidade local, impactando diretamente nos custos.

Processo de Branqueamento

Embora o branqueamento total com enzimas fúngicas seja inviável devido às altas temperaturas envolvidas, o grupo demonstrou que a enzima do Aspergillus caespitosus tolera temperaturas em torno de 60 °C. Isso permite sua aplicação nas últimas etapas do processo de branqueamento, complementando o branqueamento químico e reduzindo a necessidade de dióxido de cloro.

Atualmente, os pesquisadores buscam maneiras de imobilizar a enzima em suportes químicos, visando reutilização e resistência a temperaturas mais elevadas. A combinação de nanopartículas magnéticas e nanocelulose é uma das promessas para aplicações futuras em diversas indústrias, incluindo a produção de bioetanol.

Conclusão

O estudo reforça a potencialidade da biodiversidade brasileira como fonte de biotecnologias sustentáveis com implicações industriais, abrindo novas fronteiras para a produção de papel mais ecológica. Para mais detalhes, clique aqui.

Informações da Agência FAPESP