"Serendipity" – bioetanoolitööstuse jaoks välja töötatud tehnoloogial on veiseliha- ja piimatootmise jaoks majanduslikku ja keskkonnaalast kasu

Suurem osa USA-s kasvatatavast maisist on täiustatud biotehnoloogia abil, et pakkuda kaitset putukakahjustuste ja/või herbitsiiditaluvuse eest. Putukate resistentsuse tunnusel on täiendav eelis, kuna see vähendab teravilja mükotoksiinidega saastumist, ja herbitsiiditaluvus on aidanud laiendada otsekülvi meetodite kasutamist, mis on kesksel kohal kasvatussüsteemides, mille tulemuseks on süsiniku neto sidumine põllumajandusmuldades. Syngenta Enogeni kaubamärgi all müüdaval maisil on veel üks biotehnoloogiline omadusSYT
Seemned ja see töötati algselt välja bioetanooli tootmise efektiivsuse tõstmiseks. Louis Pasteur ütles kord: "juhus soosib ettevalmistatud meelt" ja see nähtus ilmnes avastuses, et kui seda sama tüüpi maisi kasutatakse piima- ja lihaveiste sööda osana, võib see vähendada kulusid ja parandada nende tootmissüsteemide keskkonnaprofiili.

Kõigepealt nende tööstusharude taust. Veiseliha ja piimatooted on meie toiduvarude populaarne ja kõrge toiteväärtusega osa ning nende valmistamise protsess on viimastel aastakümnetel muutunud järjest tõhusamaks. Looma kohta toodetud liha kogus on alates 1. aastast kasvanud umbes 1960% aastas ja on praegu ligi 1.7 korda suurem kui 1950. aastatel. Lehma kohta toodetud piima kogus on alates 1980. aastatest kasvanud kolm korda. Suurenenud tõhusus tähendab, et nende toitude tootmine nõuab nüüd vähem ressursse toiduühiku kohta ja teeb seda väiksema keskkonnajalajäljega.

Märkimisväärse osa sellest edust võib seostada keerukamate aretusprogrammidega. Suur osa järelejäänud edusammudest on tulnud nende väga paindlike loomade toitumise optimeerimise kaudu. Seda nimetatakse söödakasutuse efektiivsuseks – mitu naela liha või piima saab toota ühe kilo sööda kohta. Üks peamisi veiste söödavõimalusi on maisi, mida pakutakse kas teraviljana või kogu taimest koosneva silona. Mõlemad on enamiku piimalehmade toitumise jaoks olulised valikud. Pärast seda, kui lihaveiseid on suure osa oma elust karjamaal kasvatatud, viiakse nad "viimistlusjärgus" söödaplatsidele, kus neid söödetakse sageli ka teraviljamaisi või siloga. Kuigi need veiseliha ja piimatoodete suundumused on väga positiivsed, on alati ruumi veelgi paremaks muuta ja see on koht, kus Enogen mais sobib süsteemi.

Enogen mais töötati välja geenitehnoloogia abil, et lisada ensüümi alfa-amülaasi geen, mis lagundab tärklise suhkrukomponentideks. Geen ekspresseerub ainult tuumade endospermis ja pole lehtedes ega õietolmus tuvastatav. See on tavaline ensüümi tüüp – näiteks meie, inimesed, eritame süljes ensüümi amülaas, mis seejärel läheb meie seedesüsteemi, et vabastada energiat tärklist sisaldavatest toiduainetest, nagu kartul, pasta või maisijahu. Enogen maisis sisalduv amülaas on eriti vastupidav versioon, mis jääb stabiilseks ja aktiivseks paljudes tingimustes. See lagundab maisitärklise suhkruteks, mida pärm saab seejärel kasutada biokütuse kääritamisel etanooli tootmiseks. See täidab tõhusamalt ja tõhusamalt mõnest muust allikast pärit lisatud ensüümide funktsiooni. See tehnoloogia kiideti esmakordselt kommertsmüügiks heaks 2011. aastal.

Enogeense maisi identiteet on teraviljaäris säilinud, kuna maisil on teatud kasutusalasid, mille puhul tärklise lagundamine oleks probleem. See tähendab, et kõiki istutatud põlde jälgitakse, nii et neid saab suunata ainult sobivasse allavoolu. See mais ei olnud algselt ette nähtud kasutamiseks otsese loomasöödana, kuid selle ohutus leidis kinnitust, kui see omadus läbis ulatuslikku regulatiivset protsessi, mis on vajalik transgeensete biotehnoloogiliste tunnuste jaoks.

