Pesquisadores descobrem enzima que pode alavancar a fabricação sustentável de biocombustíveis para aviação

Cientistas brasileiros anunciam uma descoberta promissora para o avanço da fabricação sustentável de biocombustíveis a partir de fontes renováveis, especificamente para o transporte aéreo e marítimo. O estudo, liderado pela pesquisadora Letícia Zanphorlin do Laboratório Nacional de Biorrenováveis do Brasil (LNBR) do Centro Nacional de Pesquisa em Energia e Materiais (CNPEM), revela a identificação de uma enzima chamada descarboxilase ou OleTPRN, pertencente à classe das citocromo P450, capaz de substituir os catalisadores tradicionais nas rotas termoquímicas para a produção de bioquerosene de aviação, também conhecido como Sustainable Aviation Fuel (SAF).

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A enzima provém da bactéria Rothia nasimurium e promete oferecer soluções para o desenvolvimento de novas rotas biotecnológicas na produção de hidrocarbonetos renováveis para a aviação, utilizando diversas matérias-primas, como biomassas oleaginosas (soja, macaúba, milho, entre outras) ou lignocelulósicas (bagaço, palha da cana, resíduos da indústria do papel).

A principal vantagem dessa enzima em relação aos catalisadores convencionais é a sua eficiência na reação de descarboxilação de ácidos graxos, removendo o grupo carboxila dos ácidos graxos com alto rendimento e seletividade para diferentes tamanhos e tipos de cadeias de carbono. Essa característica promove a desoxigenação, um dos desafios enfrentados na produção de SAF, visto que o oxigênio pode danificar peças e motores de aeronaves.

Os catalisadores metálicos convencionais, baseados em metais como cobalto, platina, níquel e paládio, são aplicados em condições severas de alta temperatura e pressão, causando danos ao ambiente e resultando em resíduos tecnológicos e perdas de rendimento. A nova enzima, por ser um catalisador biológico, oferece uma alternativa mais sustentável e amigável ao meio ambiente.

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A descoberta da enzima descarboxilase foi resultado de uma abordagem multidisciplinar, utilizando bancos de dados públicos, ferramentas de bioinformática e dados genômicos de microrganismos. O estudo também empregou luz síncrotron para elucidar a estrutura tridimensional da enzima em nível atômico, o que possibilitou a compreensão de suas interações intermoleculares com o ácido graxo.

A patente da enzima foi depositada em 2021, e equipes adicionais do CNPEM trabalham na produção de avaliações técnicas, econômicas e ambientais das rotas de base biológica para a produção de biocombustíveis adequados à aviação. Essas avaliações são fundamentais para identificar possíveis melhorias e permitir a adaptação dessa tecnologia no parque industrial de produção do biocombustível.

A aplicação da nova enzima oferece perspectivas animadoras para a produção de combustíveis de aviação a partir de resíduos lignocelulósicos da cana-de-açúcar, potencialmente aumentando a geração de massa seca sem impacto ambiental significativo. Além disso, a versatilidade da enzima sugere aplicações em diversos setores industriais, como a indústria química para a produção de polímeros e plásticos, abrangendo áreas alimentícia, cosmética, farmacêutica e de transporte.

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A implementação bem-sucedida dessa tecnologia pode levar a um futuro mais sustentável para a indústria de aviação, reduzindo a dependência de combustíveis fósseis e mitigando os impactos ambientais associados ao transporte aéreo e marítimo.