Extractos Tánicos de los Subproductos Maderables de Tres Especies de Pino

Especies de Pino Tannic Extracts from Wood By-Products of Three Pine Species

Los taninos son sustancias polifenólicas que se dividen en taninos condensados y taninos hidrolizables [ 1] y se pueden extraer con disolventes de alta polaridad [ 2, 3]. Sin embargo, es conocido que desde una perspectiva de costos obtener los taninos con agua es más económico [ 4, 5]. Los taninos condensados abundan en el reino vegetal y se han usado tradicionalmente para curtir pieles y en la formulación de adhesivos [ 5, 6, 7, 8]. Los taninos hidrolizables son fuente de moléculas bioactivas con propiedades antioxidantes, antidiabéticas, antimutagénica y antimicrobianas [ 8, 9, 10]. Estas sustancias extraíbles se pueden encontrar en distintas zonas de la estructura de las plantas, incluidas madera y corteza.

Residuos de madera y corteza se generan en grandes cantidades en el proceso de aserrío de la industria maderera mexicana, con posibles alternativas de uso [ 11, 12] y se ha estimado que corresponden aproximadamente a 40 % [ 13]. Concretamente, en el complejo industrial de la comunidad indígena de Nuevo San Juan Parangaricutiro, del Estado de Michoacán, se estima la generación de 1232 m./año de aserrín y viruta de Pinus spp. [ 14], lo que refleja la disponibilidad de subproductos, y oportunidades de alternativas de aprovechamiento. En los últimos años se han estudiado estos residuos lignocelulósicos para su uso como biocombustibles [ 15]. De esta manera, el objetivo de este trabajo fue evaluar los extractos tánicos de los subproductos maderables de Pinus leiophylla Schiede ex Schltdl. & Cham., P. montezumae Lamb. y P. pseudostrobus Lindl., para incentivar posibles nuevas alternativas productivas. Estas especies de pino son las de mayor aprovechamiento industrial en dicha comunidad indígena.

Muestras lignocelulósicas. Los subproductos madera (M), corteza (C) y madera-corteza (M-C) de Pinus leiophylla, P. montezumae . P. pseudostrobus se colectaron, por separado según especie, en el complejo industrial de la Comunidad Indígena de Nuevo San Juan Parangaricutiro, Michoacán, México. Estos subproductos se colectaron directamente de los equipos del proceso de aserrío: sierra principal (Madera), descortezadora (Corteza) y astilladora (Madera-Corteza), tomando aproximadamente 50 kg base húmeda en cada caso, muestreados en un turno de 8 h. Este material se dejó secar al aire libre, se molió (Wiley Modelo 3383-L, Thomas Scientific, USA) y finalmente se tamizó (RoTap Modelo RX-29, W. S. Tyler, USA) para obtener harina malla 40 (425 µm), fracción que se utilizó en este estudio.

Extracción de taninos. Para el proceso de extracción de taninos se utilizaron dos métodos: extracción con agua (EA) (ebullición durante 2 h) y extracción con etanol (EE) (maceración durante 48 h con etanol-agua 1:1). En cada caso de utilizaron 10 g de harina malla 40. Se determinó el extracto total, número de Stiasny (poliflavonoides) y taninos [ 16].

Análisis estadístico. Todos los ensayos se llevaron a cabo por triplicado y se reporta el valor medio y la desviación estándar. Los resultados se analizaron mediante comparación de medias con una ANOVA simple y una prueba Tukey (p _˂ 0.05) utilizando el paquete estadístico Statistica 7 (v. 7.0, Palo Alto, CA, USA).

Extracto total. La Tabla 1 resume los resultados obtenidos y se observan diferencias significativas (p < 0.05), entre los métodos de extracción, subproductos y las especies de pino. La cantidad de extracto total obtenido fue de 1.42 % (madera de P. montezumae, extracción acuosa) a 13.14 % (corteza de P. pseudostrobus, extracción etanólica) ( Tabla 1) y en general se observó que el proceso de extracción con etanol (1:1) rindió mayores valores en comparación con la extracción acuosa, lo que coincide con la literatura [ 16, 17, 18]. Para la corteza de P. leiophylla, se reporta 19.11 % de extracto etanólico y 7.35 % de extracto acuoso [ 16], valores superiores a los aquí encontrados. En otra investigación [ 19] se ha dado a conocer un valor de 4.27 % de extracto acuoso en muestras de corteza de Pinus spp., valor que cae dentro del rango aquí obtenido (2.71 % a 10.32 %). En cuanto a la madera, la cantidad de extracto total acuoso de P. leiophylla es superior al reportado (1.30 %) para madera de esta misma especie y en relación a la madera de P. montezumae se encontró un valor igual (1.4 %) en madera de esta misma especie [ 20].

