Cientistas da USP colocaram uma enzima da própria cana num coquetel comercial e multiplicaram a quebra do bagaço em laboratório. A descoberta ataca o insumo que pesa em média 21% no custo do etanol de segunda geração, segundo estudo do governo federal.
Uma enzima tirada da raiz da cana-de-açúcar aumentou em até seis vezes a liberação de açúcar do bagaço quando foi somada a um coquetel enzimático comercial. O resultado, que interessa ao etanol de segunda geração, é de cientistas da USP e foi divulgado nesta quarta-feira (7) pela Agência FAPESP.
Esse açúcar é a matéria-prima do etanol de segunda geração, também chamado de etanol celulósico ou E2G. Ele sai do bagaço que sobra depois que a usina extrai o caldo, sem exigir um hectare a mais de lavoura.
O trabalho saiu na revista científica Journal of Experimental Botany, editada pela Oxford University Press, com publicação on-line em 19 de abril. São 11 autores, todos do Laboratório de Fisiologia Ecológica de Plantas (Lafieco), do Instituto de Biociências da USP.
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Como a enzima da raiz da cana quebra o bagaço?
A pista veio dos aerênquimas, canais de ar que a cana abre dentro das próprias raízes. Para criar esses túneis, a planta desmonta parte das paredes das células. É o mesmo tipo de trabalho que uma usina precisa fazer para tirar açúcar do bagaço.
A equipe cultivou a variedade SP80-3280 e, três meses depois, cortou as raízes dos perfilhos em quatro pedaços de 1 centímetro. Cada pedaço mostrava um estágio diferente da formação dos canais. O mapeamento achou mais de 32 mil genes em ação, cerca de 5 mil deles ligados à parede da célula.
Dessa lista saiu a ASD, uma enzima do tipo alfa-L-arabinofuranosidase. A pesquisadora Eveline Tavares encontrou a molécula, e a pós-doutoranda Débora Pagliuso comandou a produção dela em laboratório, dentro de leveduras.
“Inserimos a ASD no coquetel comercial e testamos no bagaço da cana-de-açúcar. Só essa adição aumentou em até seis vezes a produção do açúcar”, disse à Agência FAPESP Bruno Viana Navarro, pós-doutorando do Lafieco e primeiro autor do artigo.
O resumo do artigo é mais contido no tom. Ele afirma que a enzima “melhora significativamente” a liberação de açúcares do bagaço quando usada junto com o coquetel comercial. O número de seis vezes vem da entrevista de Navarro e vale para o melhor resultado do ensaio.
Por que a enzima pesa tanto no bolso das usinas
Para virar etanol, o bagaço precisa ser desmontado por enzimas que cortam a celulose em açúcares simples. Esses coquetéis vêm de fungos e de outros microrganismos. Uma empresa dinamarquesa detém o monopólio do coquetel capaz de quebrar o bagaço, de acordo com a Agência FAPESP.
É a primeira vez que cientistas apontam uma molécula de origem vegetal com esse efeito. “E não é qualquer origem vegetal, é da própria cana-de-açúcar”, disse Marcos Silveira Buckeridge, coordenador do Lafieco e coautor do estudo.
O tamanho da conta aparece no relatório do grupo de trabalho sobre E2G do programa Combustível do Futuro, coordenado pelo BNDES. O documento, de junho de 2022, calcula que as enzimas respondem em média por 21% do custo total do etanol de segunda geração. O mesmo relatório cita uma faixa de 21% a 50%, conforme o tamanho e o processo das usinas.
Na média do relatório, cada 10% de economia no gasto com enzima corta cerca de 2,1% do custo final do litro. A conta é simples: 10% de 21%. O próprio relatório lista a customização dos coquetéis para a biomassa brasileira e o aumento do número de fornecedores como caminhos para baixar esse gasto.
Quanto etanol de segunda geração o bagaço da cana pode render a mais?
O estudo da USP não mediu litros de etanol de segunda geração. O teste parou no açúcar liberado, que ainda precisa ser fermentado. Por isso não existe, hoje, um número sério de quanto etanol a mais a enzima entregaria numa usina.
O que existe é a régua do setor. Quando inaugurou a planta de Bonfim, em Guariba (SP), em maio de 2024, a Raízen informou que o etanol de segunda geração aumenta em 50% a produção sem um hectare a mais de cana. A frase é do então presidente da empresa, Ricardo Mussa.
A matéria-prima é farta. A Conab prevê 705,2 milhões de toneladas de cana na safra 2026/27. A Embrapa calcula cerca de 280 quilos de bagaço por tonelada processada.
Multiplicando 705,2 milhões por 280 quilos, o país deve gerar perto de 197 milhões de toneladas de bagaço nesta safra. Boa parte já vai para as caldeiras, onde vira vapor e eletricidade dentro das usinas.
Já o volume de etanol celulósico ainda é pequeno. A planta de Bonfim foi anunciada como a maior do mundo, com capacidade de 82 milhões de litros por ano, ou R$ 1,2 bilhão em investimento.
A Conab estima 29,98 bilhões de litros de etanol de cana na safra 2026/27. Dividindo 82 milhões por esse total, a maior planta de E2G do mundo equivale a menos de 0,3% do etanol de cana do país.
A Raízen freou novas plantas de E2G em 2025
O custo pesou nas usinas da maior produtora do mundo. Em janeiro de 2025, a Raízen anunciou o fim da produção comercial de E2G na planta Costa Pinto, em Piracicaba (SP), a primeira do país, inaugurada em 2015. A unidade passou a fazer só testes, como informou o g1.
Um mês depois, o diretor financeiro Rafael Bergman disse que a empresa manteria duas plantas de E2G, com custo de R$ 1,6 bilhão em duas safras. Novas construções ficaram fora do plano, segundo o site The AgriBiz.
A planta anexa à usina Vale do Rosário, em Morro Agudo (SP), estava em comissionamento em 1º de outubro, de acordo com o portal NovaCana. Em 2024, a Raízen falava em 20 unidades e 1,6 bilhão de litros.
Para quem abastece, a conta passa pelo preço do álcool na bomba. O mesmo relatório do BNDES estimou, com dados de 2020, que o E2G seria competitivo com o petróleo acima de US$ 65 por barril (cerca de 159 litros). O texto avisa que essa estimativa varia muito com o tempo.
O que ainda separa a enzima da USP do tanque
O ensaio foi feito em laboratório, com bagaço e coquetel comercial. Ninguém testou ainda a enzima em reator de usinas de etanol de segunda geração, nem calculou quanto custaria produzi-la em escala. Esse é o passo que decide se uma descoberta chega à indústria.
A pesquisa levou 17 anos e teve apoio da FAPESP. A ideia nasceu em 2008 com a “cana papaia”, proposta por Buckeridge e Aline Cavalari, hoje na Unifesp: uma cana cujas células se soltem com mais facilidade.
O grupo já catalogou cerca de 530 sequências genéticas e classes de enzimas na cana. Uma segunda candidata ataca as pectinas, o “cimento” entre as células, e ainda está em estudo.
O alvo mais ambicioso é um coquetel 100% vegetal, desenhado para a composição do bagaço brasileiro. “Pode ser que tenhamos descoberto um barril de ouro, mas até agora usamos uma moeda só”, disse Buckeridge.
