Resumen: Jatropha curcas posee un potencial considerable, que radica en su alto contenido de aceite para la producción de biodiesel. Se realizó un estudio con el objetivo de determinar algunos indicadores químicos de la torta obtenida del prensado del fruto de esta oleaginosa. Se obtuvieron los siguientes valores: humedad: 3,80 %; ceniza: 7,02 %; contenido de extractos en agua: 10,7 %; contenido de extractos en etanol: 6,3 %, lo que indicó que la cantidad de compuestos solubles en solventes polares fue alta. El valor promedio de la lignina de Klason fue de 6,32 %. La torta estaba compuesta por 51,9 % de carbohidratos (los glucanos representaron el 31,7 %) y 32,2 % de proteína cruda. Se concluye que la torta de J. curcas, previamente detoxificada, se convierte en una alternativa para su empleo en la alimentación animal.
Palabras clave:alimentación de los animalesalimentación de los animales, biodiesel biodiesel, carbohidratos carbohidratos, proteínas proteínas.
Abstract: Jatropha curcas has a remarkable potential, which lies on its high oil content for biodiesel production. A study was conducted in order to determine some chemical indicators of the cake obtained from pressing the fruit of this oil plant. The following values were obtained: moisture: 3,80 %; ash: 7,02 %; content of water extracts: 10,7 %; content of ethanol extracts: 6,3 %, which indicated that the quantity of soluble compounds in polar solvents was high. The average value of Klason lignin was 6,32 %. The cake was composed by 51,9 % of carbohydrates (glucans represented 31,7 %) and 32,2 % of crude protein. It is concluded that the J. curcas cake, previously detoxified, becomes an alternative for its use in animal feeding.
Keywords: animal feeding, biodiesel, carbohydrates, proteins.
Comunicación corta
Caracterización de la torta obtenida del prensado del fruto de Jatropha curcas
Characterization of the cake obtained from pressing the Jatropha curcas fruit
Estación Experimental de Pastos y Forrajes "Indio Hatuey"
Recepción: 09 Abril 2015
Aprobación: 26 Octubre 2015
Jatropha curcas posee un potencial considerable, que radica en su alto contenido de aceite para la producción de biodiesel. Se realizó un estudio con el objetivo de determinar algunos indicadores químicos de la torta obtenida del prensado del fruto de esta oleaginosa. Se obtuvieron los siguientes valores: humedad: 3,80 %; ceniza: 7,02 %; contenido de extractos en agua: 10,7 %; contenido de extractos en etanol: 6,3 %, lo que indicó que la cantidad de compuestos solubles en solventes polares fue alta. El valor promedio de la lignina de Klason fue de 6,32 %. La torta estaba compuesta por 51,9 % de carbohidratos (los glucanos representaron el 31,7 %) y 32,2 % de proteína cruda. Se concluye que la torta de J. curcas, previamente detoxificada, se convierte en una alternativa para su empleo en la alimentación animal.
El agotamiento de los combustibles fósiles ha conllevado el desarrollo de estudios para obtener fuentes alternativas de energía, en correspondencia con las condiciones de cada país. Se han estudiado diferentes variedades de plantas con rendimientos satisfactorios, como la higuerilla (Ricinus communis L.), el girasol (Helianthus annuus L.), la palma africana (Elaeis guineensis Jacq.), la soya (Glycine max), la colza (Brassica napus L.), el maíz (Zea mays), el algodón (Gossypium herbaceum) y la jatropha (Jatropha curcas), según lo señalado por Singh et al. (2008).
J. curcas es una arbórea nativa de México y América Central, pero se encuentra en otros países de América Latina, Asia y África (Liu et al., 2007). En Cuba está presente en casi todas las provincias. La explotación de esta planta cada día se extiende con mayor fuerza en la India, China, Brasil, Guatemala y en algunos países africanos, los cuales están trabajando para perfeccionar las técnicas de cultivo y el procesamiento industrial de su biomasa y/o residuo. Es una especie multipropósito, con innumerables atributos y un potencial considerable.
