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Produtos da biotecnologia atendem setores que precisam substituir derivados de petróleo por ingredientes mais sustentáveis

Por Irene Santana em Portal Embrapa

A Embrapa Agroenergia (Brasília-DF), uma das 43 unidades de pesquisa da Empresa Brasileira de Pesquisa Agropecuária – Embrapa, vem pesquisando insumos biológicos produzidos a partir de processos ambientalmente renováveis. Os resultados foram alcançados em parceria com as empresas brasileiras Dimiagro Fertilizantes, Santa Clara Agrociência, Demetra Agroscience, Grupo Boticário, Zucca Alimentos, Neofungi e apoio do Sebrae e da Empresa Brasileira de Pesquisa e Inovação Industrial – Embrapii.

“A disponibilização de insumos biológicos a partir de fontes renováveis insere a Embrapa no cenário da bioeconomia brasileira de forma inovadora, atendendo a um setor industrial que apresenta necessidade imediata de substituição de derivados petroquímicos por ingredientes biotecnológicos, mais sustentáveis e que atendam aos principais requisitos para a busca de ‘certificações verdes”, afirma Alexandre Alonso, chefe-geral da Embrapa Agroenergia.

Os resultados alcançados também visam a inserção estratégica e competitiva do Brasil na Bioeconomia e o cumprimento dos seguintes Objetivos de Desenvolvimento Sustentável da ONU: ODS 7 (Energia limpa acessível); ODS 9 (Indústria, Inovação e Infraestrutura); ODS 12 (Consumo e Produção responsáveis) e ODS 17 (Parcerias e meios de implementação).  

“A geração de insumos biológicos renováveis contribui para o desenvolvimento de uma nova bioindústria brasileira com foco em química verde, algo necessário diante da necessidade de reduzirmos a emissão de CO2 na atmosfera”, diz Patrícia Abdelnur, chefe de Transferência de Tecnologia, da Embrapa Agroenergia. “Queremos cada vez mais promover o aumento da produção de insumos a partir de fontes renováveis para a aplicação em diversos tipos de indústria que buscam por matérias-primas sustentáveis”, complementa Bruno Laviola, chefe de P&D.

 

Biofertilizante à base de microalgas da biodiversidade brasileira

Um extrato com bioestimulantes à base de algas encontradas na biodiversidade brasileira é o principal resultado do projeto Macrofert, desenvolvido pela Embrapa Agroenergia em parceria com a empresa Dimiagro Fertilizantes e com apoio do Sebrae e da Embrapii. Para chegar ao produto final, a equipe de pesquisa analisou extratos importados de macroalgas marinhas nos quais foram descobertos fitormônios relacionados à duplicação celular, resistência a pragas e doenças e resiliência a fatores abióticos como a seca.

A descoberta tem grande potencial de atender a empresas brasileiras que, em sua maioria, utilizam extratos importados para adicionar aos biofertilizantes nacionais. A espécie na qual foram identificados os fitormônios foi selecionada a partir de uma larga coleção de microalgas e cianobactérias, com emprego de metodologia baseada e desenvolvida com ferramentas de metabolômica. O extrato com biofertilizantes apresentou teores de fitormônios maiores do que os do extrato importado e eficácia semelhante ao produto comercial quando aplicados junto com fertilizantes foliares em cultivos de soja e milho, em casa de vegetação.

“Os biofertilizantes na forma de extrato têm aplicação e mercado certo e também podem ser fontes de extração de fitormônios puros, os quais têm valor agregado considerável”, afirma César Miranda, pesquisador da Embrapa Agroenergia e líder do projeto. O resultado alcançado contribui para gerar tecnologia tanto para assegurar a produtividade de sistemas agrícolas como para minimizar os efeitos das mudanças climáticas, já que os biofertilizantes, adicionados às plantas, podem gerar resistência à seca e radiação excessiva. Outra vantagem é que obter o extrato em condições controladas de laboratório evita o extrativismo da biodiversidade brasileira e estabelece um padrão de qualidade com mecanismos limpos de produção.

“Associados a pequenas doses de nutrientes essenciais, os fitormônios dos extratos maximizam o desenvolvimento das plantas, como demonstrado em validação em casa de vegetação com soja e milho, principais commodities do agronegócio brasileiro. Com isso, esperamos que, além de gerar empregos qualificados para a produção e formulação de biofertilizantes, possamos ter um produto nacional apto para o comércio exterior”, prevê Miranda.

Os resultados obtidos foram tão animadores que foi firmado um novo contrato com a empresa Dimiagro para dar continuidade ao projeto, com vigência até 2024. A nova fase do projeto, que se chamará Biofert, prevê o aumento da escala de produção de biomassa para a obtenção de bioinsumos que contêm fitormônios em tanques abertos de 10 mil litros, utilizando fertilizantes comerciais com fonte de nutrientes.

 

Nematicida obtido de resíduos agroindustriais

Nematicidas naturais capazes de controlar fitonematoides, praga que causa perda de produtividade em culturas economicamente importantes para o Brasil, da ordem de R$35 bilhões/ano (dados da Sociedade Brasileira de Nematologia), constituem o principal resultado do projeto Nematus, desenvolvido em parceria com as empresas Santa Clara Agrociência e Demetra Agroscience, com o apoio do Sebrae e da Embrapii.

Foi realizada a prospecção e validação do uso de substâncias químicas de origem renovável encontradas em resíduos agroindustriais. Nesse ponto, foram desenvolvidos e otimizados processos físico-químicos de extração para se obter metabólitos secundários tóxicos para nematoides, a partir de matérias-primas residuais em rendimentos predefinidos. 

