/ viernes 15 de febrero de 2019

Jatropha curcas L., un cultivo con potencial bioenergético

Por Guadalupe López Puc (Ciatej)

Jatropha curcas L. (J. curcas), planta originaria de México, es un arbusto cultivado en diferentes regiones del mundo; desde hace unos años comenzó el interés de establecer esta especie como cultivo comercial. Se le valora por sus propiedades medicinales, industriales y por el aceite contenido en sus semillas que puede ser transformado en biodiésel.

Foto: Especial

¿Qué es el biodiésel?

El biodiésel es un biocombustible derivado de fuentes biológicas renovables; en otras palabras, es un biocombustible líquido producido a partir de los aceites vegetales o de las grasas de origen animal que consiste en ésteres alquílicos de ácidos grasos; como producto biodegradable, puede ser utilizado en motores de diésel.

Importancia de J. curcas como biocombustible

El biodiésel se ha vuelto atractivo debido a sus beneficios ambientales. Específicamente, existe interés en el aceite de J. curcas como materia prima para la producción de biodiésel porque no es comestible y, por lo tanto, no compromete los aceites comestibles que se utilizan, principalmente, para el consumo de alimentos. Las semillas de J. curcas tienen alto contenido de aceite y el biodiésel producido posee propiedades similares a las del petróleo. Es importante tener en cuenta que los aceites no comestibles no son aptos para consumo humano por la presencia de componentes tóxicos.

Propiedades medicinales de J. curcas

Se ha reportado el uso de varias partes de la planta de J. curcas en medicina popular y tradicional en todo el mundo. Las semillas se han utilizado como purgante, antihelmíntico y abortivo que, además, en algunas partes de África son masticadas cuando se necesita un laxante. El aceite de semilla, el látex, la hoja, la corteza del tallo o la raíz de las plantas se machacan y se aplican en cortaduras y llagas de la piel.

J. curcas tiene diterpenos que poseen una gama de actividades biológicas in vitro, tales como antihipertensivos, anticancerígenos, antirretrovirales, antiinflamatorios y antimicrobianos.

El látex de J. curcas se utiliza para el tratamiento de hemorroides, enfermedades de la piel, parálisis, hidropesía, malaria y artritis. Las hojas contienen apigenina, vitexina e isovitexin que permiten su uso contra dolores reumáticos y musculares. Se ha observado actividad antibiótica de J. curcas contra organismos como Staphylococcus aureus y Escherichia coli.

Muchas de estas propiedades medicinales tradicionales de J. curcas deben investigarse en profundidad para que los productos terapéuticos comercializables eviten sus efectos toxicológicos. Cabe señalar que las semillas de J. curcas contienen curcina y ésteres de forbol, compuestos tóxicos, por lo que el consumo de las semillas no es recomendado para los humanos.

Usos industriales de J. curcas

Además de ser materia prima potencial en la producción de biodiésel como sustituto del diésel, el aceite de J. curcas se utiliza para producir jabón y biocidas (insecticida, molusquicida, fungicida y nematicida).

Foto: Especial

¿Cuáles son los métodos de propagación de J. curcas?

Los métodos agrícolas convencionales utilizan semillas y esquejes para extender J. curcas; sin embargo, por un lado, la propagación por semilla de esta especie presenta problemas de germinación tardía y baja, y por otro lado, la dispersión por esquejes tiene la desventaja de que las plantas presentan menor longevidad, así como menor resistencia a la sequía y a las enfermedades.

Debido a los problemas que se presentan en los métodos convencionales de propagación, y aunado a que J. curcas se está convirtiendo en una fuente comercial de producción de biodiésel en varios países, se requiere de métodos que permitan producir masivamente el material de élite.

El procedimiento más adecuado para generar grandes cantidades de plántulas es la micropropagación mediante cultivo de tejidos vegetales (CTV). Las técnicas de CTV también proporcionan una alternativa para producir compuestos activos in vitro.

¿Qué es el cultivo de tejidos vegetales (CTV)?

El CTV se refiere al conjunto de técnicas usadas para crecer células, tejidos u órganos vegetales in vitro bajo condiciones asépticas, controladas y libres de microorganismos; tiene su fundamento en el principio de totipotencia, que indica que cualquier célula vegetal tiene la capacidad para regenerar una nueva planta completa.

¿Puede J. curcas propagarse por CTV?

Hay laboratorios en países de Norteamérica, Latinoamérica, Europa, Asia y África que han realizado CTV en J. curcas. Hay muchas publicaciones al respecto, en las cuales se han observado problemas de reproducibilidad de los protocolos de CTV. Aun cuando la diversidad genética de la especie no es amplia, se ha detectado que el genotipo influye en la respuesta obtenida en el CTV; lo anterior se traduce a que la eficiencia en la respuesta dependerá del genotipo y que es necesario desarrollar un protocolo para cada variedad de J. curcas.

