„Úder Serendipity“ – Technológia vyvinutá pre bioetanolový priemysel má ekonomické a environmentálne výhody pre produkciu hovädzieho mäsa a mlieka

Väčšina kukurice pestovanej v USA bola vylepšená pomocou biotechnológie na zabezpečenie ochrany pred poškodením hmyzom a/alebo tolerancie voči herbicídom. Znak odolnosti voči hmyzu má ďalšiu výhodu v znižovaní kontaminácie zrna mykotoxínmi a znak tolerancie voči herbicídom bol nápomocný pri rozšírení používania metód bez orby, ktoré sú kľúčové pre pestovateľské systémy, ktoré vedú k čistej sekvestrácii uhlíka v poľnohospodárskych pôdach. V kukurici predávanej pod značkou Enogen od spoločnosti Syngenta existuje ďalšia biotechnologická vlastnosťSÝTOS
Semená a pôvodne bol vyvinutý na zvýšenie účinnosti výroby bioetanolu. Louis Pasteur raz povedal: „náhoda uprednostňuje pripravenú myseľ“ a tento jav sa prejavil v objave, že keď sa rovnaký druh kukurice použije ako súčasť krmiva pre dojnice a hovädzí dobytok, môže to znížiť náklady a zlepšiť environmentálny profil týchto výrobných systémov.

Najprv nejaké pozadie o týchto odvetviach. Hovädzie a mliečne výrobky sú obľúbenou a vysoko výživnou súčasťou našej ponuky potravín a proces ich výroby je v posledných desaťročiach čoraz efektívnejší. Množstvo vyprodukovaného mäsa na zviera sa od roku 1 zvýšilo približne o 1960 % ročne av súčasnosti je takmer 1.7-krát väčšie ako v 1950. rokoch. Množstvo vyprodukovaného mlieka na kravu sa od 1980. rokov zvýšilo trojnásobne. Táto zvýšená efektivita znamená, že výroba týchto potravín teraz vyžaduje menej zdrojov na jednotku potravín a robí tak s menšou environmentálnou stopou.

Významnú časť tohto pokroku možno pripísať sofistikovanejším šľachtiteľským programom. Veľká časť zostávajúceho pokroku prišla prostredníctvom optimalizácie stravy, na ktorej môžu tieto veľmi flexibilné zvieratá prosperovať. Toto sa nazýva efektivita využitia krmiva – koľko kilogramov mäsa alebo mlieka možno vyprodukovať na kilogram krmiva. Jednou z hlavných možností krmiva pre dobytok je kukurica dodávaná buď ako zrno, alebo vo forme siláže vyrobenej z celej rastliny. Obe sú dôležitými možnosťami stravy väčšiny dojníc. Potom, čo bol hovädzí dobytok chovaný väčšinu svojho života na pastvinách, je presunutý do výkrmne pre „dokončovaciu“ fázu, kde je tiež často kŕmený obilnou kukuricou alebo silážou. Aj keď sú tieto trendy v oblasti hovädzieho a mliečneho mäsa veľmi pozitívne, vždy existuje priestor na ďalšie zlepšovanie, a to je miesto, kde kukurica Enogen zapadá do systému.

Enogénna kukurica bola vyvinutá pomocou genetického inžinierstva na pridanie génu pre enzým alfa amyláza, ktorý rozkladá škrob na jeho cukrové zložky. Gén je exprimovaný iba v endosperme jadier a nie je detekovateľný v listoch alebo peli. Ide o bežný typ enzýmu – napríklad my ľudia vylučujeme enzým amylázu v našich slinách a ten potom prechádza do nášho tráviaceho systému, aby uvoľnil energiu z potravín obsahujúcich škrob, ako sú zemiaky alebo cestoviny alebo kukuričná múčka. Amyláza v kukurici Enogen je obzvlášť robustná verzia, ktorá zostáva stabilná a aktívna v širokom rozsahu podmienok. Trávi kukuričný škrob na cukry, ktoré potom môžu kvasinky použiť pri fermentácii biopalív na výrobu etanolu. Efektívnejšie a efektívnejšie plní funkciu pridaných enzýmov z nejakého iného zdroja. Táto technológia bola prvýkrát schválená na komerčný predaj v roku 2011.

Enogénna kukurica je „zachovaná identita“ v obchode s obilím, pretože existujú určité použitia kukurice, pre ktoré by rozklad škrobu bol problém. To znamená, že všetky vysadené polia sú sledované, takže môžu byť nasmerované len na vhodné následné použitie. Táto kukurica nebola pôvodne určená na použitie ako priame krmivo pre zvieratá, ale jej bezpečnosť bola potvrdená, keď táto vlastnosť prechádzala rozsiahlym regulačným procesom, ktorý je potrebný pre transgénne biotechnologické vlastnosti.