Esta planta puede ser una excelente alternativa para los agricultores en la reforestación de zonas erosionadas que se encuentran en regiones donde sus cultivos han perdido el valor comercial, e incluso puede emplearse como una especie alternativa. El aceite de sus semillas tiene usos nutricionales y culinarios, y se ha incorporado también en la producción de cosméticos y jabón.
La torta que resulta del prensado del fruto de J. curcas es un subproducto obtenido de la semilla una vez que se le extrae el aceite, el cual tiene poco valor comercial debido principalmente a la presencia de compuestos tóxicos (ésteres de fórbol y curcina) y antinutricionales (inhibidores de tripsina, ácido fítico y curcina). Esta se ha evaluado como sustrato para la producción de biogás (Ali et al., 2010; Raheman y Mondal, 2012) y bioetanol celulósico (Ncube et al., 2012), y como biofertilizante (Raheman y Mondal, 2012) y fungicida (Saetae y Suntornsuk, 2011). La torta derivada de la extracción de aceite tiene un alto potencial para complementar y sustituir a la harina de soya (Belewu y Sam, 2010). Una vez detoxificada, puede ser utilizada como alimento animal, por su alto contenido y calidad de la proteína (Makkar et al., 1998; Abou-Arab y Abu-Salem, 2010; Aguirre, 2011; Saetae y Suntornsuk, 2011).
El objetivo de este estudio fue realizar una caracterización química de la torta obtenida del prensado del fruto de J. curcas.
El estudio se realizó en la Estación Experimental de Pastos y Forrajes Indio Hatuey (EEPF IH), situada en una zona aledaña a la comunidad España Republicana, municipio Perico, provincia de Matanzas; en el punto geográfico determinado por los 22° 48’ y 7’’ de latitud norte y los 81° y 2’ de longitud oeste, a 19,01 msnm (Academia de Ciencias de Cuba, 1989).
La torta provenía de un proceso previo de extracción de aceite, realizado de forma mecánica a temperatura de 60oC, para lo cual se empleó una prensa hidráulica con adaptación de un sistema de vacío. Se analizaron 5 muestras de torta, de 1 kg de peso cada una, estas se molieron y se pasaron a través de un tamiz cuyo diámetro era de 2 μm, con el objetivo de lograr un tamaño de partícula más uniforme. Posteriormente, se conservó en bolsas de nailon a una temperatura de -20 oC hasta su posterior uso.
Se determinaron los siguientes indicadores: el contenido de humedad y de ceniza, los extractos en agua y en etanol, la lignina de Klason (como el residuo de la hidrólisis ácida analítica de la biomasa) y los carbohidratos (cromatografía líquida de alta resolución) según las técnicas descritas por la AOAC International (2000). Además se determinó el contenido de proteína cruda por el método Kjeldahl (Gaviria y Bernal, 1995).
La torta residual tuvo 3,8 % de humedad, lo que representa el contenido de agua de la muestra. Ello se debió a la acumulación de materia seca (mayormente aceite y proteína) en la semilla durante su maduración. En estudios realizados a semillas de J. curcas procedentes de Paraguay y Argentina se encontraron contenidos de humedad significativamente diferentes (6,50 ± 0,10 y 7,20 ± 0,10, respectivamente), según señalan Montes et al. (2011).
El valor promedio de ceniza de la torta residual fue de 7,02 %, el cual brinda una aproximación de su contenido de minerales. Este resultado coincide con los de Saetae y Suntornsuk (2010), Saetae y Suntornsuk (2011) y Saetae et al. (2011), quienes obtuvieron alrededor de 8 % de ceniza en la torta de J. curcas resultante de la extracción de aceite. Por su parte, Makkar et al. (1998 ) y Martínez-Herrera et al. (2006) hallaron un rango de 4,4-4,8 % de ceniza.
