Fino a pochi anni fa, i generi Lesquerella e Physaria si ritenevavo distinti, ma oggi si considerano sinonimi (1) raggruppando oltre cento specie. Sono piante perenni appartenenti alla famiglia delle Brassicaceae - la stessa della colza, della crambe e della senape abissina. Da oltre venti anni le ricerche della comunità scientifica si concentrano sulla specie Lesquerella fendleri, alias Physaria fendleri, originaria dai deserti del Sud Ovest degli Stati Uniti e del Messico, per il suo potenziale di produzione di olio in condizioni desertiche o semidesertiche.
Lesquerella fendleri tollera temperature di -5°C e, in ambienti pedoclimatici simili a quelli del suo areale di origine - Sicilia, Sud della Spagna, Nordafrica -, si potrebbe coltivare come annuale, seminando in autunno e raccogliendo a giugno. Ricerche limitate, condotte dal Ministero di Agricoltura canadese nella stazione di Ontario indicano che potrebbe essere una coltura estiva adatta anche a maggiori latitudini, che nel nostro contesto significa estendere la potenzialità anche alla Sardegna e ad aree continentali con deficit idrico o terreni molto permeabili.
La specie non è ancora coltivata su larga scala commerciale, in quanto la selezione genetica dei tratti più interessanti - percentuale di olio nei semi, profilo dei grassi, facilità di raccolta e resa di semi - è ancora in corso. Si tratta di una pianta di piccola altezza e crescita iniziale lenta, per cui è necessario applicare diserbanti per evitare la concorrenza delle malerbe. La semina si potrebbe attuare con gli stessi macchinari dell'erba medica, con densità da 8 a 12 chilogrammo/ettaro. La temperatura di germinazione va da 5 a 30°C, con un ottimale di 20°C. L'apporto idrico deve essere tale da mantenere il suolo umido ed evitare la formazione di croste durante le prime tre settimane, fino a germinazione avvenuta. L'apporto idrico è di 635-762 millimetri ed il 90% si deve concentrare nel periodo di massimo sviluppo della pianta, fra la fine di febbraio e maggio.
L'applicazione di azoto è fondamentale per una buona resa e va fatta in due fasi: 67 chilogrammi/ettaro al momento della semina e altrettanti all'inizio della fioritura a febbraio. In un altro studio, è stato riscontrato che la resa di semi e olio di Lesquerella ha una relazione quadratica con il tasso di fertilizzante azotato fino ad una certa soglia, a partire dalla quale decresce. Le rese massime dei semi sono state ottenute con 276 e 282 chilogrammi di N/ettaro in condizioni di buona irrigazione e di stress idrico, rispettivamente, nella stagione di crescita 2011-2012 (2). La densità d'impianto influisce sia sul tenore di olio dei semi che sul profilo degli acidi grassi. Raccogliendo a 264 giorni dalla semina, effettuata con una densità di 1.000.000 piante/ettaro, il tenore di olio massimo è stato del 21,9% - con prevalenza di acido lesquerolico - con una resa in semi di 267 chilogrammi/ettaro (3), in assenza di input agronomici. Con una buona gestione è possibile raccogliere 481-1.336 chilogrammi di semi/ettaro, aventi tenori di olio dal 21,8 al 30,4 % (4). Con una buona selezione genetica e gestione agronomica, sono stati ottenuti fino a 1.558 chilogrammi di semi/ettaro, con una resa di 453 chilogrammi di olio/ettaro, avente oltre il 60% di acido lesquerolico (5).
Un'altra interessante proprietà agronomica della P. fendleri è la sua tolleranza alla salinità (6), fondamentale nell'attuale contesto di crescente salinizzazione dei suoli nell'area del Mediterraneo.
L'olio di P. fendleri è costituito per circa il 60% da acido lesquerolico (C20:H10) ed è simile all'olio di ricino (7), ma non è tossico (2 già citato), quindi risulta più facile e sicuro da gestire a livello di azienda agricola e risponde pienamente ai criteri di sostenibilità stabiliti dalla Ue: è un olio non commestibile ricavato da piante coltivate su terreni marginali. Le caratteristiche fisico chimiche di questo olio gli conferiscono una grande versatilità industriale: è atto per la produzione di biodiesel, lubrificanti, plastiche e perfino schiuma di poliuretano ecologica (8).
Il punto debole dell'olio di Lesquerella è una minore stabilità allo stoccaggio rispetto ad altri oli commerciali, come ad esempio quello di palma. Il motivo è che contiene il 12% di acido linolenico (Omega 6), più ossidabile perché insaturo. Alcune specie ancora in studio potrebbero contenere fino al 90% di acido lesquerolico, ovviando così al problema della stabilità allo stoccaggio (9). Physaria newberryi, ad esempio, produce semi più grossi e quindi più facili da coltivare e raccogliere, e questi contengono in media un 30,8% di olio (10). Physaria mendocina, originaria dalle Ande argentine, produce una abbondante fioritura e richiede meno acqua e azoto, ma le ricerche sono all'inizio (11).
Il pannello rimanente dopo l'estrazione dell'olio di Lesquerella contiene circa il 30% di proteine e, a differenza di quello di ricino, non è tossico, per cui può essere utilizzato per l'alimentazione animale (12). La crusca dei semi di Lesquerella contiene gomme solubili in acqua, quindi facilmente estraibili, che si possono utilizzare come addensanti e gelificanti per le industrie alimentare e farmaceutica (13). Infine, il pannello si può utilizzare anche per la produzione di biobutanolo e acetone con il processo ABE: la resa è di 19 litri di biobutanolo ogni 100 chilogrammi di pannello di semi (14).
