«Инсульт счастливой случайности» — технология, разработанная для производства биоэтанола, имеет экономические и экологические преимущества для производства говядины и молочных продуктов

Большая часть кукурузы, выращиваемой в США, была улучшена с помощью биотехнологии, чтобы обеспечить защиту от повреждения насекомыми и/или устойчивость к гербицидам. Признак устойчивости к насекомым имеет дополнительное преимущество, заключающееся в снижении загрязнения зерна микотоксинами, а признак устойчивости к гербицидам сыграл важную роль в расширении использования методов нулевой обработки почвы, которые являются центральными для систем выращивания, которые приводят к чистой секвестрации углерода в сельскохозяйственных почвах. Есть еще одна биотехнологическая особенность кукурузы, продаваемой под брендом Enogen компанией Syngenta.SYT
Seeds и изначально был разработан для повышения эффективности производства биоэтанола. Луи Пастер однажды сказал: «случай благоволит подготовленному разуму», и это явление проявилось в открытии того, что использование одного и того же типа кукурузы в качестве корма для молочного и мясного скота может снизить затраты и улучшить экологический профиль этих производственных систем.

Сначала немного информации об этих отраслях. Говядина и молочные продукты являются популярной и очень питательной частью нашего продовольственного снабжения, и процесс их производства в последние десятилетия становится все более и более эффективным. Количество мяса, производимого на одно животное, увеличивалось примерно на 1% в год с 1960 года и сейчас почти в 1.7 раза больше, чем в 1950-х годах. Количество молока, производимого на одну корову, увеличилось в три раза с 1980-х годов. Эта повышенная эффективность означает, что производство этих продуктов теперь требует меньше ресурсов на единицу продукта и делает это с меньшим воздействием на окружающую среду.

Значительную часть этого прогресса можно отнести к более сложным программам разведения. Большая часть оставшегося прогресса была достигнута за счет оптимизации рациона, на котором могут процветать эти очень гибкие животные. Это называется эффективностью использования корма – сколько фунтов мяса или молока можно получить на один фунт корма. Одним из основных вариантов корма для крупного рогатого скота является кукуруза, поставляемая либо в виде зерна, либо в виде силоса, приготовленного из цельного растения. Оба являются важными вариантами рациона большинства молочных коров. После того, как мясной скот провел большую часть своей жизни на пастбищах, его переводят на откормочные площадки для «откормочной» стадии, где его также часто кормят зерновой кукурузой или силосом. Хотя эти тенденции в отношении говядины и молочных продуктов очень позитивны, всегда есть возможности для дальнейшего улучшения, и именно здесь кукуруза Enogen вписывается в систему.

Кукуруза Enogen была разработана с использованием генной инженерии, чтобы добавить ген фермента альфа-амилазы, который расщепляет крахмал на его сахарные компоненты. Ген экспрессируется только в эндосперме зерен и не обнаруживается в листьях или пыльце. Это распространенный тип фермента — например, мы, люди, выделяем фермент амилазу в своей слюне, а затем он попадает в нашу пищеварительную систему, чтобы высвободить энергию из продуктов, содержащих крахмал, таких как картофель, макароны или кукурузная мука. Амилаза в кукурузе Enogen является особенно надежной версией, которая остается стабильной и активной в широком диапазоне условий. Он переваривает кукурузный крахмал в сахара, которые затем могут быть использованы дрожжами при ферментации биотоплива для производства этанола. Он более эффективно и продуктивно выполняет функцию добавленных ферментов из какого-либо другого источника. Эта технология была впервые одобрена для коммерческих продаж в 2011 году.

Кукуруза Enogen «сохраняет идентичность» в зерновом бизнесе, потому что есть определенные виды использования кукурузы, для которых расщепление крахмала может быть проблемой. Это означает, что все засеянные поля отслеживаются, поэтому их можно направить только для соответствующих последующих целей. Эта кукуруза изначально не предназначалась для использования в качестве прямого корма для животных, но ее безопасность была подтверждена, когда этот признак проходил обширный процесс регулирования, необходимый для трансгенных биотехнологических признаков.

