„Egy serénység” – A bioetanol-ipar számára kifejlesztett technológia gazdasági és környezeti előnyökkel jár a marhahús- és tejtermékgyártás számára

Az Egyesült Államokban termesztett kukorica nagy részét biotechnológiával javították, hogy védelmet nyújtsanak a rovarok okozta károk ellen és/vagy a gyomirtószer-toleranciát. A rovarokkal szembeni rezisztencia tulajdonság további előnye, hogy csökkenti a gabona mikotoxin-szennyezettségét, és a herbicid tolerancia tulajdonság hozzájárult a talajművelés nélküli gazdálkodási módszerek használatának kiterjesztéséhez, amelyek központi szerepet töltenek be a termesztési rendszerekben, amelyek nettó szénmegkötést eredményeznek a mezőgazdasági talajokban. Van egy másik biotechnológiai tulajdonság is a Syngenta által Enogen márkanév alatt értékesített kukoricábanSYT
Magvak és eredetileg a bioetanol termelés hatékonyságának fokozására fejlesztették ki. Louis Pasteur mondta egyszer: „a véletlen a felkészült elmének kedvez”, és ez a jelenség abban a felfedezésben játszódik le, hogy ha ugyanezt a kukoricát tej- és húsmarhák takarmányaként használják, az csökkentheti a költségeket és javíthatja a termelési rendszerek környezeti profilját.

Először egy kis háttér ezekről az iparágakról. A marhahús és a tejtermékek élelmiszerellátásunk kedvelt és rendkívül tápláló részét képezik, gyártásuk folyamata az elmúlt évtizedekben egyre hatékonyabb. Az egy állatra jutó hús mennyisége 1 óta körülbelül évi 1960%-kal nőtt, és mára közel 1.7-szerese az 1950-es évekbelinek. Az 1980-as évek óta háromszorosára nőtt az egy tehénre jutó tej mennyisége. Ez a megnövekedett hatékonyság azt jelenti, hogy ezen élelmiszerek előállítása kevesebb erőforrást igényel élelmiszeregységenként, és ez kisebb környezeti lábnyom mellett történik.

Ennek az előrelépésnek jelentős része a kifinomultabb tenyésztési programoknak tudható be. A hátralévő haladás nagy része azoknak a takarmányoknak az optimalizálása révén történt, amelyeken ezek a nagyon rugalmas állatok boldogulhatnak. Ezt takarmányfelhasználás-hatékonyságnak nevezik – hány kiló hús vagy tej állítható elő egy font takarmányonként. A szarvasmarhák egyik fő takarmányozási lehetősége a kukorica, amelyet gabonaként vagy az egész növényből készült szilázs formájában biztosítanak. Mindkettő fontos opció a legtöbb tejelő tehén étrendjéhez. Miután a húsmarhákat életük nagy részében legelőkön nevelték, a „befejező” szakaszban takarmánytelepekre viszik őket, ahol gyakran gabonakukoricával vagy szilázssal is etetik őket. Bár ezek a marhahús- és tejtermékek trendjei nagyon pozitívak, mindig van hová fejlődni, és az Enogen kukorica itt illeszkedik a rendszerbe.

Az Enogen kukoricát géntechnológiával fejlesztették ki, hogy hozzáadják az alfa-amiláz enzim génjét, amely a keményítőt cukorkomponensekre bontja. A gén csak a magok endospermiumában expresszálódik, és nem mutatható ki a levelekben vagy a pollenben. Ez egy gyakori típusú enzim – például mi, emberek amiláz enzimet választunk ki a nyálunkban, majd az emésztőrendszerünkbe kerül, hogy energiát szabadítson fel a keményítőt tartalmazó élelmiszerekből, például burgonyából, tésztából vagy kukoricalisztből. Az Enogen kukoricában található amiláz egy különösen robusztus változat, amely stabil és aktív marad a körülmények széles körében. A kukoricakeményítőt cukrokká emészti fel, amelyeket az élesztő bioüzemanyag-erjesztés során felhasználhat etanol előállítására. Hatékonyabban és hatékonyabban szolgálja a más forrásból hozzáadott enzimek funkcióját. Ezt a technológiát először 2011-ben engedélyezték kereskedelmi forgalomba.

Az enogen kukorica „azonossága megmarad” a gabonaüzletben, mert a kukoricának vannak bizonyos felhasználási területei, amelyeknél a keményítő lebontása problémát jelentene. Ez azt jelenti, hogy az összes beültetett területet nyomon követik, így azokat csak a megfelelő, későbbi felhasználásra lehet terelni. Ezt a kukoricát eredetileg nem direkt takarmányozásra szánták, de biztonságosságát megerősítették, amikor ez a tulajdonság a transzgénikus biotechnológiai tulajdonságokhoz szükséges kiterjedt szabályozási folyamaton ment keresztül.

