O Brasil é o maior produtor mundial de celulose de eucalipto e um dos principais fornecedores globais de papel. Por trás desse desempenho, há um processo industrial que ainda depende, em larga escala, de reagentes químicos à base de cloro para branquear a polpa — substâncias altamente tóxicas, que contaminam efluentes e liberam gases nocivos à saúde humana. Uma pesquisa desenvolvida por um trio de pesquisadoras da Universidade de São Paulo (USP) e da Universidade Estadual Paulista (Unesp) aponta um caminho diferente: cultivar um fungo em resíduos agrícolas para obter uma enzima capaz de reduzir o uso desses químicos no processo de branqueamento.
A enzima em questão é a xilanase, proteína que degrada a xilana, uma hemicelulose presente na parede celular de plantas como o eucalipto. Na prática, ela facilita a remoção de frações de xilana associadas à lignina residual na polpa após o cozimento da madeira, contribuindo para o aumento da alvura e para maior eficiência nas etapas seguintes do branqueamento. O resultado é uma redução direta na quantidade de dióxido de cloro utilizado no processo — e, consequentemente, na carga química gerada pela indústria.
Resíduo que virou matéria-prima
A xilanase foi extraída do fungo Aspergillus caespitosus, uma espécie descrita em 1944 nos Estados Unidos e isolada na USP em 2001, a partir de amostras coletadas no campus de Ribeirão Preto. Para cultivá-lo, as pesquisadoras utilizaram dois substratos amplamente disponíveis no agronegócio brasileiro: o bagaço de cana-de-açúcar e o farelo de trigo, por meio do método de fermentação em estado sólido. Ambos se mostraram eficientes pela facilidade de crescimento fúngico, pelo baixo custo e pela alta produção da enzima.
O aproveitamento desses resíduos insere o processo diretamente no conceito de bioeconomia circular, agregando valor a materiais que, de outra forma, teriam destinação limitada. Contudo, a escolha do substrato mais adequado depende da localização geográfica da produção. “Em regiões com alta produção de açúcar e etanol, como o interior do Estado de São Paulo, o bagaço da cana seria o substrato mais indicado, mesmo considerando a necessidade de pré-tratamento. Em regiões produtoras de trigo, como o Estado do Rio Grande do Sul, o farelo de trigo seria mais indicado”, explica a professora Maria de Lourdes Teixeira de Moraes Polizeli, da FFCLRP-USP, coordenadora dos projetos apoiados pela Fapesp e coautora do estudo.
No caso do bagaço de cana, as pesquisadoras aplicaram um pré-tratamento com hidróxido de sódio para separar a celulose da hemicelulose e da lignina, facilitando a penetração do fungo nas fibras. O farelo de trigo, por sua vez, dispensou esse processo, por já oferecer boa disponibilidade de carbono, a principal fonte de energia do fungo.
Estabilidade térmica como diferencial competitivo
Um dos principais entraves para o uso de enzimas fúngicas no branqueamento industrial é a temperatura. O processo nas fábricas de celulose exige condições que a maior parte dos fungos simplesmente não suporta — muitas enzimas perdem atividade por volta dos 40 °C, tornando sua aplicação restrita. A xilanase do Aspergillus caespitosus, porém, mantém estabilidade em torno de 60 °C, desempenho superior ao registrado por grande parte das enzimas fúngicas descritas na literatura científica.
Esse comportamento abre uma janela de aplicação prática nas etapas finais do branqueamento, quando as temperaturas do processo já foram reduzidas. “À medida que avança o processo de branqueamento na fábrica, as temperaturas vão sendo reduzidas. Com isso, nossa enzima pode ser utilizada nas últimas etapas do processo, em que a temperatura é próxima de 60 °C, atuando como um passo complementar ao branqueamento químico convencional e reduzindo a necessidade de dióxido de cloro e, consequentemente, a carga química do processo”, detalha Polizeli.
Estratégico para o protagonismo brasileiro na celulose
O estudo integra as atividades do Instituto Nacional de Ciência e Tecnologia do Bioetanol (INCT Bioetanol) e foi conduzido como parte do pós-doutorado de Diandra de Andrades na Faculdade de Filosofia, Ciências e Letras de Ribeirão Preto (FFCLRP-USP), com bolsa da Fapesp. Para a pesquisadora, o contexto produtivo do Brasil torna essa tecnologia especialmente relevante. “Esta é uma alternativa mais sustentável para a indústria papeleira, que reduz o uso de químicos tóxicos e cujos resultados têm bom potencial de aplicação. Como o Brasil ocupa posição de destaque na produção mundial de celulose de eucalipto, o desenvolvimento de tecnologias de branqueamento mais limpas é especialmente estratégico para o país”, afirma Andrades.
Além do potencial ambiental, a tecnologia carrega um ativo econômico relevante: a matéria-prima para produzir a enzima já existe em volume industrial no território brasileiro. O bagaço de cana é gerado em escala massiva nas usinas do Centro-Sul, enquanto o farelo de trigo é subproduto consolidado da moagem nos estados produtores do Sul do país. Transformar esse excedente em insumo biotecnológico reduz custos de produção e fortalece a competitividade da cadeia.
Próximos passos: enzima reutilizável e mais resistente
O grupo de pesquisa já trabalha na próxima fase da tecnologia. O objetivo é imobilizar a enzima em suportes químicos para que ela possa ser reutilizada em ciclos sucessivos e, eventualmente, suportar temperaturas ainda mais altas. Uma das apostas mais promissoras envolve o uso de nanopartículas magnéticas combinadas à nanocelulose — estrutura que poderia ampliar a aplicação da xilanase para além do branqueamento de papel, alcançando processos como a produção de bioetanol.
A trajetória da pesquisa reforça o que o Brasil tem de mais estratégico: biodiversidade, resíduos agroindustriais abundantes e capacidade científica para transformar esses ativos em biotecnologias com aplicação industrial real. O próximo passo é aproximar esse conhecimento das plantas industriais — e os resultados já indicam que o caminho é viável.
