„Slučajni udar“ – tehnologija razvijena za industriju bioetanola ima ekonomske i ekološke prednosti za proizvodnju govedine i mliječnih proizvoda

Većina kukuruza uzgojenog u SAD-u poboljšana je korištenjem biotehnologije kako bi se osigurala zaštita od oštećenja insekata i/ili tolerancije na herbicide. Svojstvo otpornosti na insekte ima dodatnu korist od smanjenja kontaminacije zrna mikotoksinima, a osobina tolerancije na herbicide bila je ključna u proširenju upotrebe metoda uzgoja bez obrade koje su centralne za sisteme uzgoja koji rezultiraju neto sekvestracijom ugljika u poljoprivrednim zemljištima. Postoji još jedna biotehnološka osobina u kukuruzu koji se prodaje pod markom Enogen od strane Syngentaoči
Sjemenke i originalno je razvijen za povećanje efikasnosti proizvodnje bioetanola. Louis Pasteur je jednom rekao: „šansa favorizuje pripremljeni um“, a taj se fenomen odigrao u otkriću da kada se ova ista vrsta kukuruza koristi kao dio hrane za mliječnu i goveda, može smanjiti troškove i poboljšati ekološki profil tih proizvodnih sistema.

Prvo malo pozadine o tim industrijama. Govedina i mliječni proizvodi su popularan i visoko hranljiv dio naše opskrbe hranom, a proces njihove proizvodnje je posljednjih decenija sve efikasniji. Količina proizvedenog mesa po životinji porasla je za oko 1% godišnje od 1960. godine i sada je skoro 1.7 puta više nego 1950-ih. Količina proizvedenog mlijeka po kravi se trostruko povećala od 1980-ih. Ova povećana efikasnost znači da proizvodnja ove hrane sada zahtijeva manje resursa po jedinici hrane i to sa manjim ekološkim otiskom.

Značajan dio ovog napretka može se pripisati sofisticiranijim programima uzgoja. Veliki dio preostalog napretka došao je kroz optimizaciju ishrane na kojoj ove vrlo fleksibilne životinje mogu napredovati. Ovo se naziva efikasnošću upotrebe hrane – koliko kilograma mesa ili mlijeka se može proizvesti po kilogramu hrane za životinje. Jedna od glavnih opcija za ishranu stoke je kukuruz koji se daje u zrnu ili u obliku silaže napravljene od cele biljke. Obje su važne opcije za ishranu većine mliječnih krava. Nakon što se goveda većim dijelom svog života uzgajaju na pašnjacima, premeštaju se u tovilišta za „završnu” fazu gdje se često hrane kukuruzom ili silažom. Iako su ovi trendovi u govedini i mlečnim proizvodima veoma pozitivni, uvek ima prostora za dalje unapređenje, i tu se Enogen kukuruz uklapa u sistem.

Enogen kukuruz je razvijen pomoću genetskog inženjeringa kako bi se dodao gen za enzim alfa amilazu koji razlaže škrob na njegove komponente šećera. Gen se eksprimira samo u endospermu zrna i ne može se otkriti u listovima ili polenu. Ovo je uobičajena vrsta enzima – na primjer, mi ljudi lučimo enzim amilaze u našoj pljuvački i on zatim ide u naš probavni sistem kako bi oslobodio energiju iz hrane koja sadrži škrob kao što su krompir ili tjestenina ili kukuruzno brašno. Amilaza u Enogen kukuruzu je posebno robusna verzija koja ostaje stabilna i aktivna u širokom rasponu uvjeta. On razgrađuje kukuruzni škrob u šećere koje zatim kvasac može koristiti u fermentaciji biogoriva za proizvodnju etanola. Efikasnije i efikasnije služi u funkciji dodatnih enzima iz nekog drugog izvora. Ova tehnologija je prvi put odobrena za komercijalnu prodaju 2011. godine.

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 na odgovarajuće nizvodne namjene. Ovaj kukuruz prvobitno nije bio namijenjen za upotrebu kao direktna hrana za životinje, ali je njegova sigurnost potvrđena kada je ovo svojstvo prolazilo kroz opsežni regulatorni proces koji je neophodan za transgenske biotehnološke osobine.

Počevši od 2013. godine, rađene su neke dodatne studije kako bi se utvrdilo da li je ova osobina imala ikakvih učinaka ako bi se koristila za ishranu životinja. Na osnovu ohrabrujućih preliminarnih podataka, sve više se radilo uz pomoć naučnika životinja i niza javnih institucija. Ono što je pronađeno bilo je pomalo iznenađenje, ali u retrospektivi, logično je da bi krave mogle koristiti neku pomoć u varenju škroba jer to nije glavni dio ishrane njihovih predaka. I za mliječnu i za goveda, postoji oko 5% povećanja u kilogramima mlijeka ili mesa koje se proizvode po funti stočne hrane ako je dio te hrane ili zrno ili silaža napravljena od Enogen kukuruza. Akademski istraživači na Univerzitetu Nebraska i Kanzas State University također su dokumentirali povećanu „ukupnu probavljivost trakta” ​​i „smanjenu fekalnu količinu” (npr. manje izmeta). Studija na Univerzitetu Pennsylvania State sa 40% silaže na bazi enogena u mliječnoj hrani je dokumentirala smanjenje intenziteta emisije metana za 7.2% i 5.4% veću efikasnost upotrebe hrane, ali je kvalitet mlijeka ostao nepromijenjen.

