„Serendipity“ – bioetanolio pramonei sukurta technologija turi ekonominę ir ekologinę naudą jautienos ir pieno gamybai

Dauguma JAV auginamų kukurūzų buvo patobulinti naudojant biotechnologijas, siekiant apsaugoti nuo vabzdžių žalos ir (arba) herbicidų tolerancijos. Atsparumo vabzdžiams bruožas turi papildomą naudą, nes sumažina grūdų užterštumą mikotoksinais, o herbicidų tolerancijos bruožas buvo naudingas plečiant bearimo ūkininkavimo metodus, kurie yra pagrindiniai auginimo sistemose, kurios lemia grynąją anglies sekvestraciją žemės ūkio dirvose. „Syngenta“ su „Enogen“ prekės ženklu parduodamuose kukurūzuose yra dar vienas biotechnologinis bruožasSYT
Sėklos ir iš pradžių buvo sukurta siekiant padidinti bioetanolio gamybos efektyvumą. Louis Pasteur kartą pasakė: „atsitiktinumas palankus pasiruošusiam protui“, ir šis reiškinys išryškėjo atradus, kad tos pačios rūšies kukurūzai naudojami kaip pieno ir mėsinių galvijų pašaro dalis gali sumažinti išlaidas ir pagerinti tų gamybos sistemų aplinkosauginį profilį.

Pirmiausia šiek tiek žinių apie šias pramonės šakas. Jautiena ir pieno produktai yra populiari ir labai maistinga mūsų maisto tiekimo dalis, o jų gamybos procesas pastaraisiais dešimtmečiais tampa vis efektyvesnis. Nuo 1 m. vienam gyvuliui pagaminamos mėsos kiekis padidėjo maždaug 1960 % per metus ir dabar yra beveik 1.7 karto didesnis nei šeštajame dešimtmetyje. Nuo devintojo dešimtmečio vienos karvės pagaminamo pieno kiekis išaugo tris kartus. Padidėjęs efektyvumas reiškia, kad šių maisto produktų gamybai dabar reikia mažiau išteklių vienam maisto vienetui ir tai daroma mažesne aplinka.

Didelė šios pažangos dalis gali būti siejama su sudėtingesnėmis veisimo programomis. Didžioji dalis likusios pažangos buvo pasiekta optimizavus racioną, pagal kurį šie labai lankstūs gyvūnai gali klestėti. Tai vadinama pašarų naudojimo efektyvumu – kiek svarų mėsos ar pieno gali susidaryti viename svaro pašaro. Vienas iš pagrindinių galvijams skirtų pašarų yra kukurūzai, tiekiami grūdų pavidalu arba siloso pavidalu, pagamintu iš viso augalo. Abu yra svarbūs daugelio melžiamų karvių mitybos variantai. Po to, kai didžiąją gyvenimo dalį mėsiniai galvijai buvo auginami ganyklose, jie perkeliami į šėryklas „baigimo“ stadijai, kur taip pat dažnai šeriami grūdiniais kukurūzais arba silosu. Nors šios jautienos ir pieno produktų tendencijos yra labai teigiamos, visada yra kur tobulėti, todėl Enogen kukurūzai tinka sistemai.

Enogen kukurūzai buvo sukurti naudojant genų inžineriją, siekiant pridėti fermento alfa amilazės geną, kuris skaido krakmolą į cukraus komponentus. Genas yra išreikštas tik branduolių endosperme ir nėra aptinkamas lapuose ar žiedadulkėse. Tai įprastas fermento tipas – pavyzdžiui, mes, žmonės, savo seilėse išskiriame amilazės fermentą, kuris vėliau patenka į mūsų virškinimo sistemą, kad išlaisvintų energiją iš krakmolo turinčių maisto produktų, tokių kaip bulvės, makaronai ar kukurūzų miltai. Enogen kukurūzuose esanti amilazė yra ypač tvirta versija, kuri išlieka stabili ir aktyvi įvairiomis sąlygomis. Jis skaido kukurūzų krakmolą į cukrų, kurį mielės gali panaudoti biokuro fermentacijos metu etanoliui gaminti. Jis veiksmingiau ir efektyviau atlieka pridėtų fermentų iš kito šaltinio funkciją. Ši technologija pirmą kartą buvo patvirtinta komerciniam pardavimui 2011 m.

Enogeniniai kukurūzai grūdų versle yra „išsaugomi“, nes yra tam tikrų kukurūzų naudojimo būdų, kuriems suskaidyti krakmolą būtų sunku. Tai reiškia, kad visi apsodinti laukai yra sekami, kad juos būtų galima nukreipti tik atitinkamam tolesniam naudojimui. Iš pradžių šie kukurūzai nebuvo skirti naudoti kaip tiesioginis gyvulių pašaras, tačiau jų saugumas buvo patvirtintas, kai šis požymis išgyveno platų reguliavimo procesą, reikalingą transgeninėms biotechnologinėms savybėms.