Okolo roku 2013 sa uskutočnilo niekoľko ďalších štúdií, aby sa zistilo, či má táto vlastnosť nejaké účinky, ak by sa mala použiť na kŕmenie zvierat. Na základe povzbudivých predbežných údajov sa s pomocou vedcov na zvieratách a množstva verejných inštitúcií vykonalo stále viac práce. To, čo sa zistilo, bolo trochu prekvapením, ale pri spätnom pohľade dáva zmysel, že kravám by mohla pomôcť tráviť škrob, pretože to nie je hlavná časť stravy ich predkov. V prípade mliečneho aj hovädzieho dobytka je približne 5% nárast v librách mlieka alebo mäsa, ktoré sa vyprodukuje na 40 libru krmiva, ak súčasťou tohto krmiva je buď obilie alebo siláž vyrobená z kukurice Enogen. Akademickí výskumníci z University of Nebraska a Kansas State University tiež zdokumentovali zvýšenú „celkovú stráviteľnosť traktu“ a „zníženú produkciu stolice“ (napr. menej kakania). Štúdia na Pensylvánskej štátnej univerzite so 7.2 % silážou na báze enogénu v mliečnych krmivách zdokumentovala 5.4 % zníženie intenzity emisií metánu a o XNUMX % vyššiu účinnosť využitia krmiva, ale kvalita mlieka zostala nezmenená.

Ekonomický a environmentálny význam výhod krmiva Enogen bol vyhodnotený oddelením živočíšnej a mliečnej vedy a poľnohospodárstva University of Wisconsin-Madison spolu s laboratóriom Rock River Laboratory. Pozreli sa na obsah mlieka a očakávané príjmy, ako aj náklady na kukuričnú siláž. Zistili, že použitím kukurice Enogen by mliekareň mohla ušetriť 132 až 208 dolárov na dojnicu ročne. Keďže prechod na tento zdroj krmiva by nenarušil nič iné v ich prevádzke, je to atraktívna možnosť pre chovateľov dojníc. Táto nezávislá analýza zahŕňala aj hodnotenie životného cyklu (LCA) vykonané spoločnosťou Sustainable Solutions Corporation, ktoré kvantifikovalo niekoľko environmentálnych výhod. Tieto sú opísané nižšie na základe toho, čo by znamenali za rok pre stádo s 1000 XNUMX dojnicami:

· Zníženie emisií skleníkových plynov o viac ako 1.4 milióna kilogramov ekvivalentov CO2 – čo zodpovedá vyradeniu 314 osobných vozidiel z cesty

· Zníženie využívania pôdy o 249 akrov – ekvivalent 189 futbalových ihrísk v USA

· Zníženie spotreby vody o 13 miliónov galónov – dosť na naplnenie 21 olympijských bazénov

· Úspora energie 220,000 19 kW hodín – dosť na napájanie XNUMX priemerných domácností v USA

Podobná LCA na produkciu hovädzieho mäsa vykonalo Centrum odolnosti University of Arkansas pre účinky krmiva Enogen ako suchej rolovanej kukurice v krmive pre dobytok na výkrm. V tejto analýze došlo k zníženiu emisií skleníkových plynov o 5.8 %, nižšej spotrebe fosílnych palív o 6 %, zníženiu využívania pôdy o 6.1 % a zníženiu spotreby vody o 5.6 %.

K dnešnému dňu Syngenta odhaduje, že 1.1 milióna hovädzieho dobytka využíva krmivo na báze Enogenu, z toho 45 % v odvetví hovädzieho dobytka a 55 % v mliekarenskom priemysle. Očakáva sa, že tieto čísla porastú s väčšou adopciou v západných USA, kde kukurica zo Stredozápadu tvorí významnú časť ponuky krmiva. Keďže v USA je 9.5 milióna dojníc a 15 miliónov hovädzieho dobytka, existuje veľký potenciál na rozšírenie týchto výhod.

Ďalšia výhoda kukurice Enogen súvisí s procesom výroby siláže. Kukurica sa môže zbierať ako celá rastlina, nasekať, stlačiť a zakryť, aby sa uľahčil proces fermentácie počas niekoľkých mesiacov. Silážovanie je spôsob, ktorým sa kukuričný škrob stáva stráviteľnejším pre dobytok a tráviacu mikroflóru, ktoré pomáhajú premieňať škrob na cukry, ale môže trvať až 4 až 6 mesiacov, kým konvenčná kukuričná siláž dosiahne dostatočnú úroveň stráviteľnosti škrobu. bezpečné na kŕmenie dobytka. Pri kukurici Enogen sa zistilo, že siláž môže byť použitá ako krmivo pre zvieratá po oveľa kratšom čase „silážovania“ a stále má rovnaké výhody z hľadiska účinnosti krmiva. Táto flexibilita by mohla pomôcť poľnohospodárom udržiavať stabilný program kŕmenia počas celého roka. Pri obilnej kukurici sa výhody Enogenu prejavujú pri jednoduchých popraskaných zrnách a tiež pri „spracovaní vločiek s parou“, čo je energeticky náročnejší spôsob zvýšenia stráviteľnosti škrobu, ktorý je obzvlášť populárny v juhozápadných a západných štátoch, takže Enogen sa zmestí do akýkoľvek existujúci program.

Enogénna kukurica sa naďalej vo veľkej miere používa na výrobu bioetanolu, čo významne prispieva k dekarbonizácii dopravného sektora primiešavaním do automobilových palív a potenciálne sa teraz používa v prerobené dieselové motory. Proteín z tohto použitia kukuričnej plodiny sa používa v krmive pre zvieratá a kukuričný olej možno použiť mnohými spôsobmi. Našťastie je stále k dispozícii množstvo kukurice na použitie v potravinách a krmivách a s týmto náhodne objaveným využitím technológie Enogen môže táto ponuka ísť ešte ďalej ako predtým.