Por Jéssica Caroline De Araújo Silva
Matéria escrita para a disciplina “Tópicos de Divulgação Cientifica” do programa de pós-graduação em Ciência (microbiologia) do Instituto de Microbiologia Paulo de Góes
As enzimas são proteínas conhecidas como catalisadores biológicos devido a sua capacidade de promover reações de maneira mais rápida e eficiente. Elas, então, se ligam ao substrato de forma bem específica, pois possuem uma região chamada de sítio ativo onde as moléculas da enzima terão alta especificidade com as moléculas do substrato. Assim, acontece a formação do complexo enzima-substrato e posteriormente uma reação modificação substrato, pela ação da enzima, com liberação de produto. Após a reação, a enzima retorna ao seu estado original.
Esquema de uma reação enzimática pelo diagrama do encaixe induzido. Fonte: http://pt.wikipedia.org/wiki/Enzima
Nos seres vivos, as enzimas possuem papel fundamental nas reações metabólicas, logo são indispensáveis para a sobrevivência de qualquer um deles. Além disto, diversas indústrias possuem grande interesse nas enzimas, pois podem ser aplicadas gerando produtos de grandes utilidades. Desse modo, as indústrias utilizam microrganismos que produzem enzimas de acordo com seu objetivo comercial. Sabe-se que bactérias incluindo actinomicetos e fungos têm esta capacidade, e devido aos interesses industriais, acabam sendo geneticamente modificados para produzirem maiores quantidades de enzimas. Os gêneros bacterianos como os Bacillus, Clostridium ,Pseudomonas Streptomyces e Cellulomonas e os fungos Aspergillus, Trichoderma , são utilizados para este fim e muitos destes são conhecidos como potenciais biotecnológicos.
Bacillus (http://pt.wikipedia.org/wiki/Bacillus); Trichoderma (http://en.wikipedia.org/wiki/Trichoderma); e Streptomyces (http://pt.wikipedia.org/wiki/Streptomyces)
São vários os ramos de indústrias que utilizam enzimas de microrganismos para determinadas aplicações: na indústria têxtil as enzimas são capazes de melhorar a qualidade dos tecidos; na indústria de polpa e papel fazem o despolpamento biomecânico e agem no branqueamento do papel; na indústria de alimentos são utilizadas no processo de fermentação para a produção de pão e bebidas como o vinho e a cerveja; participam da extração de substâncias, como carotenóides e óleo de oliva; na indústria de detergentes têm ação de limpeza superior, aumenta o brilho e remove sujeiras; também são utilizadas nas indústrias de cosméticos, de ração animal, na agricultura, entre outras indústrias.
Hoje já um procura por tecnologias ecologicamente corretas no setor de bioenergia. E não se pode deixar de falar sobre enzimas sem antes fazer referência a sua importância na produção do bioetanol. Conhecemos algumas gerações do etanol: 1ª geração – etanol obtido a partir do caldo da matéria-prima; 2ª geração – etanol obtido por meio dos co-produtos agroindustriais; e 3ª geração – microalgas como matéria-prima para obtenção de etanol. Em relação ao bioetanol de 2ª geração, a matéria-prima para a geração de energia pode ser, por exemplo, o bagaço ou palha de cana-de-açúcar, farelo de trigo, milho seco, serragem e outros co-produtos considerados de baixo custo, porém de alto valor energético. Durante o processo de fermentação, as enzimas celulases e hemicelulases, produzidas por fungos (exemplo, Trichoderma reesei geneticamente modificado), interagem com o material lignocelulósico da matéria-prima escolhida, e por fim, liberam os açúcares fermentescíveis. Numa outra etapa, os açúcares obtidos serão fermentados por leveduras (exemplo, Saccharomyces cerevisiae) produzindo, então, etanol e CO2. Esse etanol produzido será utilizado como combustível e é uma fonte de energia sustentável.
Bioetanol. Fonte: http://www.dreamstime.com/royalty-free-stock-photos-man-biofuel-image18835878
No ano de 2014, se iniciou a produção de bioetanol de 2ª geração no Brasil em escala comercial. As usinas celulósicas pioneiras são a GranBio e a Raízen, ambas utilizam o bagaço e a palha da cana-de-açúcar como a principal matéria-prima para a produção do bioetanol. A perspectiva, segundo o diretor do Departamento de Biocombustíveis do BNDES, Artur Yabe, é de que até 2020 o custo da produção de bioetanol seja menor do que o de etanol. E o mesmo ainda diz que os rendimentos com bioetanol serão superiores aos rendimentos com etanol, com a expectativa de o Brasil diminuir a necessidade da importação da gasolina a partir de 2022.
Glossário:
Material lignocelulósico – Parede celular vegetal constituída de celulose, hemicelulose e lignina.
Açúcares fermentescíveis – Açúcares sujeitos à fermentação.
Referências:
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MADIGAN, M.T.; MARTINKO, J.M.; STAHL, D.A. & CLARK, D.P. Brock Biology of Microorganisms. 13. ed. San Francisco: Benjamin Cummings, 93-94, 2012.
http://www.granbio.com.br/conteudos/biocombustiveis/
http://www.raizen.com.br/energia-do-futuro-tecnologia-em-energia-renovavel/etanol-de-segunda-geracao