2013 körül további vizsgálatokat végeztek annak megvizsgálására, hogy ennek a tulajdonságnak van-e bármilyen hatása, ha állatok etetésére használnák. A biztató előzetes adatok alapján egyre több munka zajlott állattudósok és számos közintézmény segítségével. Amit találtak, az kissé meglepő volt, de utólag visszatekintve logikus, hogy a tehenek segíthetnek a keményítő emésztésében, mivel ez nem volt őseik étrendjének fő része. Mind a tejelő, mind a húsmarha esetében körülbelül 5%-kal nő a takarmány kilogrammonként termelt tej vagy hús mennyisége, ha a takarmány egy része gabona vagy Enogen kukoricával készült szilázs. A Nebraska Egyetem és a Kansas State University akadémikusai szintén dokumentálták a megnövekedett „teljes traktus emészthetőségét” és „csökkent székletkibocsátását” (pl. kevesebb kaki). A Pennsylvania Állami Egyetemen végzett tanulmány, amelyben 40%-os enogén alapú szilázst tartalmazott tejtakarmányban, 7.2%-kal csökkentette a metánkibocsátás intenzitását és 5.4%-kal jobb a takarmányfelhasználás hatékonysága, de a tej minősége változatlan maradt.

Az Enogen takarmányozási előnyeinek gazdasági és környezeti jelentőségét a Wisconsin-Madison Egyetem Állat- és Tejtudományi és Agronómiai Tanszéke, valamint a Rock River Laboratory értékelte. Megnézték a tejtartalmat és a várható bevételt, valamint a kukoricaszilázs költségeit. Azt találták, hogy az Enogen kukorica használatával egy tejüzem fejőstehénenként 132-208 dollárt takaríthat meg évente. Mivel az erre a takarmányforrásra való átállás semmi mást nem zavarna működésükben, ez vonzó lehetőség a tejtermelők számára. Ez a független elemzés a Sustainable Solutions Corporation által végzett életciklus-értékelést (LCA) is tartalmazta, amely számos környezeti előnyt számszerűsített. Ezeket az alábbiakban ismertetjük annak alapján, hogy mit jelentenek évente egy 1000 fejőstehénből álló állomány esetében:

· Az üvegházhatást okozó gázok kibocsátásának több mint 1.4 millió kilogramm CO2-egyenérték csökkenése – ami 314 személygépjármű eltávolításának felel meg

· A földhasználat 249 hektáros csökkentése – ami 189 amerikai futballpályának felel meg

· A vízfelhasználás 13 millió gallonnal történő csökkentése – ez 21 olimpiai uszoda feltöltésére elegendő

· 220,000 19 kW óra energiamegtakarítás – elegendő XNUMX átlagos amerikai otthon energiaellátásához

Hasonló LCA A marhahústermeléshez az Arkansas Egyetem Resiliencia Központja végezte az Enogen takarmány hatásait szárazon hengerelt kukoricaként a takarmányozási szarvasmarhák takarmányában. Az elemzés szerint az üvegházhatású gázok kibocsátása 5.8%-kal, a fosszilis tüzelőanyag-fogyasztás 6%-kal, a földhasználat 6.1%-kal és a vízhasználat 5.6%-kal csökkent.

A Syngenta becslése szerint ma 1.1 millió szarvasmarha él Enogen alapú takarmányon, a marhahúsiparban lévők 45%-a és a tejtermékek 55%-a. Ezek a számok várhatóan növekedni fognak az Egyesült Államok nyugati részén, ahol a középnyugati kukorica a takarmányellátás jelentős részét képezi. Mivel az Egyesült Államokban 9.5 millió tejelő tehén és 15 millió húsmarha él, sok lehetőség van ezen előnyök kiterjesztésére.

Az Enogen kukorica további előnye a szilázs előállítási folyamata. A kukoricát egész növényként lehet betakarítani, feldarabolni, préselni és letakarni, hogy megkönnyítse a több hónapon át tartó erjedési folyamatot. A silózással a kukoricakeményítőt jobban emészthetővé teszik a szarvasmarhák és az emésztőrendszer mikroflórája, amelyek elősegítik a keményítő cukrokká történő átalakítását, de akár 4-6 hónapig is eltarthat, amíg a hagyományos kukoricaszilázs eléri a keményítő emészthetőségének megfelelő szintjét. biztonságos a szarvasmarhák takarmányozása. Az Enogen kukoricánál azt találták, hogy a szilázs sokkal rövidebb „enyhülési” idő után takarmányként használható, és továbbra is ugyanazokkal a takarmányhatékonysági előnyökkel rendelkezik. Ez a rugalmasság segítheti a gazdálkodókat abban, hogy az év során állandó takarmányozási programot tartsanak fenn. A szemes kukoricánál az Enogen előnyei az egyszerű repedt szemeknél és a „gőzpehely feldolgozásnál” is megmutatkoznak, amely energiaigényesebb módja a keményítő emészthetőségének növelésének, amely különösen a délnyugati és nyugati államokban népszerű, így az Enogen beilleszthető bármely létező program.

Az enogen kukoricát továbbra is széles körben használják bioetanol előállítására, amely jelentős mértékben hozzájárul a közlekedési ágazat szén-dioxid-mentesítéséhez az autóüzemanyagokhoz való keverés révén, és potenciálisan jelenleg is használható átalakított dízelmotorok. A kukoricatermés felhasználásából származó fehérjét állati takarmányban használják fel, a kukoricaolaj pedig sokféleképpen felhasználható. Szerencsére még mindig rengeteg kukorica áll rendelkezésre élelmiszer- és takarmányfelhasználásra, és az Enogen-technológiának ezzel a szerencsétlenül felfedezett alkalmazásával ez a kínálat még messzebbre nyúlhat, mint korábban.