Pesquisa da Embrapa usa leveduras para transformar açúcar em base para remédios, cosméticos e produtos agrícolas, reduzindo o uso de petróleo e importação de químicos.
Foto: Embrapa
Uma nova tecnologia desenvolvida pela Embrapa abre caminho para a produção de compostos químicos valiosos a partir do açúcar. Essa inovação pode reduzir a dependência do Brasil em matérias-primas vindas do petróleo. A plataforma utiliza técnicas específicas para guiar leveduras na produção de moléculas úteis para a indústria.
O avanço foi conquistado pela pesquisadora Patrícia Abdelnur, da Embrapa Agroenergia. Ela realizou um estudo de 18 meses como cientista visitante no Centro Helmholtz de Pesquisa Ambiental (UFZ), na Alemanha. O trabalho integra áreas de conhecimento para otimizar o funcionamento de microrganismos.
- A tecnologia transforma açúcar em matéria-prima renovável para fábricas.
- O estudo foi feito em parceria com um centro de pesquisa na Alemanha.
- Foi produzida uma molécula base para remédios, cosméticos e insumos agrícolas.
- O método ajuda a identificar gargalos na produção e reduzir desperdícios.
- O Brasil pode diminuir a importação de produtos químicos finos com essa inovação.
Tecnologia identifica gargalos na produção
A plataforma é considerada inédita no Brasil. Ela integra três áreas das ciências ômicas: metabolômica, proteômica e fluxômica. Essas disciplinas ajudam a compreender o funcionamento molecular dos microrganismos em detalhes.
Nos testes em biorreatores de laboratório, os pesquisadores produziram ácido p-hidroxibenzoico (PHBA). Eles utilizaram uma linhagem modificada da levedura Saccharomyces cerevisiae. O PHBA funciona como precursor químico para a fabricação de polímeros, medicamentos, cosméticos e insumos agrícolas.
A diferença fundamental é que, nesta rota, a molécula é obtida a partir de biomassa renovável, em vez de petróleo. Patrícia afirma que desenvolver novos produtos de base renovável para substituir combustíveis fósseis é um grande desafio. A integração das ciências ômicas impulsiona esse desenvolvimento.
Uma das técnicas utilizadas foi a análise de fluxo metabólico com carbono marcado (13C-MFA). Essa ferramenta permite acompanhar o caminho do carbono dentro das células. Assim, é possível identificar gargalos que limitam a produção de uma molécula específica.
A partir das análises, os pesquisadores construíram um banco de dados robusto. Ele contém mais de 28 mil metabólitos e cerca de 1,7 mil proteínas anotadas. Essas informações servem para projetar microrganismos mais eficientes.
Esses microrganismos serão capazes de direcionar maior parte do seu metabolismo para a fabricação do produto desejado. A precisão das análises também permitiu verificar que as linhagens geneticamente modificadas direcionaram continuamente a rota metabólica para a síntese do PHBA.
Redução de custos e eficiência nos processos
Segundo a pesquisadora, identificar detalhadamente as etapas que limitam a produção é fundamental. Isso ajuda a reduzir desperdícios e aumentar a eficiência dos processos quando a tecnologia avançar para escalas maiores.
O trabalho também exigiu adaptações nos protocolos de fermentação. Um dos desafios foi o cultivo de linhagens que permaneceram armazenadas a -80 °C por longos períodos. Durante os experimentos, os pesquisadores conseguiram reduzir a concentração de glicose no meio de cultivo.
Eles reduziram de 20 gramas por litro para 10 gramas por litro. Essa redução de 50% foi considerada importante para diminuir os custos dos experimentos realizados com marcadores isotópicos. O estudo integra metabolômica, proteômica e fluxômica para gerar dados de biologia de sistemas.
Essa abordagem procura compreender de maneira integrada o funcionamento de organismos e de seus componentes. Uma das possibilidades abertas pela pesquisa é aplicar a metodologia ao banco de microrganismos da Embrapa. Esse banco reúne mais de 20 mil ativos da biodiversidade brasileira.
A ideia é acelerar a identificação de cepas com potencial para produzir bioinsumos, ingredientes funcionais e compostos aromáticos. Também abrange outras moléculas de interesse do agronegócio e da indústria.
A estratégia permite avaliar com precisão quais microrganismos têm características adequadas para processos industriais. Depois, é possível otimizar seu funcionamento para aumentar a produtividade. Patrícia destaca que o conhecimento adquirido contribui para o desenvolvimento de microrganismos industriais e novos bioprocessos.
Ela afirma que essa transferência de conhecimento colabora para ampliar a capacidade de inovação da Embrapa. Isso fortalece o desenvolvimento de tecnologias voltadas à bioeconomia e à produção sustentável.
Redução da dependência externa de importações
Além dos ganhos ambientais, o desenvolvimento de moléculas a partir de biomassa tem potencial econômico para o Brasil. O país ainda apresenta elevada dependência de produtos químicos importados. Segundo dados da Associação Brasileira da Indústria Química (Abiquim) citados pela Embrapa, o déficit comercial em produtos químicos finos foi de US$ 48,7 bilhões em 2024.
Esse valor é equivalente a aproximadamente R$ 270 bilhões. A possibilidade de produzir no Brasil compostos de maior valor agregado com matérias-primas renováveis pode contribuir para reduzir essa dependência. Isso também estimula a bioeconomia e amplia a autonomia tecnológica da indústria nacional.
O estudo foi realizado no âmbito do projeto Integração de multiômicas para a produção de bioprodutos a partir de leveduras por rotas biotecnológicas. O desenvolvimento foi feito em parceria com o grupo liderado por Jens Olaf Krömer, no Centro Helmholtz de Pesquisa Ambiental, na Alemanha.
