„O lovitură de serendipitate” – O tehnologie dezvoltată pentru industria bioetanolului are beneficii economice și de mediu pentru producția de carne de vită și de lactate

Majoritatea porumbului cultivat în SUA a fost îmbunătățit folosind biotehnologia pentru a oferi protecție împotriva daunelor cauzate de insecte și/sau toleranță la erbicide. Trăsătura de rezistență la insecte are avantajul suplimentar de a reduce contaminarea cu micotoxine a boabelor, iar trăsătura de toleranță la erbicide a jucat un rol esențial în extinderea utilizării metodelor de cultivare fără cultivare, care sunt esențiale pentru sistemele de creștere care au ca rezultat sechestrarea netă a carbonului în solurile agricole. Există o altă trăsătură biotehnologică în porumbul vândut sub marca Enogen de către SyngentaSYT
Semințele și a fost dezvoltat inițial pentru a spori eficiența producției de bioetanol. a spus odată Louis Pasteur: „Șansa favorizează mintea pregătită”, iar acest fenomen s-a jucat în descoperirea că, atunci când același tip de porumb este folosit ca parte a hranei pentru bovinele de lapte și de carne, poate reduce costurile și poate îmbunătăți profilul de mediu al acelor sisteme de producție.

Mai întâi niște informații despre acele industrii. Carnea de vită și produsele lactate sunt o parte populară și extrem de nutritivă a aprovizionării noastre cu alimente, iar procesul de producere a acestora a devenit din ce în ce mai eficient în ultimele decenii. Cantitatea de carne produsă per animal a crescut cu aproximativ 1% pe an din 1960 și este acum de aproape 1.7 ori mai mare decât în ​​anii 1950. Cantitatea de lapte produsă per vacă a crescut de trei ori începând cu anii 1980. Această eficiență sporită înseamnă că producția acestor alimente necesită acum mai puține resurse per unitate de hrană și face acest lucru cu o amprentă mai mică asupra mediului.

O parte semnificativă a acestui progres poate fi atribuită unor programe de reproducere mai sofisticate. O mare parte din progresul rămas a venit prin optimizarea dietelor pe care aceste animale foarte flexibile pot prospera. Aceasta se numește eficiență în utilizarea furajului - câte kilograme de carne sau lapte pot fi generate pe kilogram de furaj. Una dintre opțiunile majore de hrană pentru bovine este porumbul furnizat fie sub formă de cereale, fie sub formă de siloz realizat cu întreaga plantă. Ambele sunt opțiuni importante pentru dietele majorității vacilor de lapte. După ce bovinele de carne au fost crescute pentru o mare parte a vieții lor pe pășuni, acestea sunt mutate în loturi de hrănire pentru etapa de „finisare”, unde sunt adesea hrănite cu porumb sau siloz. Deși aceste tendințe pentru carnea de vită și lactate sunt foarte pozitive, există întotdeauna loc pentru îmbunătățiri suplimentare și aici se încadrează porumbul Enogen în sistem.

Porumbul Enogen a fost dezvoltat folosind inginerie genetică pentru a adăuga o genă pentru enzima alfa amilaza care descompune amidonul în componentele sale de zahăr. Gena este exprimată doar în endospermul sâmburelor și nu este detectabilă în frunze sau polen. Acesta este un tip obișnuit de enzimă - de exemplu, noi, oamenii, secretăm o enzimă amilază în saliva noastră și apoi merge în sistemul nostru digestiv pentru a elibera energia din alimente care conțin amidon, cum ar fi cartofii sau pastele sau făina de porumb. Amilaza din porumbul Enogen este o versiune deosebit de robustă, care rămâne stabilă și activă într-o gamă largă de condiții. Acesta digeră amidonul de porumb în zaharuri care pot fi apoi folosite de drojdie într-o fermentație de biocombustibil pentru a produce etanol. Acesta servește mai eficient și mai eficient funcția enzimelor adăugate dintr-o altă sursă. Această tehnologie a fost aprobată pentru vânzări comerciale pentru prima dată în 2011.

Porumbul Enogen este „identitatea păstrată” în afacerea cu cereale, deoarece există anumite utilizări ale porumbului pentru care descompunerea amidonului ar fi o problemă. Aceasta înseamnă că toate câmpurile plantate sunt urmărite, astfel încât să poată fi canalizate numai către utilizări adecvate din aval. Acest porumb nu a fost inițial destinat utilizării ca hrană directă pentru animale, dar siguranța sa a fost confirmată atunci când această trăsătură trecea prin procesul de reglementare extins care este necesar pentru trăsăturile biotehnologice transgenice.