Maždaug nuo 2013 m. buvo atlikti papildomi tyrimai, siekiant išsiaiškinti, ar šis požymis turėjo kokį nors poveikį, jei jis būtų naudojamas šerti gyvūnus. Remiantis džiuginančiais preliminariais duomenimis, vis daugiau darbų buvo atlikta padedant gyvūnų mokslininkams ir kelioms viešosioms institucijoms. Tai, kas buvo rasta, šiek tiek nustebino, bet žvelgiant atgal, logiška, kad karvės galėtų padėti virškinti krakmolą, nes tai nėra pagrindinė jų protėvių dietos dalis. Tiek pieninių, tiek mėsinių galvijų pieno ar mėsos, pagaminamo kilogramo pašaro, kiekis padidėja maždaug 5 %, jei dalis tų pašarų yra grūdai arba silosas, pagamintas iš Enogen kukurūzų. Nebraskos universiteto ir Kanzaso valstijos universiteto akademiniai mokslininkai taip pat užfiksavo padidėjusį „viso trakto virškinamumą“ ir „sumažintą išmatų kiekį“ (pvz., mažiau išmatų). Pensilvanijos valstijos universitete atliktas tyrimas su 40 % enogeno pagrindu pagaminto siloso pieno pašaruose patvirtino, kad metano emisijos intensyvumas sumažėjo 7.2 % ir pašarų panaudojimo efektyvumas padidėjo 5.4 %, tačiau pieno kokybė nepasikeitė.

Enogen pašarų pranašumų ekonominę ir aplinkosauginę reikšmę įvertino Viskonsino-Madisono universiteto Gyvūnų ir pieno mokslų bei Agronomijos katedros kartu su Rock River laboratorija. Jie atsižvelgė į pieno kiekį ir numatomas pajamas bei kukurūzų siloso išlaidas. Jie nustatė, kad naudojant Enogen kukurūzus pieninė galėtų sutaupyti nuo 132 USD iki 208 USD už vieną melžiamą karvę per metus. Kadangi perėjimas prie šio pašarų šaltinio nieko daugiau nesutrikdys jų veiklos, tai patrauklus pasirinkimas pieno gamintojams. Ši nepriklausoma analizė taip pat apėmė gyvavimo ciklo vertinimą (LCA), kurį atliko Sustainable Solutions Corporation, kuris kiekybiškai įvertino kelis aplinkosaugos pranašumus. Jie aprašyti toliau, remiantis tuo, ką jie reikštų per metus bandai, kurioje yra 1000 melžiamų karvių:

· Šiltnamio efektą sukeliančių dujų sumažinimas daugiau nei 1.4 milijono kilogramų CO2 ekvivalentų – tai prilygsta 314 keleivinių transporto priemonių pašalinimui iš kelių

· Žemės naudojimo sumažinimas 249 akrais – tai atitinka 189 JAV futbolo aikšteles

· Vandens suvartojimas sumažintas 13 mln. galonų – užtenka užpildyti 21 olimpinį baseiną

· Sutaupoma 220,000 19 kW valandų – pakankamai energijos XNUMX vidutinių JAV namų

Panašus LCA jautienos gamybai atliko Arkanzaso universiteto Atsparumo centras dėl Enogen pašarų poveikio kaip sausų valcuotų kukurūzų pašarų galvijų racione. Ši analizė parodė, kad šiltnamio efektą sukeliančių dujų emisija sumažėjo 5.8 %, iškastinio kuro suvartojimas sumažėjo 6 %, žemė ir 6.1 % vandens.

Šiuo metu „Syngenta“ apskaičiavo, kad 1.1 mln. galvijų yra maitinami Enogeno pagrindu pagamintais pašarais, iš kurių 45 % yra jautienos pramonėje ir 55 % – pieninėje. Tikimasi, kad šie skaičiai padidės, kai bus daugiau pritaikyta vakarų JAV, kur kukurūzai iš vidurio vakarų sudaro didelę pašarų tiekimo dalį. Kadangi JAV yra 9.5 milijono melžiamų karvių ir 15 milijonų mėsinių galvijų, yra daug galimybių išplėsti šią naudą.

Papildomas Enogen kukurūzų pranašumas yra susijęs su siloso gamybos procesu. Kukurūzus galima skinti kaip visą augalą, susmulkinti, suspausti ir uždengti, kad būtų palengvintas fermentacijos procesas kelis mėnesius. Klijuojant kukurūzų krakmolą, galvijai ir virškinimo mikroflora padeda geriau virškinti kukurūzų krakmolą, padedantį krakmolą paversti cukrumi, tačiau gali užtrukti net 4–6 mėnesius, kol įprastas kukurūzų silosas pasiekia pakankamą krakmolo virškinamumo lygį. saugus šerti galvijams. Su Enogen kukurūzais buvo nustatyta, kad silosas gali būti naudojamas kaip gyvulių pašaras po daug trumpesnio „įsipūtimo“ laiko ir vis tiek turi tuos pačius pašarų efektyvumo pranašumus. Toks lankstumas galėtų padėti ūkininkams išlaikyti pastovią šėrimo programą ištisus metus. Kukurūzų grūdų pranašumai pastebimi naudojant paprastus įtrūkusius branduolius, taip pat naudojant „apdorojimą garais dribsniais“, kuris yra daug energijos reikalaujantis būdas padidinti krakmolo virškinamumą, ypač populiarus pietvakarių ir vakarų valstijose, todėl Enogen gali tilpti į bet kokia esama programa.

Enogeniniai kukurūzai ir toliau plačiai naudojami bioetanolio gamyboje, kuris labai prisideda prie transporto sektoriaus dekarbonizacijos, maišant automobilių degalus ir galbūt dabar gali būti naudojamas perdaryti dyzeliniai varikliai. Baltymai, gauti iš kukurūzų derliaus naudojimo, naudojami gyvulių pašarams, o kukurūzų aliejus gali būti naudojamas įvairiais būdais. Laimei, vis dar yra daug kukurūzų, skirtų maistui ir pašarams, ir naudojant šį siaubingai atrastą Enogen technologijos panaudojimą, tiekimas gali būti dar didesnis nei anksčiau.