Alates 2013. aasta paiku viidi läbi mõned täiendavad uuringud, et uurida, kas sellel omadusel on mingeid mõjusid, kui seda kasutataks loomade söötmiseks. Julgustavatele esialgsetele andmetele tuginedes tehti loomateadlaste ja mitmete avalike institutsioonide abiga järjest rohkem tööd. See, mis leiti, oli pisut üllatav, kuid tagantjärele mõeldes on loogiline, et lehmad võiksid tärklise seedimisel aidata, kuna see ei ole nende esivanemate toitumise põhiosa. Nii piima- kui ka lihaveiste puhul suureneb ühe kilo sööda kohta toodetud piima või liha kilode arv ligikaudu 5%, kui osa sellest söödast on kas Enogeni maisiga valmistatud teravili või silo. Nebraska ülikooli ja Kansase osariigi ülikooli akadeemilised teadlased on samuti dokumenteerinud suurenenud "kogu trakti seeduvuse" ja "vähenenud väljaheite eritumise" (nt vähem kakat). Pennsylvania osariigi ülikoolis läbi viidud uuring, milles kasutati 40% enogeenil põhinevat silo piimasöödas, dokumenteeris metaani emissiooni intensiivsuse vähenemise 7.2% ja sööda kasutamise efektiivsuse 5.4% võrra, kuid piima kvaliteet jäi muutumatuks.

Enogeni sööda eeliste majanduslikku ja keskkonnaalast tähtsust hindasid Wisconsini-Madisoni ülikooli looma- ja piimateaduste ning agronoomia osakonnad koos Rock Riveri laboriga. Nad vaatasid piimasisaldust ja eeldatavat tulu ning maisisilo kulusid. Nad leidsid, et Enogeni maisi kasutades võib meierei säästa 132–208 dollarit lüpsilehma kohta aastas. Kuna sellele söödaallikale üleminek ei segaks nende tegevust midagi muud, on see piimatootjate jaoks atraktiivne valik. See sõltumatu analüüs hõlmas ka Sustainable Solutions Corporationi läbi viidud olelustsükli hindamist (LCA), mis kvantifitseeris mitmeid keskkonnaeelisi. Neid kirjeldatakse allpool selle põhjal, mida need tähendaksid aastas 1000 lüpsilehmaga karja puhul:

· Kasvuhoonegaaside heitkoguste vähendamine enam kui 1.4 miljoni kilogrammi CO2 ekvivalendi võrra – võrdne 314 sõiduauto teelt välja viimisega

· Maakasutuse vähendamine 249 aakri võrra – samaväärne 189 USA jalgpalliväljakuga

· Veetarbimise vähendamine 13 miljoni galloni võrra – sellest piisab 21 olümpiabasseini täitmiseks

· Energiasääst 220,000 19 kW tundi – piisav XNUMX keskmise USA kodu toiteks

Sarnane LCA Veiseliha tootmiseks viidi läbi Arkansase Ülikooli Vastupanuvõime Keskus Enogen sööda mõjude kohta kuivvaltsitud maisi söödakarja viimistlemisel. Selles analüüsis vähenes kasvuhoonegaaside heitkogus 5.8%, fossiilkütuste tarbimine 6%, maakasutus 6.1% ja veekasutus 5.6%.

Tänase seisuga on Syngenta hinnangul Enogenil põhineva sööda peal 1.1 miljonit veist, millest 45% on veisetööstuses ja 55% piimatööstuses. Eeldatakse, et need arvud suurenevad USA lääneosas, kus Kesk-Läänest pärit mais moodustab olulise osa söödavarust. Kuna USA-s on 9.5 miljonit lüpsilehma ja 15 miljonit lihaveist, on nende eeliste laiendamiseks palju potentsiaali.

Enogeni maisi täiendav eelis on seotud silo valmistamise protsessiga. Maisi võib koristada terve taimena, tükeldada, kokku pressida ja katta, et hõlbustada mitme kuu kestvat käärimisprotsessi. Sileerimine on viis, kuidas maisitärklist muudab seeditavamaks veised ja seedimise mikrofloora, mis aitab muuta tärklist suhkruteks, kuid tavapärase maisisilo piisava tärklise seeduvuse taseme saavutamiseks võib kuluda kuni 4–6 kuud. ohutu veistele söötmiseks. Enogeni maisi puhul leiti, et silo saab kasutada loomasöödana pärast palju lühemat "ensilisatsiooni" aega ja sellel on endiselt samad söödatõhususe eelised. See paindlikkus võib aidata põllumajandustootjatel säilitada ühtlast söötmisprogrammi aastaringselt. Teravilja maisi puhul ilmnevad Enogeni eelised lihtsate pragunenud tuumade puhul ja ka "auru-helveste töötlemisel", mis on energiamahukam viis tärklise seeduvuse suurendamiseks, mis on eriti populaarne edela- ja lääneosariikides, nii et Enogen sobib mis tahes olemasolevat programmi.

Enogen maisi kasutatakse jätkuvalt laialdaselt bioetanooli tootmiseks, mis aitab oluliselt kaasa transpordisektori dekarboniseerimisele autokütuste segamise kaudu ja võib nüüd olla kasutusel ümberehitatud diiselmootorid. Sellest maisikultuurist saadud valku kasutatakse loomasöödas ja maisiõli saab kasutada mitmel viisil. Õnneks on toiduks ja söödaks veel palju maisi saadaval ning enogeeni tehnoloogia ootamatult avastatud kasutamisega võib see tarne ulatuda veelgi kaugemale kui varem.