Jatropha curcas L.

EL PIÑÓN MEXICANO (Jatropha curcas L.) FUENTE DE ENERGÍA
RENOVABLE
Jorge MARTÍNEZ HERRERA1, Alma L. MARTÍNEZ AYALA1, Gloria DÁVILA
ORTÍZ2
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Cetro de Desarrollo de Productos Bióticos-IPN. Carr. Yautepec-Jojutla Km 8.
Col. San Isidro. Yautepec, Morelos, México. Email. [email protected]
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Escuela Nacional de Ciencias Biológicas-IPN. México, D.F.
Palabras clave: J. curcas, biodiesel, piñoncillo
RESUMEN
El piñón (J. curcas L.), actualmente ha llamado la atención de diversos países,
no solo por sus características agronómicas como son la resistencia a la sequía
y de crecer en suelos pobres y fácil adaptabilidad en climas tropicales y
semitropicales, principalmente por su contenido de aceite (50-55%) y proteína
(25-30%), mediante un proceso químico llamado transesterificación es posible
obtener biodiesel, combustible que no contamina. La pasta residual puede ser
empleada para consumo humano y/o animal, sin embargo, sólo en México se
han reportado variedades no tóxicas distribuidas en diferentes regiones y la
gran mayoría de ellas no han sido caracterizadas. Se colectaron e identificaron
plantas de J. curcas provenientes de Chiapas, Morelos, Puebla y Veracruz, a
diferentes condiciones agroclimáticas. El contenido de proteína y grasa es
similar al encontrado en plantas de J. curcas de otros estados de México, pero
superiores a los reportados para otros países. Sólo en las semillas
provenientes de Chiapas se detectó la presencia de los ésteres de forbol (1-2
mg/g) considerándose no tóxicas las restantes. Después de 9 meses, las
plantas de Morelos produjeron en promedio 32.5 g por arbusto, el bajo
rendimiento se debe a la falta de riego y fertilización. Hay diversos beneficios
del cultivo de J. curcas entre los que destacan: fuente de energía renovable,
control de la erosión y mejoramiento del suelo. En México, el cultivo de J.
curcas podrá dar una reactivación y aprovechamiento de la tierra y crear
fuentes de trabajo, además de reactivar la economía en regiones de pobreza.
INTRODUCCIÓN
La planta de Jatropha curcas pertenece a la familia de las Euphorbiaceae,
nativa de México y Centroamérica, pero es ampliamente cultivada en Centro
América, Africa y Asia. La planta de J. curcas es resistente a la sequía y crece
en suelos pobres y arenosos, en climas tropicales y semitropicales, en altitudes
que van desde los 0-1500 msnm, el látex de sus hojas, se ha utilizado en
medicina tradicional y también como cerca viva, protegiendo de la erosión
(Makkar et al. 1998; Martínez et al., 2006). La popularidad actual de la planta
se debe al uso su aceite. J. curcas es única entre todas las fuentes de energía
renovable en términos del gran número de posibilidades de utilización que
pueden realizarse. Su cultivo requiere de simple tecnología, y
comparativamente modesto capital de inversión (Francis et al. 2005).
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El rendimiento de semilla reportado para J. curcas varía de 0.5 a 12
ton/año/Ha, dependiendo del tipo de suelo, fertilización y condiciones de riego.
El arbusto de J. curcas tiene un periodo productivo de más de 40 años. Un
promedio anual de producción de semilla alrededor de 5 Ton/Ha puede
esperarse en excelentes tierras y precipitaciones de 900-1200 mm (Francis et
al. 2005).
Las semillas de J. curcas de México contienen 55-60% de aceite que puede ser
convertido a biodiesel por un proceso llamado transesterificación. La
conveniencia de conversión del aceite de J. curcas a biodiesel ha sido
claramente demostrada por diversos investigadores. Con rendimientos del 92%
de conversión. Las propiedades fisico-químicas del biodiesel obtenido de J.
curcas, cumple con los estándares internacionales europeos, además presenta
ventajas sobre el diesel pues disminuye la emisión de una variedad de
contaminantes. Las emisiones de dióxido de carbono no han sido todavía
medidas para J. curcas. Sin embargo, se ha demostrado en los Estados Unidos
que el uso del biodiesel obtenido a partir del aceite de soya reduce las
emisiones de CO2 y SO2 en un 80 y 100%, respectivamente comparado con el
petro-diesel (Francis et al., 2005).
La pasta residual, obtenida después de la extracción de aceite, contiene un 5060% de proteína cruda comparada con el 45% de la harina de soya.
En México, existen variedades denominadas como “no tóxicas” pues no
presentan los ésteres de forbol, responsables de la toxicidad y son utilizadas en
varias regiones en la preparación de diversos platillos tradicionales, por lo que
su empleo en la alimentación humana y/o animal es posible. Aunado a esto, la
cáscara del fruto, puede ser utilizada para la producción a biogas (Schmook y
Serralta, 1997; Martínez et al. 2006).
MATERIALES Y MÉTODOS
Colecta e identificación de plantas de J. curcas provenientes de los estados de
Puebla, Morelos, Chiapas y Veracruz.
La composición química proximal se determinó de acuerdo a la AOAC (1995).
Cuantificación de ésteres de forbol mediante HPLC (Makkar et al. 1998).
Establecimiento del cultivo. Germinación, transplante a campo, mantenimiento
del cultivo y colecta del fruto.
RESULTADOS
Las plantas de J. curcas fueron identificadas en el Herbario de la Escuela
Nacional de Ciencias Biológicas. Las plantas de Chiapas crecen en altitudes de
400-500 msnm, las provenientes de Morelos entre 1100-1300 msnm, las de
Puebla de 800-950 msnm y finalmente las de Veracruz entre 0-80 msnm.
