Brancura Total

Um novo tipo de enzima para branqueamento de celulose, mais eficiente e barata e que não causa problemas ambientais, poderá chegar em breve ao mercado. Ela foi desenvolvida pela empresa Verdartis Desenvolvimento Biotecnológico, que se originou de um grupo de pesquisas da Universidade de São Paulo (USP) em Ribeirão Preto. Entre as vantagens do novo produto estão a redução do volume de água usada no processamento da madeira para a obtenção da celulose e da quantidade de dióxido de cloro, o agente químico empregado no seu branqueamento. Além disso, a enzima pode ser personalizada, de acordo com as características e necessidade de cada indústria de papel. Para conseguir criá-la, a Verdartis contou com os recursos de cinco projetos financiados pelo programa Pesquisa Inovativa em Pequenas Empresas (Pipe), da FAPESP.

Sócio da empresa, Marcos Roberto Lourenzoni, formado no Departamento de Química da Faculdade de Filosofia, Ciências e Letras de Ribeirão Preto (FFCLRP), da USP, explica que a celulose é composta de elementos fibrosos que são individualizados no processamento industrial da madeira e adquirem uma coloração marrom devido à presença de lignocompostos. Para tornar  essas fibras adequadas para a fabricação de papéis, o branqueamento é uma etapa fundamental em que são necessários compostos químicos  de custo alto e exigentes em cuidados específicos  durante o descarte na forma de efluentes industriais. Nesse processo, duas substâncias químicas remanescentes, a lignina e grupos chamados de urônicos, são responsáveis pelo consumo dos reagentes presentes nas fibras e que podem ser reduzidos com o emprego de enzimas.

O dióxido de cloro reage com a lignina, responsável pela coloração marrom, quebrando-a em moléculas menores, que são solúveis e extraídas no processo. Muito dessa lignina fica encapsulada pela polpa, o que exige maiores quantidades de dióxido de cloro e outros reagentes para acessá-la. “No caso das enzimas, elas são específicas para atuar na quebra do substrato e de outros componentes da celulose, como a lignina residual”, explica Lourenzoni. “Isso proporciona a criação de poros na polpa e possibilita que o dióxido de cloro acesse mais facilmente a lignina. Com isso, é necessária uma quantidade menor de químicos para alcançar o mesmo efeito. A vantagem é uma redução de custos.

Além  de reduzir os custos do branqueamento, as enzimas desenvolvidas pela Verdartis podem fazer o mesmo em relação ao gasto com a energia elétrica necessária para o refino da celulose. Nessa etapa, a celulose é diluída em água, passando por refinadores para provocar desfibrilamento de macrofibrilas consumindo energia elétrica em processo mecânico. A ação das enzimas quebra grupos de celulose, facilitando a ação de refino e, consequentemente, diminuindo o consumo de energia elétrica.

Enzimas são proteínas produzidas pelos organismos vivos que desempenham a função de catalisadores, ou seja, têm a propriedade de acelerar reações químicas. Para que possam ser usadas em um processo industrial, no entanto, elas têm de ser produzidas em grande quantidade, em pouco tempo e com características específicas e desejadas. Já existe no mercado uma série de enzimas para branqueamento de celulose. O problema é que elas são muito caras e liberam grande quantidade de material orgânico nos efluentes, que exige tratamento e mais aumento de custos.

É aí que entra a tecnologia desenvolvida pela Verdartis. Por meio de engenharia molecular (ou engenharia genética), a empresa produz, a partir de microrganismos como a bactéria Escherichia coli, catalisadores personalizados para cada processo industrial ou cada fábrica de seus clientes. “Ou seja, criamos a enzima para o processo em vez de modificar o processo para a enzima”, diz Lourenzoni. “Além disso, ela não solta resíduos na água, o que a torna mais eficiente no âmbito econômico e ambiental.”

Entre as técnicas usadas para isso, está a chamada evolução dirigida, também conhecida como biotecnologia evolutiva. De forma mais rápida que na natureza, ela reproduz em laboratório a evolução da biodiversidade natural por meio do mesmo mecanismo de seleção por adaptação ao ambiente. Na prática, a evolução dirigida mimetiza o que ocorre na natureza, ou seja, na evolução natural (mutação, recombinação e seleção natural). A diferença é que as propriedades que se deseja para as enzimas são predefinidas pelos cientistas.

Nessa técnica, mutações aleatórias são induzidas no DNA, dando origem a uma “biblioteca” de genes modificados, na qual cada um deles codifica um catalisador. “Nessa biblioteca há milhões de possibilidades ou combinações, dentre as quais algumas são boas soluções para expressar a característica que se está buscando para uma determinada enzima”, explica Lourenzoni. “Na prática, uma biblioteca com genes de enzimas selvagens é criada. Depois, cópias desses genes são inseridas em vetores de expressão, que são usados para transformar o microrganismo, no caso da Verdartis, aE. coli.”


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