El contenido de extractos en agua y en etanol fue de 10,65 % y 6,32 %, respectivamente, lo cual indica que la cantidad de compuestos solubles (proteínas, carbohidratos y minerales) en solventes polares fue alta. Todos estos compuestos resultan de gran importancia desde el punto de vista nutricional, ya que son considerados la fracción energética de la muestra, que aporta la energía necesaria para que ocurran los procesos metabólicos (Damodaran et al., 2010). En cuanto a la determinación de lignina de Klason, considerada la mayor barrera química para la digestión de los forrajes (Deschamps, 1999), se obtuvo un valor de 6,32 %, comparable al 6,1 % de la paja de arroz, un residuo de cosecha muy utilizado en la ganadería (Gellerstedt y Henriksson, 2008).
En el presente estudio se obtuvo un valor alto de carbohidratos (51,9 %), superior a lo informado por Makkar et al. (1998) y Peralta-Flores et al. (2012) en estudios con J. curcas, donde obtuvieron 35,0 % y 15,1 % de carbohidratos respectivamente. Estos valores se consideran aceptables, principalmente los de glucanos, que representaron el 31,7 % (tabla 1), los cuales son necesarios para el desarrollo y crecimiento animal debido a que intervienen directamente en el metabolismo. Resulta importante el contenido encontrado en las muestras, pues de ello depende, en gran parte, la calidad de la nutrición animal, ya que estos son convertidos rápidamente en ácidos grasos volátiles y constituyen una fuente inmediata de energía para la multiplicación de la flora ruminal (Robles, 2008).
Content of carbohydrates in the cake.
El contenido proteico fue de 32,2 %, mucho menor que el referido por Makkar et al. (1998) para la torta residual a partir de J. curcas de Cabo Verde (56,4 % de PC) o la de Nicaragua (61,2 % de PC); pero superior al informado por Rakshit et al. (2008), Mahanta et al. (2008), Martínez et al. (2010), Saetae y Suntornsuk (2011) y Saetae et al. (2011), los que oscilaron entre 23 y 28 %.
También son mayores a los hallados por Flores y Cruz (2010) en las accesiones Cabo Verde e India Salvadoreña (contenidos inferiores a 20,20 % y 21,38 %, respectivamente) y a los obtenidos en Africa (25 %) por Nzikou et al. (2009).
Otros autores, como Saetae et al. (2011), reportaron que cuando esta materia prima se desgrasa totalmente, después del proceso previo de extracción de aceite, se obtiene entre 53 y 58 % de proteína. En este caso, la semilla no fue separada de los núcleos y a la torta obtenida no se le retiró el aceite superficial; ello pudo ser la causa de la diferencia entre el valor obtenido y lo reportado en la literatura.
El contenido de proteína obtenido en este estudio resulta elevado al compararlo con el de otras fuentes de proteína vegetales que actualmente son utilizadas en la industria alimentaria. Ello sienta las bases para la caracterización y la determinación de las características funcionales de las fracciones mayoritarias de las proteínas en la torta de prensado obtenida del fruto de esta especie. Además, según Phengnuam y Suntornsuk (2013), resulta necesario conocer la digestibilidad de los aminoácidos, que son utilizados como fuente de proteína, para realizar la formulación de las dietas acorde a los requerimientos de cada especie.
Se concluye que la torta obtenida del prensado del fruto de J. curcas posee un alto contenido del carbohidrato glucano, biomolécula de vital importancia para el desarrollo y crecimiento de los animales; y un aceptable contenido proteico, por lo que, previamente detoxificada, podría convertirse en una alternativa para su empleo en la alimentación animal.
Los autores de este trabajo agradecen la colaboración de la ingeniera química Evelyn Cabeza Sánchez por los aportes realizados en la realización de los ensayos y el análisis de los resultados
Content of carbohydrates in the cake.
