Planta aquática e arbusto amazônico revelam potencial para a produção de bioenergia

Lentilha d’água e mata-pasto podem se tornar alternativas à cana-de-açúcar na geração de etanol de segunda geração e bioeletricidade, indicam estudos realizados por pesquisadores do INCT do Bioetanol

Elton Alisson | Agência FAPESP – Duas plantas comumente encontradas na região Norte do Brasil – a lentilha d´água e o mata-pasto – têm alto potencial para serem usadas como matéria-prima para a produção de bioenergia, indicam estudos feitos por pesquisadores do Instituto Nacional de Ciência e Tecnologia do Bioetanol – um dos INCTs apoiados pela FAPESP e pelo Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) no Estado de São Paulo.

Testes em laboratório revelaram que a produção de açúcares simples pela lentilha d’água após a biomassa da planta ser submetida a um processo chamado de sacarificação foi maior do que a da cana-de-açúcar, a principal matéria-prima do etanol de segunda geração hoje. Já o mata-pasto cresce muito rápido e pode ser uma opção viável para produção de bioeletricidade na região amazônica a partir da queima da biomassa da planta, sem causar desmatamento, avaliam os pesquisadores.

Os resultados dos estudos foram publicados no periódico Bioenergy Research.

“O mata-pasto e a lentilha d’água poderiam complementar ou ser alternativas à cana-de-açúcar para produção de bioenergia”, diz à Agência FAPESP Marcos Silveira Buckeridge, diretor do INCT do Bioetanol e coordenador dos projetos.

Os pesquisadores avaliaram a composição e o potencial de sacarificação da biomassa das duas plantas para produção de bioenergia. Os resultados das análises de cinco espécies de lentilhas d’água – Spirodela polyrhiza, Landoltia punctata, Lemna gibba, Wolffiella caudata e Wolffia borealis – revelaram que três monossacarídeos – glicose, galactose e xilose – constituem 51,4% da parede celular planta.

Os resultados também indicaram que a biomassa da lentilha d´água apresenta baixa resistência à hidrólise ou sacarificação. Nesse processo, a biomassa lignocelulósica é colocada em contato com um coquetel enzimático com o objetivo de transformar os açúcares complexos presentes na parede celular da planta em açúcares simples, que podem ser fermentados pelas leveduras para a obtenção de etanol de segunda geração.

“A lentilha d’água apresentou baixa resistência à hidrólise, provavelmente porque quase não tem lignina”, avalia Buckeridge. A lignina é uma macromolécula que, associada à hemicelulose e à celulose na parede celular, tem a função de conferir rigidez, impermeabilidade e resistência a ataques biológicos e mecânicos aos tecidos vegetais.

Já os resultados das análises do mata-pasto (espécie Senna reticulata) revelaram que quase 50% da biomassa das folhas e do caule da planta é composta por pectinas, hemiceluloses e celulose. A lignina variou consideravelmente entre os órgãos da planta, estando mais presente nas raízes (35%), folhas (10%) e caule (7%).

“Ao analisarmos a biomassa inteira da planta vimos que ela tem uma quantidade enorme de amido nas folhas, muito maior do que já encontramos em outras plantas”, compara Buckeridge.

Os pesquisadores também avaliaram o efeito do aumento de dióxido de carbono (CO2) na atmosfera na composição da biomassa do mata-pasto. Os resultados indicaram que, embora não tenha alterado significativamente a composição de lignina na parede celular, o CO2 elevado reduziu a proporção da macromolécula nas folhas e raízes da planta. Além disso, aumentou 31% a concentração de amido nas folhas e melhorou em 47% a sacarificação da biomassa da planta.

“O mata-pasto se desenvolve muito bem sob altas temperaturas. Por isso é uma opção interessante para geração de bioeletricidade pela queima da biomassa da planta, principalmente na região Norte do país”, afirma Buckeridge.

A lentilha d’água, por sua vez, também cresce em todas as regiões do mundo. Além de ser uma opção para produzir etanol de segunda geração – por ser mais fácil de hidrolisar do que a cana-de-açúcar –, a planta também serve para limpar água, destaca o pesquisador.

“Outra vantagem da lentilha d’água em relação a outras culturas que têm sido estudadas para produção de bioenergia é que não precisa de terra para ser cultivada. Por isso, não concorre com a produção de alimentos”, afirma Buckeridge.

O artigo Senna reticulata: a viable option for bioenergy production in the Amazonian region (DOI: 10.1007/s12155-020-10176-x), de Adriana Grandis, Bruna C. Arenque-Musa, Marina C. M. Martins, Thais Olivar Maciel, Rachael Simister, Leonardo D. Gómez e Marcos S. Buckeridge, pode ser lido na revista Bioenergy Research em https://link.springer.com/article/10.1007/s12155-020-10176-x.

E o artigo High saccharification, low lignin, and high sustainability potential make duckweeds adequate as bioenergy feedstocks (DOI: 10.1007/s12155-020-10211-x), de Débora Pagliuso, Adriana Grandis, Eric Lam e Marcos S. Buckeridge, pode ser lido na mesma revista em https://link.springer.com/article/10.1007/s12155-020-10211-x.