Perspectivas del cultivo

La especie J. curcas tiene potencial como cultivo comercial; podría ser utilizado de manera integral para aprovechar el aceite de las semillas y la planta completa. Los productos medicinales derivados de J. curcas podrían ser comercializados para hacer rentable el cultivo. Sin embargo, el potencial de fabricar y comercializar estos productos debe ser evaluado con profundidad.

Debido a las problemáticas que hay en la propagación por métodos convencionales, el uso de CTV es una alternativa, pero aún requiere de investigación. La utilización del CTV podría ayudar a producir in vitro los componentes activos de interés medicinal que produce J. curcas.

Literatura Revisada

Abdelgadir, H. A., & Van Staden, J. (2013). Ethnobotany, ethnopharmacology and toxicity of Jatropha curcas L.(Euphorbiaceae): A review. South African Journal of Botany, 88, 204-218

Calva-Calva G. Pérez Vargas J. Revista Digital Universitaria 10 de noviembre 2005 • Volumen 6 Número 11 • ISSN: 1067-6079.

Koh, M. Y., & Ghazi, T. I. M. (2011). A review of biodiesel production from Jatropha curcas L. oil. Renewable and Sustainable Energy Reviews, 15(5), 2240-2251.

Pramanik, K. (2003). Properties and use of Jatropha curcas oil and diesel fuel blends in compression ignition engine. Renewable energy, 28(2), 239-248.

Rampadarath, S., Puchooa, D., & Jeewon, R. (2016). Jatropha curcas L: Phytochemical, antimicrobial and larvicidal properties. Asian Pacific Journal of Tropical Biomedicine, 6(10), 858-865.

Sabandar, C. W., Ahmat, N., Jaafar, F. M., & Sahidin, I. (2013). Medicinal property, phytochemistry and pharmacology of several Jatropha species (Euphorbiaceae): a review. Phytochemistry, 85, 7-29.

Autora

Foto: Especial


La doctora Guadalupe López Puc es investigadora asociada C en la Unidad de Biotecnología Vegetal, en la sublínea de investigación Mejoramiento Genético Vegetal, en la sede Sureste del Centro de Investigación y Asistencia en Tecnología y Diseño del Estado de Jalisco. A.C. (Ciatej). Contacto: glopez@ciatej.mx.

***

El blog México es ciencia está en Facebook y Twitter. ¡Síganos!

Por Guadalupe López Puc (Ciatej)

Jatropha curcas L. (J. curcas), planta originaria de México, es un arbusto cultivado en diferentes regiones del mundo; desde hace unos años comenzó el interés de establecer esta especie como cultivo comercial. Se le valora por sus propiedades medicinales, industriales y por el aceite contenido en sus semillas que puede ser transformado en biodiésel.

Foto: Especial

¿Qué es el biodiésel?

El biodiésel es un biocombustible derivado de fuentes biológicas renovables; en otras palabras, es un biocombustible líquido producido a partir de los aceites vegetales o de las grasas de origen animal que consiste en ésteres alquílicos de ácidos grasos; como producto biodegradable, puede ser utilizado en motores de diésel.

Importancia de J. curcas como biocombustible

El biodiésel se ha vuelto atractivo debido a sus beneficios ambientales. Específicamente, existe interés en el aceite de J. curcas como materia prima para la producción de biodiésel porque no es comestible y, por lo tanto, no compromete los aceites comestibles que se utilizan, principalmente, para el consumo de alimentos. Las semillas de J. curcas tienen alto contenido de aceite y el biodiésel producido posee propiedades similares a las del petróleo. Es importante tener en cuenta que los aceites no comestibles no son aptos para consumo humano por la presencia de componentes tóxicos.

Propiedades medicinales de J. curcas

Se ha reportado el uso de varias partes de la planta de J. curcas en medicina popular y tradicional en todo el mundo. Las semillas se han utilizado como purgante, antihelmíntico y abortivo que, además, en algunas partes de África son masticadas cuando se necesita un laxante. El aceite de semilla, el látex, la hoja, la corteza del tallo o la raíz de las plantas se machacan y se aplican en cortaduras y llagas de la piel.

J. curcas tiene diterpenos que poseen una gama de actividades biológicas in vitro, tales como antihipertensivos, anticancerígenos, antirretrovirales, antiinflamatorios y antimicrobianos.

El látex de J. curcas se utiliza para el tratamiento de hemorroides, enfermedades de la piel, parálisis, hidropesía, malaria y artritis. Las hojas contienen apigenina, vitexina e isovitexin que permiten su uso contra dolores reumáticos y musculares. Se ha observado actividad antibiótica de J. curcas contra organismos como Staphylococcus aureus y Escherichia coli.

