«Штрих інтуїції» – технологія, розроблена для біоетанольної промисловості, має економічні та екологічні переваги для виробництва яловичини та молочних продуктів

Більшість кукурудзи, вирощеної в США, було вдосконалено за допомогою біотехнології для забезпечення захисту від пошкоджень комахами та/або стійкості до гербіцидів. Стійкість до комах має додаткову перевагу у зменшенні забруднення зерна мікотоксинами, а ознака стійкості до гербіцидів відіграла важливу роль у розширенні використання методів No-Till землеробства, які є центральними для систем вирощування, які призводять до чистого поглинання вуглецю в сільськогосподарських ґрунтах. Існує ще одна біотехнологічна особливість кукурудзи, яка продається під брендом Enogen компанією SyngentaSYT
Насіння спочатку було розроблено для підвищення ефективності виробництва біоетанолу. Якось сказав Луї Пастер: «випадок сприяє підготовленому розуму», і це явище проявилося у відкритті того, що використання того самого типу кукурудзи як частини корму для молочної та м’ясної худоби може зменшити витрати та покращити екологічний профіль цих виробничих систем.

Спочатку трохи довідкової інформації про ці галузі. Яловичина та молочні продукти є популярною та дуже поживною частиною нашого харчування, і процес їх виробництва в останні десятиліття стає все ефективнішим. З 1 року кількість м’яса, виробленого на одну тварину, зросла приблизно на 1960% на рік і тепер майже в 1.7 рази перевищує показник 1950-х років. З 1980-х років надої молока на одну корову зросли втричі. Ця підвищена ефективність означає, що виробництво цих харчових продуктів тепер потребує менше ресурсів на одиницю харчових продуктів і робить це з меншим екологічним слідом.

Значну частину цього прогресу можна віднести до більш складних програм розведення. Значна частина прогресу, що залишився, була досягнута завдяки оптимізації дієт, на яких ці дуже гнучкі тварини можуть процвітати. Це називається ефективністю використання корму – скільки фунтів м’яса чи молока можна отримати на фунт корму. Одним із основних варіантів корму для великої рогатої худоби є кукурудза, яка подається у вигляді зерна або у формі силосу, виготовленого з цілої рослини. Обидва є важливими варіантами для раціону більшості дійних корів. Після того, як більшу частину свого життя велика рогата худоба вирощувалася на пасовищах, її переміщують на відгодівельні майданчики для «фінішної» стадії, де її також часто годують кукурудзою або силосом. Хоча ці тенденції у виробництві яловичини та молока дуже позитивні, завжди є місце для подальшого вдосконалення, і саме тут кукурудза Enogen вписується в систему.

Кукурудзу Enogen було розроблено за допомогою генної інженерії для додавання гена для ферменту альфа-амілази, який розщеплює крохмаль на цукрові компоненти. Ген експресується лише в ендоспермі ядер і не виявляється в листі чи пилку. Це поширений тип ферменту – наприклад, ми, люди, виділяємо фермент амілазу в слину, а потім він потрапляє в нашу травну систему, щоб вивільнити енергію з продуктів, що містять крохмаль, таких як картопля, макарони або кукурудзяне борошно. Амілаза в кукурудзі Enogen є особливо міцною версією, яка залишається стабільною та активною в широкому діапазоні умов. Він розщеплює кукурудзяний крохмаль до цукрів, які потім можуть використовуватися дріжджами для бродіння біопалива для виробництва етанолу. Він ефективніше та ефективніше виконує функцію доданих ферментів з іншого джерела. Ця технологія вперше була схвалена для комерційних продажів у 2011 році.

Кукурудза Enogen «зберігає ідентичність» у зерновому бізнесі, оскільки існують певні сфери використання кукурудзи, для яких розщеплення крохмалю було б проблемою. Це означає, що всі засаджені поля відстежуються, щоб їх можна було скеровувати лише для відповідних видів використання. Ця кукурудза спочатку не була призначена для використання як прямий корм для тварин, але її безпека була підтверджена, коли ця властивість проходила через обширний процес регулювання, необхідний для трансгенних біотехнологічних ознак.