Începând cu anul 2013, au fost efectuate câteva studii suplimentare pentru a verifica dacă această trăsătură a avut vreun efect dacă ar fi folosită pentru hrănirea animalelor. Pe baza unor date preliminare încurajatoare, s-a lucrat din ce în ce mai mult cu ajutorul oamenilor de știință în domeniul animalelor și al unui număr de instituții publice. Ceea ce s-a găsit a fost puțin surprinzător, dar retrospectiv, are sens ca vacile să poată folosi ceva ajutor pentru digerarea amidonului, deoarece acesta nu este o parte majoră a dietei lor ancestrale. Atât pentru bovinele de lapte, cât și pentru vite, există o creștere de aproximativ 5% a kilogramelor de lapte sau carne care sunt produse per kilogram de hrană dacă o parte din hrana respectivă este fie cereale, fie siloz făcut cu porumb Enogen. Cercetătorii academicieni de la Universitatea din Nebraska și Universitatea de Stat din Kansas au documentat, de asemenea, o „digestibilitate totală a tractului” crescută și „debitul fecal redus” (de exemplu, mai puțină caca). Un studiu de la Universitatea de Stat din Pennsylvania cu 40% siloz pe bază de Enogen în hrana pentru lapte a documentat o reducere cu 7.2% a intensității emisiilor de metan și o eficiență mai mare a utilizării furajelor cu 5.4%, dar calitatea laptelui a rămas neschimbată.

Semnificația economică și de mediu a avantajelor furajelor Enogen a fost evaluată de Departamentele de Agronomie și Științe Animale și Lactate ale Universității din Wisconsin-Madison împreună cu Rock River Laboratory. Ei s-au uitat la conținutul de lapte și s-au așteptat la venituri, precum și la costurile silozului de porumb. Ceea ce au descoperit a fost că, folosind porumbul Enogen, o fabrică de lapte ar putea economisi între 132 și 208 USD pe vaca de muls pe an. Deoarece trecerea la această sursă de hrană nu ar perturba nimic altceva în funcționarea lor, aceasta este o opțiune atractivă pentru fermierii de lactate. Această analiză independentă a inclus și o evaluare a ciclului de viață (LCA) realizată de Sustainable Solutions Corporation, care a cuantificat mai multe avantaje de mediu. Acestea sunt descrise mai jos pe baza a ceea ce ar însemna pe an pentru o turmă cu 1000 de vaci de muls:

· O reducere a gazelor cu efect de seră cu peste 1.4 milioane de kilograme echivalent CO2 – echivalent cu scoaterea de pe șosea a 314 vehicule de pasageri

· O reducere a utilizării terenului cu 249 de acri – echivalentul a 189 de terenuri de fotbal din SUA

· O reducere a consumului de apă cu 13 milioane de galoane – suficient pentru a umple 21 de piscine olimpice

· Economii de energie de 220,000 kW ore – suficient pentru a alimenta 19 case medii din SUA

Un LCA similar pentru producția de carne de vită a fost efectuată de Centrul de Reziliență al Universității din Arkansas pentru efectele furajelor Enogen ca porumb rulat uscat în dieta pentru finisarea bovinelor de hrănire. În acea analiză s-a înregistrat o reducere cu 5.8% a emisiilor de gaze cu efect de seră, un consum mai mic de combustibili fosili cu 6%, utilizarea terenului cu 6.1% mai mică și utilizarea apei cu 5.6% mai mică.

Începând de astăzi, Syngenta estimează că există 1.1 milioane de bovine pe furaje pe bază de Enogen, 45% dintre cele din industria cărnii de vită și 55% din produse lactate. Se așteaptă că aceste cifre vor crește odată cu adoptarea mai mare în vestul SUA, unde porumbul din Vestul Mijlociu este o parte semnificativă a ofertei de furaje. Deoarece există 9.5 milioane de vaci de lapte și 15 milioane de bovine de carne în SUA, există o mulțime de potențial de extindere a acestor beneficii.

Un avantaj suplimentar al porumbului Enogen este legat de procesul de fabricare a silozului. Porumbul poate fi recoltat ca o plantă întreagă, tocat, comprimat și acoperit pentru a facilita un proces de fermentație pe parcursul mai multor luni. Însilozarea este o modalitate prin care amidonul de porumb este făcut mai digerabil de bovine și de microflora digestivă care ajută la transformarea amidonului în zaharuri, dar poate dura până la 4 până la 6 luni pentru ca silozul convențional de porumb să atingă un nivel suficient de digestibilitate a amidonului, care este sigur pentru hrănirea vitelor. Ceea ce s-a descoperit cu porumbul Enogen a fost că silozul poate fi folosit ca hrană pentru animale după un timp de „însilozare” mult mai scurt și să aibă totuși aceleași avantaje de eficiență a furajului. Această flexibilitate ar putea ajuta fermierii să mențină un program de hrănire constant pe tot parcursul anului. În cazul porumbului boabe, avantajele Enogen sunt observate cu boabele simple crăpate și, de asemenea, cu „prelucrarea cu fulgi de abur”, care este o modalitate mai consumatoare de energie de a crește digestibilitatea amidonului, care este deosebit de populară în statele de sud-vest și de vest, astfel încât Enogen să se potrivească în orice program existent.

Porumbul Enogen continuă să fie utilizat pe scară largă pentru producția de bioetanol, care contribuie semnificativ la decarbonizarea sectorului transporturilor prin amestecare pentru combustibili auto și, potențial, acum pentru utilizare în motoare diesel convertite. Proteina din această utilizare a culturii de porumb este folosită în hrana animalelor, iar uleiul de porumb poate fi folosit în multe moduri. Din fericire, există încă o mulțime de porumb disponibil pentru uz alimentar și furajer, iar cu această utilizare descoperită din întâmplare a tehnologiei Enogen, această aprovizionare poate merge chiar mai departe decât înainte.