Muchas de estas propiedades medicinales tradicionales de J. curcas deben investigarse en profundidad para que los productos terapéuticos comercializables eviten sus efectos toxicológicos. Cabe señalar que las semillas de J. curcas contienen curcina y ésteres de forbol, compuestos tóxicos, por lo que el consumo de las semillas no es recomendado para los humanos.

Usos industriales de J. curcas

Además de ser materia prima potencial en la producción de biodiésel como sustituto del diésel, el aceite de J. curcas se utiliza para producir jabón y biocidas (insecticida, molusquicida, fungicida y nematicida).

Foto: Especial

¿Cuáles son los métodos de propagación de J. curcas?

Los métodos agrícolas convencionales utilizan semillas y esquejes para extender J. curcas; sin embargo, por un lado, la propagación por semilla de esta especie presenta problemas de germinación tardía y baja, y por otro lado, la dispersión por esquejes tiene la desventaja de que las plantas presentan menor longevidad, así como menor resistencia a la sequía y a las enfermedades.

Debido a los problemas que se presentan en los métodos convencionales de propagación, y aunado a que J. curcas se está convirtiendo en una fuente comercial de producción de biodiésel en varios países, se requiere de métodos que permitan producir masivamente el material de élite.

El procedimiento más adecuado para generar grandes cantidades de plántulas es la micropropagación mediante cultivo de tejidos vegetales (CTV). Las técnicas de CTV también proporcionan una alternativa para producir compuestos activos in vitro.

¿Qué es el cultivo de tejidos vegetales (CTV)?

El CTV se refiere al conjunto de técnicas usadas para crecer células, tejidos u órganos vegetales in vitro bajo condiciones asépticas, controladas y libres de microorganismos; tiene su fundamento en el principio de totipotencia, que indica que cualquier célula vegetal tiene la capacidad para regenerar una nueva planta completa.

¿Puede J. curcas propagarse por CTV?

Hay laboratorios en países de Norteamérica, Latinoamérica, Europa, Asia y África que han realizado CTV en J. curcas. Hay muchas publicaciones al respecto, en las cuales se han observado problemas de reproducibilidad de los protocolos de CTV. Aun cuando la diversidad genética de la especie no es amplia, se ha detectado que el genotipo influye en la respuesta obtenida en el CTV; lo anterior se traduce a que la eficiencia en la respuesta dependerá del genotipo y que es necesario desarrollar un protocolo para cada variedad de J. curcas.

Perspectivas del cultivo

La especie J. curcas tiene potencial como cultivo comercial; podría ser utilizado de manera integral para aprovechar el aceite de las semillas y la planta completa. Los productos medicinales derivados de J. curcas podrían ser comercializados para hacer rentable el cultivo. Sin embargo, el potencial de fabricar y comercializar estos productos debe ser evaluado con profundidad.

Debido a las problemáticas que hay en la propagación por métodos convencionales, el uso de CTV es una alternativa, pero aún requiere de investigación. La utilización del CTV podría ayudar a producir in vitro los componentes activos de interés medicinal que produce J. curcas.

Literatura Revisada

Abdelgadir, H. A., & Van Staden, J. (2013). Ethnobotany, ethnopharmacology and toxicity of Jatropha curcas L.(Euphorbiaceae): A review. South African Journal of Botany, 88, 204-218

Calva-Calva G. Pérez Vargas J. Revista Digital Universitaria 10 de noviembre 2005 • Volumen 6 Número 11 • ISSN: 1067-6079.

Koh, M. Y., & Ghazi, T. I. M. (2011). A review of biodiesel production from Jatropha curcas L. oil. Renewable and Sustainable Energy Reviews, 15(5), 2240-2251.

Pramanik, K. (2003). Properties and use of Jatropha curcas oil and diesel fuel blends in compression ignition engine. Renewable energy, 28(2), 239-248.

Rampadarath, S., Puchooa, D., & Jeewon, R. (2016). Jatropha curcas L: Phytochemical, antimicrobial and larvicidal properties. Asian Pacific Journal of Tropical Biomedicine, 6(10), 858-865.

Sabandar, C. W., Ahmat, N., Jaafar, F. M., & Sahidin, I. (2013). Medicinal property, phytochemistry and pharmacology of several Jatropha species (Euphorbiaceae): a review. Phytochemistry, 85, 7-29.

Autora

Foto: Especial


La doctora Guadalupe López Puc es investigadora asociada C en la Unidad de Biotecnología Vegetal, en la sublínea de investigación Mejoramiento Genético Vegetal, en la sede Sureste del Centro de Investigación y Asistencia en Tecnología y Diseño del Estado de Jalisco. A.C. (Ciatej). Contacto: glopez@ciatej.mx.

***

El blog México es ciencia está en Facebook y Twitter. ¡Síganos!