Ancora c'è da lavorare affinché la coltivazione di P. fendleri o altre specie affini diventi commercialmente possibile. Bisogna identificare ed omologare gli erbicidi più adatti per assicurare la delicata e lenta fase di germinazione. Si sa che questa pianta può subire gli attacchi di Lygus sp. (Miridae), ma nel suo areale di origine questo non sembra incidere sulla resa finale di semi e olio (4 già citato). Nel 2022 è stato identificato il meccanismo di biosintesi dell'acido lesquerolico ed il gene responsabile, aprendo la strada per lo sviluppo di cultivar transgeniche, più produttive in termini di tenore totale di olio e percentuale di acido lesquerolico (15).
Questa possibilità apre un ulteriore interrogativo sulla sua coltivabilità in Europa: quale sarà l'atteggiamento di Bruxelles? Prevarrà il pragmatismo di fronte la necessità di raggiungere gli obiettivi di decarbonizzazione senza aumentare il consumo di acqua e fertilizzanti, o l'estremismo dell'ideologia "anti-transgenica" che vieta il ricorso a questa tecnica anche per le colture non commestibili?
Leggi anche Il biopetrolio del deserto - Prima parte
Bibliografia
(1) Al-Shehbaz, Ihsan A., and Steve L. O'Kane. "Lesquerella Is United with Physaria (Brassicaceae)." Novon 12, no. 3 (2002): 319–29.
(2) Xiangang Liu, Kevin F. Bronson, Kelly R. Thorp, Jarai Mon, Mohammad Badaruddin, William B. McCloskey, Dennis T. Ray, Qingquan Chu, Guangyao Wang, Lesquerella seed and oil yield response to split-applied N fertilizer, Industrial Crops and Products, Volume 60, 2014, Pages 273-279, ISSN 0926-6690.
(3) Kebe Brahim, David K. Stumpf, Dennis T. Ray, David A. Dierig, Lesquerella fendleri seed oil content and composition: harvest date and plant population effects, Industrial Crops and Products, Volume 5, Issue 3, 1996, Pages 245-252,ISSN 0926-6690.
(4) Naranjo SE, Ellsworth PC, Dierig DA. Impact of Lygus spp. (Hemiptera: Miridae) on damage, yield and quality of lesquerella (Physaria fendleri), a potential new oil-seed crop. J Econ Entomol. 2011 Oct;104(5):1575-83. doi: 10.1603/ec11089. PMID: 22066187.
(5) Thompson, A.E., and D.A Dierig. "Initial selection and breeding of Lesquerella fendleri, a new industrial oilseed" Industrial crops and products 2, no. 2 (1994): 97-106. doi: 10.1016/0926-6690(94)90090-6.
(6) John L. Harwood, Helen K. Woodfield, Guanqun Chen, Randall J. Weselake, Chapter 6 - Modification of Oil Crops to Produce Fatty Acids for Industrial Applications, Editor(s): Moghis U. Ahmad, Fatty Acids, AOCS Press, 2017, Pages 187-236, ISBN 9780128095218.
(7) D.A. Dierig, G. Wang, W.B. McCloskey, K.R. Thorp, T.A. Isbell, D.T. Ray, M.A. Foster, Lesquerella: New crop development and commercialization in the U.S., Industrial Crops and Products, Volume 34, Issue 2, 2011, Pages 1381-1385, ISSN 0926-6690.
(8) Jorge Contreras, Oscar Valdés, Yaneris Mirabal-Gallardo, Alexander F. de la Torre, José Navarrete, Justo Lisperguer, Esteban F. Durán-Lara, Leonardo S. Santos, Fabiane M. Nachtigall, Gustavo Cabrera-Barjas, Diana Abril, Development of eco-friendly polyurethane foams based on Lesquerella fendleri (A. Grey) oil-based polyol, European Polymer Journal, Volume 128, 2020, 109606, ISSN 0014-3057.
(9) Alison M.R. Ferrie, Karen L. Caswell, Chapter 13 - Applications of Doubled Haploidy for Improving Industrial Oilseeds,
Editor(s): Thomas A. McKeon, Douglas G. Hayes, David F. Hildebrand, Randall J. Weselake, Industrial Oil Crops, AOCS Press, 2016, Pages 359-378, ISBN 9781893997981.
(10) D.A. Dierig, A.E. Thompson, J.P. Rebman, R. Kleiman, B.S. Phillips, Collection and evaluation of new Lesquerella and Physaria germplasm, Industrial Crops and Products, Volume 5, Issue 1, 1996, Pages 53-63, ISSN 0926-6690.
(11) E.L. Ploschuk, L.B. Windauer; Productivity of Lesquerella mendocina under Different Nitrogen Availability; TheAmericas Journal of Plant Science and Technology, 2010.
(12) Wu, Y.V. & Hojilla-Evangelista, M.P.; Lesquerella fendleri protein fractionation and characterization; Journal of the American Oil Chemists' Society 82 53 56; 2005.
(13) Ronald A Holser, Craig J Carriere, Thomas P Abbott, Rheological properties of lesquerella gum fractions recovered by aqueous extraction, Industrial Crops and Products, Volume 12, Issue 1, 2000, Pages 63-69, ISSN 0926-6690.
(14) Qureshi, N., Harry-O'kuru, R., Liu, S. and Saha, B. (2019), Yellow top (Physaria fendleri) presscake: A novel substrate for butanol production and reduction in environmental pollution. Biotechnol. Prog., 35: e2767.
(15) Azeez A, Parchuri P and Bates PD (2022) Suppression of Physaria fendleri SDP1 Increased Seed Oil and Hydroxy Fatty Acid Content While Maintaining Oil Biosynthesis Through Triacylglycerol Remodeling. Front. Plant Sci. 13:931310. doi: 10.3389/fpls.2022.931310.