Além dessa vertente química, que se destacou por empregar processos ambientalmente amigáveis e resultou na seleção de extratos tóxicos a nematoides, o estudo contou também com a avaliação de processos bioquímicos para a produção de extratos fúngicos tóxicos a nematoides, o que foi alcançado a partir do cultivo e seleção de cepas de fungos de diferentes espécies. As cepas selecionadas alcançaram mortalidade in vitro de juvenis de segundo estádio de Meloidogyne incognita, o nematoide-das-galhas, em taxas acima de 90%.

Os resultados foram comparados a três nematicidas comerciais, incluindo um sintético e dois de origem renovável. “Em relação ao controle negativo, todos os tratamentos avaliados resultaram em significativa redução do fator de reprodução de M. incognita”, explica Clenilson Rodrigues, pesquisador da Embrapa Agroenergia e líder do projeto. 

“Entre os tratamentos avaliados, dois extratos vegetais, sendo um deles um tratamento de combinação de materiais, apresentaram resposta equivalente ao do nematicida sintético. Os tratamentos realizados com os extratos fúngicos e suas combinações exibiram resultados similares aos dos nematicidas comerciais de origem renovável”, complementa o pesquisador.

Os resultados também evidenciaram que a combinação entre alguns materiais eliminou o efeito fitotóxico observado para alguns dos candidatos, quando avaliados de forma individual. “A partir do conjunto de dados, foi possível verificar que há efeito bifuncional para algumas das combinações, sendo evidenciada a redução do fator de reprodução do fitonematoide e o desenvolvimento vegetativo das plantas de soja, observações que foram constatadas a partir da avaliação de outros parâmetros”, avalia Rodrigues.

Atualmente, os processos produtivos dos extratos vegetais e fúngicos estão em fase de transferência para as empresas parceiras, as quais pretendem realizar os estudos de viabilidade de escalonamento, produção dos insumos e validação dos ativos em experimentos de campo, incluindo a avaliação em outras plantas de interesse econômico.

A validação dos ativos nessas fases permitirá que os produtos possam ser registrados e comercializados por empresas produtoras de defensivos agrícolas e, por sua vez, disponibilizados para produtores de diferentes culturas de interesse agronômico.

 

Obtenção de extrato ativo a partir de microalga

Realizado em parceria com o Grupo Boticário (Cencoderma) e apoio da Embrapii, o principal resultado obtido pelo projeto Belas Artes foi a seleção de 10 linhagens produtoras de corantes naturais com potencial aplicação na indústria de cosméticos, sendo duas microalgas, duas leveduras, quatro fungos filamentosos e duas bactérias.

A escolha das linhagens foi feita após a análise minuciosa de mais de 20 mil microrganismos e microalgas da coleção de microrganismos da Embrapa Agroenergia, na qual foram levados em consideração fatores como atratividade da cor, tempo de crescimento do microrganismo, facilidade de extração do corante e conhecimento prévio do microrganismo e do corante.

“A obtenção de corantes por via biotecnológica irá impactar positivamente um mercado ávido por inovação e sustentabilidade, pois se trata de uma solução ainda não viabilizada nessa classe de ingredientes. Com isso, esperamos avançar na adoção de ingredientes biotecnológicos pela indústria de cosméticos brasileira”, diz Patrícia Abrão, pesquisadora da Embrapa Agroenergia e líder do projeto.

Ao todo, a equipe de pesquisa analisou um total de 200 cepas de fungos e bactérias, 60 cepas de leveduras e 15 cepas de microalgas aptas à produção de corantes, purificadas e preservadas. O material selecionado foi organizado e registrado na coleção de microrganismos da Embrapa Agroenergia e registrado no sistema corporativo Alelo Micro.

 

Bioinsumo nutracêutico obtido a partir de resíduos de cogumelo 

Um bioinsumo nutracêutico obtido a partir de resíduos de cogumelos é o principal resultado obtido pelo projeto MycoBioativos, desenvolvido pela Embrapa Agroenergia em parceria com as empresas Zucca Alimentos e Neofungi, com o apoio do Sebrae e da Embrapii. A equipe de pesquisa desenvolveu um processo para a obtenção de extratos brutos ricos em betaglucanas a partir de aparas de três espécies de cogumelos de importância comercial.

Os extratos também foram caracterizados quanto à presença de outras substâncias bioativas com potencial atividade antioxidante. Esse tipo de bioinsumo pode ser utilizado na formulação de diferentes produtos industriais, como alimentos, cosméticos, produtos agropecuários e veterinários, além de servir como insumo para a indústria farmacêutica.

“Com isso, esperamos um aumento do portfólio de produtos da cadeia produtiva, além dos próprios cogumelos frescos ou secos, e de insumos com betaglucanas e carotenoides para a formulação de diferentes produtos para diversos setores da indústria”, conclui Félix Siqueira, pesquisador da Embrapa Agroenergia e líder do projeto. Atualmente, o insumo se encontra em fase de implementação na planta-piloto industrial disponível na Embrapa Agroenergia. O objetivo, segundo Siqueira, é alcançar a escala industrial para realizar uma avaliação técnico-econômica. 

Assista aqui ao vídeo que apresenta os resultados obtidos das parcerias firmadas com a Embrapa Agroenergia para o desenvolvimento de insumos biológicos a partir de processos ambientalmente renováveis.

Este texto foi originalmente publicado por Portal Embrapa de acordo com a licença Creative Commons CC-BY-NC-ND. Leia o original. Este artigo não representa necessariamente a opinião do Portal eCycle.