Las semillas de J. curcas de las regiones evaluadas, presentan un alto
contenido de proteína (18-28%) y grasa (25-30%). La pasta residual, obtenida
después de la extracción de aceite, contiene un 50-60% de proteína cruda
comparada con el 45% de la harina de soya.
Las semillas provenientes de Chiapas son tóxicas (1-2 mg/g de ésteres de
forbol). En las semillas de Puebla, Veracruz y Morelos no fueron detectados
los ésteres de forbol responsables de la toxicidad.
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Solo las semillas de Morelos se utilizaron para establecer la parcela
experimental, debido a las escasez de semilla de los otros estados, éstas
germinaron en un 90%, en 4-5 días a temperaturas de 28-30ºC, posteriormente
se pasaron a bolsas de poli papel de 1 L y se dejaron por 3 semanas, hasta
alcanzar una altura promedio de 30-40 cm. Posteriormente, se transplantaron a
campo. La altitud del terreno experimental fue de 1200 msnm, suelo feozem
calcárico – vertisol pélico, precipitación promedio anual de 902 mm, clima
semicálido subhúmedo con lluvias en verano.
La primera cosecha fue a los 9 meses, obteniéndose en promedio 32.5 g por
arbusto, el 50% de los arbustos creció 2 m y el otro 50% solo 1.60 m. El bajo
rendimiento obtenido corresponde a la falta de riego y utilización de
fertilizantes, por lo que se recomienda por lo menos 3 aplicaciones de
fertilizante y dos riegos por semana en temporada de sequía.
El contenido de proteína en las semillas cosechadas de Morelos fue de 30% y
aceite del 53% valores significativamente diferentes a los obtenidos para la
misma semilla colectada en el 2003 con 32% de proteína y 55% de aceite.
DISCUSION
El contenido de proteína y grasa de las plantas de J. curcas provenientes de
Chiapas, Puebla, Veracruz y Morelos son significativamente mas altos a los
valores encontrados en semillas provenientes de la India, Nicaragua, Costa
Rica, Cabo Verde y similares a los reportados para otras semillas provenientes
de México (Makkar et al., 1998; Martínez et al., 2006). Las semillas de México
se caracterizan por ser más grandes que las de África y Asia. En algunas
semillas, al incrementarse el porcentaje de aceite, disminuye el contenido de
proteína y viceversa. La harina desgrasada de J. curcas contiene hasta un 60%
de proteína, la cual puede ser utilizada para alimentación humana y animal. Se
han realizado pruebas empleando la harina de J. curcas en la elaboración de
dietas para peces (Tilapia y Carpa) observándose posibilidades de utilización
(Makkar y Becker 1999).
Solo en las semillas de Chiapas fueron detectados los ésteres de forbol, por lo
que el número de variedades no tóxicas en México es mayor, abriendo un
enorme campo de posibilidades para su utilización en alimentación humana y
animal, pues en países como la India y Cabo Verde por mencionar algunos,
solo existe la variedad tóxica, limitando el empleo de la pasta residual, pues
requiere de procesos adicionales para su destoxificación.
La planta de J. curcas ha demostrado tener una resistencia a la sequía, si bien
en los primeros años su rendimiento de ve afectado, se adapta fácilmente y
desde el primer ciclo agrícola se obtiene producción.
Actualmente se ha establecido en CEPROBI-IPN el Cultivo Experimental de J.
curcas en colaboración con la Universidad de Hohenheim, Alemania,
proveniente de diferentes regiones de México con la característica no tóxica
con el propósito de tener un banco de germoplasma y seleccionar los mejores
ejemplares para su propagación y resiembra en campo. Algunos de los
beneficios del cultivo de J. curcas son: fuente de energía renovable, control de
la erosión y mejoramiento del suelo, promoción de empleo y reducción de la
pobreza. En México aún no hay cultivos de J. curcas debido a la limitante de
semilla sin embargo es cuestión de tiempo para que gradualmente en diversas
regiones del país su cultivo sea extensivo.
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AGRADECIMIENTOS
Al Instituto Politécnico Nacional, al Centro de Desarrollo de Productos Bióticos,
a la DAAD de Alemania y al Prof. Dr. Becker de la Universidad de Hohenheim,
Stuttgart, Alemania.
REFERENCIAS
Francis, G. Edinger R., Becker K. (2005). A concept for simultaneous
wasteland reclamation, fuel production, and socio-economic development in
degraded areas in India: Need, potential and perspectives of Jatropha
plantations. Nat. Res. Forum 29, 12-24.
Makkar H.P.S. y Becker K. (1999). Nutritional studies on rats and fish (carp
Cyprinus carpio) fed diets containing unheated and heated Jatropha curcas
meal of a non-toxic provenance. Plant Foods for Human Nut. 53, 183–192.
Makkar H.P.S.; Becker K., Schmook B. (1998). Edible provenances of J. curcas
from Quintana Roo state of México and effect of roasting on antinutrient and
toxic factors in seeds. Plant Food for Human Nutr. 52, 31-36.
Martínez H.J. Siddhuraju P., Francis G., Dávila O.G., Becker K. (2006).
Chemical composition, toxic/antimetabolic constituents, and effects of different
treatments on their levels in four provenances of Jatropha curcas L. from
Mexico“, Food Chem. 96, 80-89.
Schmook B., y Serralta-Peraza L. (1997). J. curcas: distribution and uses in the
Yucatan Peninsula of Mexico. In G. M. Gu¨ bitz, M. Mittelbach, & M. Trabi
(Eds.). Biofuels and industrial products from Jatropha curcas (pp. 53–57). DBV
Graz.
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