É possível produzir gasolina a partir do açúcar?

Bactérias geneticamente modificadas transformam glicose em gasolina.

A indústria de energia tem demonstrado cada vez mais interesse na produção de combustíveis sustentáveis. A utilização de álcoois de cadeia curta, como o etanol, foi vista como um grande avanço no uso de combustíveis alternativos aos derivados de petróleo. O problema é que o álcool não possui a mesma eficiência energética da gasolina. Logo para muitas aplicações ainda existe uma dependência muito forte nos combustíveis fósseis.

Pesquisadores do Korea Advanced Institute of Science and Technology (KAIST) utilizaram cepas de Escherichia coli para a produção de um dos combustíveis mais importantes para a demanda de transportes: a gasolina. As bactérias foram capazes de produzir alcanos de cadeia curta, ácidos graxos, ésteres e álcoois. Para isto os pesquisadores, num trabalho de bioengenharia, deletaram alguns genes das bactérias para melhorar a biossíntese de ácidos graxos e evitar a oxidação das moléculas produzidas.

Gasolina bacteriana

A gasolina é um combustível líquido, utilizado principalmente em motores de combustão interna, que consiste em uma mistura de hidrocarbonetos de cadeia curta (entre 4 e 12 carbonos). Hidrocarbonetos produzidos a partir de culturas bacterianas, tais como alcanos ou alcenos, são muito interessantes devido ao seu potencial para serem utilizados como biocombustíveis avançados. Estes hidrocarbonetos são semelhante aos combustíveis à base de petróleo e são superiores a outros biocombustíveis em muitos aspectos, incluindo a grande quantidade de energia que liberam ao serem queimados. Eles têm, por exemplo, um poder combustível 30 % maior do que o etanol.

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Estratégia para a produção de alcanos de cadeia curta (ACCs). Glucose é convertida em ACCs, ésteres graxos e álcoois graxos. Os genes removidos estão marcados em X.[/caption]

Os pesquisadores do KAIST relataram o desenvolvimento de cepas de E. coli capazes de produzir alcanos de cadeia curta adequados para uso como gasolina. Uma nova rota biosintética envolvendo a alteração de genes em E. coli foi empregada de modo que as bactérias passaram a produzir enzimas capazes de produzir alcanos de cadeia curta através de um processo de fermentação. Isso só foi possível a partir do estabelecimento das rotas metabólicas da produção de ácidos graxos por E. coli e das rotas de degradação a partir do uso de tioesterases modificadas.

A fermentação foi realizada a 30 °C e o pH foi ajustado para 6,8 através da injeção automática de hidróxido de amônia 25% (v/v). Os pesquisadores utilizaram octanol como solvente para recuperar totalmente os hidrocarbonetos voláteis produzidos. As bactérias geneticamente modificadas produziram 580,8 mg/l de alcanos de cadeia curta que consistiam em: nonano, dodecano, tridecano, 2-metil-dodecano e tetradecano, juntamente com pequenas quantidades de outros hidrocarbonetos.

Além da gasolina, os pesquisadores afirmam que é possível produzir alcanos de cadeia longa, adequados para motores diesel, utilizando a mesma plataforma em conjunto com tioesterases não modificadas. Segundo eles, o trabalho pode servir como um trampolim para o estabelecimento de novos bioprocessos para a produção de produtos químicos derivados de ácidos graxos de cadeia curta e, quem sabe, aposentar os derivados do petróleo num futuro próximo.

Artigo escrito com base em:

Yong J. Choi e Sang Y. Lee, Nature 502, 571–574 (2013)