Número de Stiasny. Los resultados obtenidos del número de Stiasny variaron de 27.21 % (madera-corteza, extracción acuosa) a 81.74 % (corteza, extracción etanólica) en P. leiophylla; en todos los casos se observó mayores valores mediante la extracción con etanol 1:1 y las cortezas presentaron mayor rendimiento ( Tabla 1). Un valor de 22.47 % se ha reportado para corteza de Pinus spp. [ 19], valor cercano al resultado menor aquí encontrado. Por otra parte, Rosales-Castro y González-Laredo [ 16] reportan resultados para cortezas de diferentes especies de pino que van de 30 a 80 % (extracción acuosa) y de 49 a 85 % (extracción etanólica) y en general, los valores aquí obtenidos se ubican dentro de estos rangos. Es conocido, que extractos con número de Stiasny superior a 65 % pueden usarse con garantía en la formulación de adhesivos [ 21, 22], por lo que los extractos etanólicos que superan este valor pudieran ser una fuente alternativa para la fabricación de adhesivos.

Contenido de taninos. El contenido de taninos varió de 0.64 % (madera de P. montezumae, extracción acuosa) a 8.12 % (corteza de P. leiophylla, extracción con etanol) ( Tabla 1) y los mayores rendimientos se obtuvieron con la extracción etanólica, lo que concuerda con Rosales-Castro y González-Laredo [ 16]. También se observó en general, mayor concentración en las muestras de corteza, coincidiendo con reportes previos [ 1, 18, 23]. Para la corteza de P. leiophylla se ha reportado un contenido de taninos de 5.88 % en extracto acuoso y 16.12 % en extracto etanólico [ 16], valores superiores a los aquí encontrados, sin embargo, en otra investigación se reporta 0.96 % de taninos en corteza de Pinus spp. [ 19], valor que es cercano a los resultados obtenidos para Pinus leiophylla y P. montezumae ( Tabla 1). En relación a la madera, los rendimientos de la extracción acuosa fueron ligeramente mayores a valores reportados por Bernabé-Santiago et al. [ 20] para madera de Pinus leiophylla (0.07-0.11 %) y P. montezumae (0.08 %). Algunas investigaciones señalan que la concentración óptima de taninos con miras a su comercialización debería ser entre 8 y 10 % [ 10, 24]. En base a esto, solamente los extractos etanólicos de la corteza de P. leiophyllase encuentran ligeramente por encima del primer valor porcentual recomendado como potencial de comercialización.

Tabla 1
Extracto total, número de Stiasny y taninos en subproductos de tres especies de pino (%).

Fuente: propia. Valores medios y ± desviación estándar, n = 3. Para cada variable, letras mayúsculas iguales en columna significa que no existe diferencia estadística y letras minúsculas iguales en renglón significa que no existe diferencia estadística (Tukey, p ˂ 0.05). (PE: proceso de extracción; EA: extracción acuosa; EE: extracción etanólica; M: madera; C: corteza; M-C: madera-corteza).

Existen diferencias estadísticas en la concentración de los extractos tánicos en la madera, corteza, entre las tres especies de pino estudiadas, así como entre los dos procesos de extracción utilizados. El proceso de extracción con etanol presentó mayor rendimiento en taninos, extracto total y número de Stiasny. Las cortezas presentaron mejores rendimientos en comparación con la madera. Los extractos etanólicos de las cortezas de P. leiophylla y P. pseudostrobus, son los que presentan el mayor porcentaje de taninos. Particularmente, los extractos tánicos etanólicos de las cortezas de los tres pinos se podrían considerar como una fuente alternativa para la formulación de adhesivos, por presentar un número de Stiasny mayor a 65 %.

Se agradece a las autoridades y empleados de la Comunidad Indígena de Nuevo San Juan Parangaricutiro, Michoacán, México, por la donación del material lignocelulósico. También al CONACYT por el financiamiento del proyecto CB-166444.