Примерно с 2013 года были проведены некоторые дополнительные исследования, чтобы выяснить, оказывает ли эта черта какое-либо влияние, если ее использовать для кормления животных. На основании обнадеживающих предварительных данных с помощью ученых-зоотехников и ряда общественных учреждений проводилась все большая и большая работа. То, что было обнаружено, было немного неожиданностью, но, оглядываясь назад, становится понятно, что коровам может понадобиться помощь в переваривании крахмала, поскольку он не является основной частью их предкового рациона. Как для молочного, так и для мясного скота количество фунтов молока или мяса, которое производится на фунт корма, увеличивается примерно на 5%, если часть этого корма представляет собой либо зерно, либо силос, приготовленный из кукурузы Enogen. Академические исследователи из Университета штата Небраска и Канзасского государственного университета также зафиксировали повышенную «общую усвояемость» и «снижение выделения фекалий» (например, меньшее количество какашек). Исследование, проведенное в Университете штата Пенсильвания с использованием 40 % силоса на основе эногена в молочных кормах, зафиксировало снижение интенсивности выбросов метана на 7.2 % и повышение эффективности использования корма на 5.4 %, но качество молока осталось неизменным.

Экономическая и экологическая значимость преимуществ кормов Enogen была оценена отделами животноводства и молочных наук и агрономии Университета Висконсин-Мэдисон вместе с лабораторией Rock River. Они смотрели на содержание молока и ожидаемый доход, а также на затраты на кукурузный силос. Они обнаружили, что, используя кукурузу Enogen, молочная ферма может сэкономить от 132 до 208 долларов на дойную корову в год. Поскольку переход на этот источник корма не нарушил бы их работу, это привлекательный вариант для молочных фермеров. Этот независимый анализ также включал оценку жизненного цикла (LCA), проведенную корпорацией «Sustainable Solutions Corporation», которая позволила количественно оценить несколько экологических преимуществ. Они описаны ниже на основе того, что они будут означать в год для стада с 1000 дойными коровами:

· Сокращение выбросов парниковых газов более чем на 1.4 миллиона килограммов в эквиваленте CO2, что эквивалентно снятию с дорог 314 легковых автомобилей.

· Сокращение площади землепользования на 249 акров, что эквивалентно 189 футбольным полям США.

· Сокращение потребления воды на 13 миллионов галлонов – достаточно, чтобы заполнить 21 олимпийский бассейн

· Энергосбережение в размере 220,000 19 кВт·ч – достаточно для питания XNUMX средних домов в США.

Аналогичный LCA для производства говядины было проведено Центром устойчивости Университета Арканзаса для изучения влияния корма Enogen в виде сухой плющеной кукурузы на рацион откормочного скота. В этом анализе было отмечено сокращение выбросов парниковых газов на 5.8%, потребление ископаемого топлива на 6%, использование земли на 6.1% и использование воды на 5.6%.

На сегодняшний день, по оценкам Syngenta, 1.1 миллиона голов крупного рогатого скота питаются кормами на основе Enogen, 45% из них в мясной промышленности и 55% в молочной промышленности. Ожидается, что эти цифры будут расти по мере роста популярности кукурузы на западе США, где кукуруза со Среднего Запада составляет значительную часть поставок кормов. Поскольку в США насчитывается 9.5 миллионов молочных коров и 15 миллионов мясных пород крупного рогатого скота, существует большой потенциал для расширения этих преимуществ.

Дополнительным преимуществом кукурузы Enogen является процесс приготовления силоса. Кукурузу можно собрать целиком, нарезать, спрессовать и накрыть, чтобы облегчить процесс ферментации в течение нескольких месяцев. Силосование — это способ, с помощью которого кукурузный крахмал становится более усвояемым для крупного рогатого скота и пищеварительной микрофлоры, которые помогают преобразовывать крахмал в сахара, но обычному кукурузному силосу может потребоваться от 4 до 6 месяцев, чтобы достичь достаточного уровня усвояемости крахмала, который безопасно скармливать крупному рогатому скоту. Что было обнаружено с кукурузой Enogen, так это то, что силос можно использовать в качестве корма для животных после гораздо более короткого времени «силосования» и при этом иметь те же преимущества в эффективности корма. Такая гибкость может помочь фермерам поддерживать постоянную программу кормления в течение всего года. В случае с зерновой кукурузой преимущества Эногена проявляются в простых треснувших зернах, а также в «обработке паром-хлопьями», которая является более энергоемким способом повышения усвояемости крахмала, что особенно популярно в Юго-Западных и Западных штатах, поэтому Эноген может вписаться в любая существующая программа.

Кукуруза Enogen по-прежнему широко используется для производства биоэтанола, который вносит значительный вклад в обезуглероживание транспортного сектора за счет смешивания с автомобильным топливом и, возможно, теперь для использования в переделанные дизельные двигатели. Белок, полученный в результате такого использования урожая кукурузы, используется в кормах для животных, а кукурузное масло можно использовать по-разному. К счастью, все еще есть много кукурузы, доступной для пищевых и кормовых целей, и с этим случайно обнаруженным использованием технологии Enogen эти поставки могут пойти даже дальше, чем раньше.