Починаючи приблизно з 2013 року, було проведено кілька додаткових досліджень, щоб з’ясувати, чи мала ця властивість якийсь вплив, якщо її використовувати для годування тварин. На підставі обнадійливих попередніх даних все більше і більше роботи проводилося за допомогою вчених-зоотехніків і ряду державних установ. Те, що було знайдено, було дещо несподіванкою, але в ретроспективі зрозуміло, що коровам може знадобитися допомога в перетравленні крохмалю, оскільки він не є основною частиною раціону їхніх предків. Як для молочної, так і для м’ясної худоби кількість молока або м’яса, вироблених на фунт корму, збільшується приблизно на 5%, якщо частина цього корму складається з зерна або силосу, виготовленого з кукурудзи Enogen. Академічні дослідники з Університету штату Небраска та Університету штату Канзас також задокументували підвищення «загальної засвоюваності в тракті» та «зменшення виділення калу» (наприклад, менше калу). Дослідження, проведене в Університеті штату Пенсільванія з використанням 40% силосу на основі еногену в молочному кормі, задокументувало зниження інтенсивності викидів метану на 7.2% і підвищення ефективності використання корму на 5.4%, але якість молока залишилася незмінною.

Економічне та екологічне значення переваг корму Enogen було оцінено відділом тваринництва та молочних наук Університету Вісконсін-Медісон та агрономією разом з лабораторією Рок-Рівер. Вони розглядали вміст молока та очікуваний дохід, а також витрати на кукурудзяний силос. Вони виявили, що, використовуючи кукурудзу Enogen, молочний завод може заощадити від 132 до 208 доларів США на дійну корову на рік. Оскільки перехід на це джерело корму не порушить нічого іншого в їхній роботі, це привабливий варіант для молочних фермерів. Цей незалежний аналіз також включав оцінку життєвого циклу (LCA), проведену Sustainable Solutions Corporation, яка кількісно оцінила кілька екологічних переваг. Вони описані нижче на основі того, що вони означатимуть на рік для стада з 1000 дійних корів:

· Зменшення викидів парникових газів більш ніж на 1.4 мільйона кілограмів CO2 еквіваленту, що еквівалентно виведенню з дороги 314 легкових автомобілів

· Зменшення землекористування на 249 акрів – еквівалент 189 футбольних полів у США

· Скорочення споживання води на 13 мільйонів галонів – достатньо, щоб наповнити 21 олімпійський басейн

· Енергозбереження 220,000 19 кВт-годин – достатньо для живлення XNUMX середніх будинків у США

Аналогічний ДМС для виробництва яловичини було проведено Центром стійкості Університету Арканзасу щодо ефектів корму Enogen у вигляді сухої плющеної кукурудзи в раціоні для худоби на завершальному відгодівлі. У цьому аналізі викиди парникових газів зменшилися на 5.8%, споживання викопного палива на 6%, землекористування на 6.1% і вода на 5.6%.

Станом на сьогоднішній день, за оцінками Syngenta, 1.1 мільйона голів великої рогатої худоби отримують корми на основі еногену, 45% з них у галузі яловичини та 55% у молочній промисловості. Очікується, що ці цифри зростуть із більшим впровадженням у західній частині США, де кукурудза із Середнього Заходу є значною частиною кормів. Оскільки в США є 9.5 мільйонів молочних корів і 15 мільйонів великої рогатої худоби, існує великий потенціал для розширення цих переваг.

Додаткова перевага кукурудзи Enogen пов’язана з процесом приготування силосу. Кукурудзу можна збирати цілою рослиною, подрібнювати, спресувати та накривати, щоб полегшити процес бродіння протягом кількох місяців. Силосування — це спосіб, за допомогою якого кукурудзяний крохмаль стає більш засвоюваним великою рогатою худобою та травною мікрофлорою, яка допомагає перетворювати крохмаль на цукор, але може знадобитися від 4 до 6 місяців, щоб звичайний кукурудзяний силос досяг достатнього рівня засвоюваності крохмалю, тобто безпечний для годування великої рогатої худоби. З кукурудзою Enogen було виявлено, що силос можна використовувати як корм для тварин після значно коротшого часу «силосування» та мати ті ж переваги щодо ефективності корму. Така гнучкість може допомогти фермерам підтримувати стабільну програму годівлі протягом року. У зерновій кукурудзі переваги Enogen спостерігаються у простих подрібнених зернах, а також у «паровій обробці пластівців», що є більш енергоємним способом підвищення засвоюваності крохмалю, який особливо популярний у південно-західних і західних штатах, тому Enogen може вписатися в будь-яка існуюча програма.

Еногенна кукурудза продовжує широко використовуватися для виробництва біоетанолу, який є значним внеском у декарбонізацію транспортного сектору шляхом змішування для автомобільного палива та потенційно для використання в перероблені дизельні двигуни. Білок, отриманий у результаті використання врожаю кукурудзи, використовується для годування тварин, а кукурудзяну олію можна використовувати багатьма способами. На щастя, є ще багато кукурудзи, доступної для використання в харчових продуктах і кормах, і завдяки цьому випадково відкритому використанню технології Enogen ця пропозиція може бути ще більшою, ніж раніше.