“A Stroke Of Serendipity” – tehnologija razvijena za industriju bioetanola ima ekonomske i ekološke koristi za proizvodnju govedine i mliječnih proizvoda

Većina kukuruza uzgojenog u SAD-u poboljšana je pomoću biotehnologije kako bi se pružila zaštita od oštećenja insekata i/ili otpornost na herbicide. Svojstvo otpornosti na insekte ima dodatnu prednost smanjenja kontaminacije žitarica mikotoksinima, a svojstvo otpornosti na herbicide bilo je ključno u širenju upotrebe metoda no-till uzgoja koje su ključne za sustave uzgoja koji rezultiraju neto vezivanjem ugljika u poljoprivrednim tlima. Postoji još jedna biotehnološka osobina u kukuruzu koji Syngenta prodaje pod markom EnogenSYT
Sjemenke i izvorno je razvijen za povećanje učinkovitosti proizvodnje bioetanola. Louis Pasteur je jednom rekao: "prilika ide u prilog pripremljenom umu", a taj se fenomen odigrao u otkriću da kada se ta ista vrsta kukuruza koristi kao dio hrane za mliječnu i tovnu stoku, može smanjiti troškove i poboljšati ekološki profil tih proizvodnih sustava.

Prvo malo pozadine o tim industrijama. Govedina i mliječni proizvodi popularan su i visoko hranjiv dio naše prehrane, a proces njihove proizvodnje posljednjih je desetljeća sve učinkovitiji. Količina proizvedenog mesa po životinji porasla je za oko 1% godišnje od 1960. i sada je gotovo 1.7 puta veća nego što je bila 1950-ih. Količina proizvedenog mlijeka po kravi se utrostručila od 1980-ih. Ova povećana učinkovitost znači da proizvodnja ove hrane sada zahtijeva manje resursa po jedinici hrane i to uz manji utjecaj na okoliš.

Značajan dio ovog napretka može se pripisati sofisticiranijim programima uzgoja. Velik dio preostalog napretka postignut je optimizacijom prehrane na kojoj ove vrlo fleksibilne životinje mogu napredovati. To se naziva učinkovitost iskorištenja stočne hrane – koliko se funti mesa ili mlijeka može proizvesti po funti stočne hrane. Jedna od glavnih opcija hrane za stoku je kukuruz koji se daje u zrnu ili u obliku silaže napravljene od cijele biljke. Obje su važne opcije za obroke većine mliječnih krava. Nakon što se goveda veći dio života uzgajaju na pašnjacima, premještaju se u tovilišta za fazu "završne obrade" gdje se također često hrane kukuruzom u zrnu ili silažom. Iako su ovi trendovi u govedini i mliječnim proizvodima vrlo pozitivni, uvijek ima prostora za daljnja poboljšanja, a tu se Enogen kukuruz uklapa u sustav.

Enogen kukuruz razvijen je pomoću genetskog inženjeringa kako bi se dodao gen za enzim alfa amilazu koji razgrađuje škrob na njegove šećerne komponente. Gen se izražava samo u endospermu zrna i ne može se otkriti u lišću ili peludu. Ovo je uobičajena vrsta enzima – na primjer, mi ljudi lučimo enzim amilazu u našu slinu i on zatim odlazi u naš probavni sustav kako bi oslobodio energiju iz hrane koja sadrži škrob poput krumpira, tjestenine ili kukuruznog brašna. Amilaza u Enogen kukuruzu posebno je robusna verzija koja ostaje stabilna i aktivna u širokom rasponu uvjeta. On razgrađuje kukuruzni škrob u šećere koje kvasac zatim može koristiti u fermentaciji biogoriva za proizvodnju etanola. Djelotvornije i djelotvornije služi funkciji dodanih enzima iz nekog drugog izvora. Ova je tehnologija prvi put odobrena za komercijalnu prodaju 2011.

Enogen kukuruz je "očuvan identitet" u poslovanju sa žitaricama jer postoje određene namjene kukuruza za koje bi razgradnja škroba bila problem. To znači da se sva zasađena polja prate tako da se mogu usmjeriti samo u odgovarajuće nizvodne svrhe. Ovaj kukuruz izvorno nije bio namijenjen za korištenje kao izravna hrana za životinje, ali je njegova sigurnost potvrđena kada je ova osobina prolazila kroz opsežan regulatorni proces koji je potreban za transgene biotehnološke osobine.

