Embrapa desenvolve tecnologia para produção de compostos químicos a partir de biomassa

A Embrapa desenvolveu uma tecnologia que possibilita a produção de compostos químicos de alto valor agregado a partir de açúcares, com o objetivo de diminuir a dependência de matérias-primas baseadas no petróleo. A plataforma é resultado de um estudo da pesquisadora Patrícia Abdelnur, que atuou como cientista visitante no Centro Helmholtz de Pesquisa Ambiental (UFZ), na Alemanha, durante 18 meses.

Considerada inédita no Brasil, a plataforma integra três áreas das ciências ômicas – metabolômica, proteômica e fluxômica – para entender o funcionamento molecular das leveduras. Nos testes conduzidos em biorreatores de laboratório, os pesquisadores conseguiram produzir ácido p-hidroxibenzoico (PHBA) a partir de uma linhagem modificada da levedura Saccharomyces cerevisiae. O PHBA é um precursor químico utilizado na fabricação de diversos produtos, como polímeros, medicamentos e insumos agrícolas, sendo viável a partir de biomassa renovável.

Uma das técnicas adotadas na pesquisa foi a análise de fluxo metabólico com carbono marcado, conhecida como 13C-MFA, que possibilitou identificar gargalos na produção de determinadas moléculas. Com essas análises, foi criado um banco de dados com mais de 28 mil metabólitos e 1,7 mil proteínas, informações que podem ser empregadas na concepção de microrganismos mais eficazes.

Os resultados mostraram que as linhagens geneticamente modificadas direcionaram eficientemente a rota metabólica para a produção do PHBA, e a identificação dos obstáculos na produção é vital para diminuir desperdícios e aumentar a eficácia em escalas maiores.

Adaptações nos protocolos de fermentação foram necessárias, como reduzir a concentração de glicose no meio de cultivo, de 20 para 10 gramas por litro, o que representa uma economia significativa nos custos dos experimentos com marcadores isotópicos.

As ciências ômicas, que incluem a genômica, transcriptômica, proteômica, metabolômica e fluxômica, foram integradas nesse trabalho. Essas ferramentas, junto à bioinformática, ajudam a entender o funcionamento de organismos e a acelerar o desenvolvimento de inovações na agropecuária, como bioinsumos e novas cultivares.

O estudo evidencia o potencial econômico da produção de moléculas a partir de biomassa no Brasil, que ainda é dependente de produtos químicos importados, com um déficit comercial de US$ 48,7 bilhões em 2024. A capacidade de gerar compostos valiosos com matérias-primas renováveis pode estimular a autonomia tecnológica do setor industrial brasileiro.

Patrícia Abdelnur destaca que o conhecimento produzido pela pesquisa pode favorecer a criação de novos bioprocessos e microrganismos de interesse industrial, contribuindo para o fortalecimento da inovação da Embrapa e o desenvolvimento de soluções sustentáveis.