EL PIÑÓN MEXICANO (Jatropha curcas L.) FUENTE DE ENERGÍA RENOVABLE Jorge MARTÍNEZ HERRERA1, Alma L. MARTÍNEZ AYALA1, Gloria DÁVILA ORTÍZ2 1 Cetro de Desarrollo de Productos Bióticos-IPN. Carr. Yautepec-Jojutla Km 8. Col. San Isidro. Yautepec, Morelos, México. Email. jmartin@ipn.mx 2 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). 1 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. 2 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. 3 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. 4