Počevši oko 2013., provedene su neke dodatne studije kako bi se ispitalo ima li ova osobina ikakve učinke ako bi se koristila za hranjenje životinja. Na temelju ohrabrujućih preliminarnih podataka sve je više posla obavljeno uz pomoć znanstvenika za životinje i brojnih javnih institucija. Ono što je pronađeno bilo je pomalo iznenađenje, ali retrospektivno, ima smisla da bi kravama trebala pomoć u probavi škroba jer to nije glavni dio prehrane njihovih predaka. I za mliječna i za goveda postoji oko 5% povećanja u kilogramima mlijeka ili mesa koje se proizvede po kilogramu hrane ako je dio te hrane ili žito ili silaža napravljena od Enogen kukuruza. Akademski istraživači na Sveučilištu Nebraska i Državnom sveučilištu Kansas također su dokumentirali povećanu "ukupnu probavljivost trakta" i "smanjeno izlučivanje fekalija" (npr. manje kakice). Studija na Državnom sveučilištu Pennsylvania s 40% silaže na bazi enogena u hrani za mlijeko dokumentirala je smanjenje intenziteta emisije metana od 7.2% i veću učinkovitost korištenja hrane za 5.4%, ali je kvaliteta mlijeka ostala nepromijenjena.

Ekonomski i ekološki značaj prednosti Enogen stočne hrane ocijenili su Odjeli za stočarstvo i mliječne znanosti i agronomiju Sveučilišta Wisconsin-Madison zajedno s laboratorijem Rock River. Promatrali su sadržaj mlijeka i očekivani prihod, kao i troškove silaže kukuruza. Otkrili su da korištenjem Enogen kukuruza mljekara može uštedjeti 132 do 208 dolara po kravi muzari godišnje. Budući da prelazak na ovaj izvor hrane ne bi poremetio ništa drugo u njihovom radu, ovo je privlačna opcija za uzgajivače mlijeka. Ova neovisna analiza također je uključivala procjenu životnog ciklusa (LCA) koju je provela Sustainable Solutions Corporation, koja je kvantificirala nekoliko ekoloških prednosti. Oni su opisani u nastavku na temelju onoga što bi značili godišnje za stado s 1000 muznih krava:

· Smanjenje stakleničkih plinova za više od 1.4 milijuna kilograma ekvivalenta CO2 – što je jednako uklanjanju 314 osobnih vozila s ceste

· Smanjenje korištenja zemljišta za 249 hektara – što je ekvivalent 189 američkih nogometnih igrališta

· Smanjenje upotrebe vode za 13 milijuna galona – dovoljno da se napuni 21 olimpijski bazen

· Ušteda energije od 220,000 19 kW sati – dovoljno za napajanje XNUMX prosječnih američkih domova

Sličan LCA za proizvodnju govedine proveo je Centar za otpornost Sveučilišta u Arkansasu za učinke Enogen hrane kao suhog valjanog kukuruza u prehrani za završno tovilište goveda. U toj analizi zabilježeno je smanjenje emisije stakleničkih plinova za 5.8%, potrošnja fosilnih goriva manja za 6%, korištenje zemljišta za 6.1% i korištenje vode za 5.6%.

Od danas, Syngenta procjenjuje da postoji 1.1 milijun goveda na hrani baziranoj na enogenu, 45% onih u industriji govedine i 55% u mliječnoj industriji. Očekuje se da će te brojke porasti s većim usvajanjem u zapadnom SAD-u gdje je kukuruz sa Srednjeg zapada značajan dio ponude stočne hrane. Budući da u SAD-u ima 9.5 milijuna mliječnih krava i 15 milijuna goveda, postoji veliki potencijal za širenje ovih prednosti.

Dodatna prednost Enogen kukuruza je proces izrade silaže. Kukuruz se može brati kao cijela biljka, usitniti, komprimirati i pokriti kako bi se olakšao proces fermentacije tijekom nekoliko mjeseci. Siliranje je način na koji se kukuruzni škrob čini probavljivijim od strane stoke i probavne mikroflore koja pomaže pretvoriti škrob u šećere, ali može proći čak 4 do 6 mjeseci da konvencionalna kukuruzna silaža postigne dovoljnu razinu probavljivosti škroba, tj. siguran za ishranu stoke. Ono što je otkriveno s Enogen kukuruzom je da se silaža može koristiti kao stočna hrana nakon puno kraćeg vremena "siliranja" i da još uvijek ima iste prednosti u pogledu učinkovitosti hrane. Ta bi fleksibilnost mogla pomoći poljoprivrednicima da održe stabilan program hranjenja tijekom cijele godine. Kod kukuruza u zrnu, prednosti Enogena vidljive su kod jednostavnih napuknutih zrna, kao i kod "obrade pahuljica parom" što je energetski intenzivniji način povećanja probavljivosti škroba koji je posebno popularan u jugozapadnim i zapadnim državama, tako da se Enogen može uklopiti u bilo koji postojeći program.

Enogen kukuruz i dalje se naširoko koristi za proizvodnju bioetanola, što značajno pridonosi dekarbonizaciji transportnog sektora kroz miješanje za automobilska goriva i potencijalno sada za upotrebu u prerađeni dizel motori. Protein iz te upotrebe usjeva kukuruza koristi se u hrani za životinje, a kukuruzno ulje se može koristiti na mnogo načina. Srećom, još uvijek ima dosta kukuruza dostupnog za hranu i stočnu hranu, a s ovom slučajno otkrivenom upotrebom Enogen tehnologije, ta opskrba može ići i dalje nego prije.