Ekonomski i ekološki značaj prednosti Enogen hrane procijenjen je od strane Odjeljenja za životinje i mliječne nauke i agronomije Univerziteta Wisconsin-Madison zajedno sa Rock River Laboratorijom. Gledali su sadržaj mlijeka i očekivani prihod, kao i troškove kukuruzne silaže. Ono što su otkrili je da bi korištenjem Enogen kukuruza mljekara mogla uštedjeti 132 do 208 dolara po kravi za mužu godišnje. Budući da prelazak na ovaj izvor hrane ne bi poremetio ništa drugo u njihovom radu, ovo je atraktivna opcija za proizvođače mlijeka. Ova nezavisna analiza je takođe uključivala procenu životnog ciklusa (LCA) koju je sprovela Sustainable Solutions Corporation, koja je kvantifikovala nekoliko ekoloških prednosti. Oni su opisani u nastavku na osnovu onoga što bi značili godišnje za stado sa 1000 muznih krava:

· Smanjenje gasova staklene bašte za više od 1.4 miliona kilograma ekvivalenata CO2 – što je ekvivalentno skidanju 314 putničkih vozila sa puta

· Smanjenje upotrebe zemljišta za 249 hektara – što je ekvivalent 189 američkih fudbalskih terena

· Smanjenje potrošnje vode za 13 miliona galona – dovoljno da se napuni 21 olimpijski bazen

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

Sličan LCA za proizvodnju goveđeg mesa proveo je Centar za otpornost Univerziteta Arkansas za efekte Enogen hrane kao suvog valjanog kukuruza u ishrani za doradu stoke u hranilištu. U toj analizi zabilježeno je smanjenje emisije stakleničkih plinova za 5.8%, potrošnja fosilnih goriva za 6%, korištenje zemljišta za 6.1% i korištenje vode za 5.6%.

Syngenta procjenjuje da se do danas hrani 1.1 milion goveda na bazi enogena, od čega 45% u industriji goveda i 55% u mljekarstvu. Očekuje se da će te brojke rasti s većim usvajanjem na zapadu SAD-a, gdje je kukuruz sa srednjeg zapada značajan dio ponude stočne hrane. Budući da u SAD ima 9.5 miliona muznih krava i 15 miliona goveda, postoji veliki potencijal za proširenje ovih pogodnosti.

Dodatna prednost Enogen kukuruza je u procesu proizvodnje silaže. Kukuruz se može ubrati kao cijela biljka, nasjeckati, komprimirati i pokriti kako bi se olakšao proces fermentacije tokom nekoliko mjeseci. Siliranje je način na koji se kukuruzni škrob čini probavljivijim od strane goveda i probavne mikroflore koja pomaže u pretvaranju škroba u šećere, ali može proći čak 4 do 6 mjeseci da konvencionalna kukuruzna silaža postigne dovoljan nivo probavljivosti škroba koji je bezbedno za ishranu stoke. Ono što je pronađeno kod Enogen kukuruza je da se silaža može koristiti kao hrana za životinje nakon mnogo kraćeg vremena „siliranja“ i da i dalje ima iste prednosti u pogledu efikasnosti hrane. Ta fleksibilnost mogla bi pomoći poljoprivrednicima da održe stabilan program ishrane tokom cijele godine. Kod kukuruza u zrnu, prednosti Enogena su vidljive u jednostavnim napuknutim zrncima, kao i u „obrađivanju pahuljica na paru“ koji je energetski intenzivniji način povećanja probavljivosti škroba koji je posebno popularan u jugozapadnim i zapadnim državama, pa se Enogen može uklopiti u bilo koji postojeći program.

Enogen kukuruz i dalje se široko koristi za proizvodnju bioetanola, koji značajno doprinosi dekarbonizaciji transportnog sektora kroz miješanje za automobilska goriva i potencijalno sada za upotrebu u prerađeni dizel motori. Proteini iz te upotrebe useva kukuruza koriste se u stočnoj hrani, a kukuruzno ulje se može koristiti na mnogo načina. Srećom, još uvijek postoji dosta kukuruza za ishranu i stočnu hranu, a sa ovom slučajno otkrivenom upotrebom Enogen tehnologije, ta ponuda može ići još dalje nego prije.