"A Stroke Of Serendipity" - Μια τεχνολογία που αναπτύχθηκε για τη βιομηχανία βιοαιθανόλης έχει οικονομικά και περιβαλλοντικά οφέλη για την παραγωγή βοείου κρέατος και γαλακτοκομικών προϊόντων

Το μεγαλύτερο μέρος του καλαμποκιού που καλλιεργείται στις ΗΠΑ έχει βελτιωθεί με τη χρήση βιοτεχνολογίας για την παροχή προστασίας από τη βλάβη των εντόμων ή/και την ανοχή στα ζιζανιοκτόνα. Το χαρακτηριστικό αντοχής στα έντομα έχει το πρόσθετο πλεονέκτημα της μείωσης της μόλυνσης του κόκκου με μυκοτοξίνες και το χαρακτηριστικό ανοχής στα ζιζανιοκτόνα έχει συμβάλει καθοριστικά στην επέκταση της χρήσης μεθόδων καλλιέργειας χωρίς όργωμα που είναι κεντρικά στα συστήματα ανάπτυξης που έχουν ως αποτέλεσμα καθαρή δέσμευση άνθρακα σε γεωργικά εδάφη. Υπάρχει ένα άλλο βιοτεχνολογικό χαρακτηριστικό στο καλαμπόκι που πωλείται με την επωνυμία Enogen από τη SyngentaSYT
Seeds και αναπτύχθηκε αρχικά για να ενισχύσει την αποτελεσματικότητα της παραγωγής βιοαιθανόλης. είπε κάποτε ο Λουί Παστέρ: «η πιθανότητα ευνοεί το προετοιμασμένο μυαλό» και αυτό το φαινόμενο διαδραματίστηκε στην ανακάλυψη ότι όταν αυτός ο ίδιος τύπος καλαμποκιού χρησιμοποιείται ως μέρος της τροφής για γαλακτοπαραγωγά και βοοειδή, μπορεί να μειώσει το κόστος και να βελτιώσει το περιβαλλοντικό προφίλ αυτών των συστημάτων παραγωγής.

Πρώτα λίγο υπόβαθρο σε αυτές τις βιομηχανίες. Το βόειο κρέας και τα γαλακτοκομικά προϊόντα είναι ένα δημοφιλές και εξαιρετικά θρεπτικό μέρος της προσφοράς τροφίμων μας και η διαδικασία παραγωγής τους γίνεται όλο και πιο αποτελεσματική τις τελευταίες δεκαετίες. Η ποσότητα κρέατος που παράγεται ανά ζώο έχει αυξηθεί κατά περίπου 1% ετησίως από το 1960 και τώρα είναι σχεδόν 1.7 φορές μεγαλύτερη από αυτή που ήταν τη δεκαετία του 1950. Η ποσότητα γάλακτος που παράγεται ανά αγελάδα έχει τριπλασιαστεί από τη δεκαετία του 1980. Αυτή η αυξημένη απόδοση σημαίνει ότι η παραγωγή αυτών των τροφίμων απαιτεί πλέον λιγότερους πόρους ανά μονάδα τροφίμου και το κάνει με μικρότερο περιβαλλοντικό αποτύπωμα.

Ένα σημαντικό μέρος αυτής της προόδου μπορεί να αποδοθεί σε πιο εξελιγμένα προγράμματα αναπαραγωγής. Μεγάλο μέρος της εναπομείνασας προόδου προήλθε από τη βελτιστοποίηση των διατροφών με τις οποίες μπορούν να ευδοκιμήσουν αυτά τα πολύ ευέλικτα ζώα. Αυτό ονομάζεται αποδοτικότητα χρήσης τροφής - πόσα κιλά κρέατος ή γάλακτος μπορούν να παραχθούν ανά κιλό ζωοτροφής. Μία από τις κύριες επιλογές τροφής για τα βοοειδή είναι το καλαμπόκι που παρέχεται είτε ως σιτηρά είτε σε μορφή ενσίρωσης που παρασκευάζεται με ολόκληρο το φυτό. Και οι δύο είναι σημαντικές επιλογές για τη διατροφή των περισσότερων αγελάδων γαλακτοπαραγωγής. Αφού τα βοοειδή εκτρέφονται για μεγάλο μέρος της ζωής τους σε βοσκοτόπους, μεταφέρονται σε κτηνοτροφικές εκτάσεις για το στάδιο «τελικής επεξεργασίας», όπου επίσης συχνά ταΐζονται με καλαμπόκι ή ενσίρωμα. Ενώ αυτές οι τάσεις για το βόειο κρέας και τα γαλακτοκομικά είναι πολύ θετικές, υπάρχει πάντα περιθώριο περαιτέρω βελτίωσης και εκεί είναι που το καλαμπόκι Enogen ταιριάζει στο σύστημα.

Το καλαμπόκι Enogen αναπτύχθηκε χρησιμοποιώντας γενετική μηχανική για την προσθήκη ενός γονιδίου για το ένζυμο άλφα αμυλάση που διασπά το άμυλο στα συστατικά του σακχάρου. Το γονίδιο εκφράζεται μόνο στο ενδοσπέρμιο των πυρήνων και δεν είναι ανιχνεύσιμο στα φύλλα ή στη γύρη. Αυτός είναι ένας κοινός τύπος ενζύμου – για παράδειγμα, εμείς οι άνθρωποι εκκρίνουμε ένα ένζυμο αμυλάσης στο σάλιο μας και στη συνέχεια πηγαίνει στο πεπτικό μας σύστημα για να απελευθερώσει την ενέργεια από τα τρόφιμα που περιέχουν άμυλο, όπως οι πατάτες ή τα ζυμαρικά ή το καλαμπόκι. Η αμυλάση στο καλαμπόκι Enogen είναι μια ιδιαίτερα ισχυρή έκδοση που παραμένει σταθερή και ενεργή σε ένα ευρύ φάσμα συνθηκών. Αφομοιώνει το άμυλο καλαμποκιού σε σάκχαρα που μπορούν στη συνέχεια να χρησιμοποιηθούν από τη μαγιά σε ζύμωση βιοκαυσίμων για την παραγωγή αιθανόλης. Εξυπηρετεί πιο αποτελεσματικά και αποδοτικά τη λειτουργία των προστιθέμενων ενζύμων από κάποια άλλη πηγή. Αυτή η τεχνολογία εγκρίθηκε για πρώτη φορά για εμπορικές πωλήσεις το 2011.

Το καλαμπόκι Enogen «διατηρείται η ταυτότητα» στην επιχείρηση δημητριακών επειδή υπάρχουν ορισμένες χρήσεις του καλαμποκιού για τις οποίες η διάσπαση του αμύλου θα ήταν πρόβλημα. Αυτό σημαίνει ότι όλα τα φυτεμένα χωράφια παρακολουθούνται, ώστε να μπορούν να διοχετεύονται μόνο σε κατάλληλες χρήσεις κατάντη. Αυτό το καλαμπόκι δεν προοριζόταν αρχικά για χρήση ως άμεση ζωοτροφή, αλλά η ασφάλειά του επιβεβαιώθηκε όταν αυτό το χαρακτηριστικό περνούσε από την εκτεταμένη ρυθμιστική διαδικασία που απαιτείται για τα διαγονιδιακά βιοτεχνολογικά χαρακτηριστικά.

Ξεκινώντας γύρω στο 2013, έγιναν ορισμένες πρόσθετες μελέτες για να εξεταστεί εάν αυτό το χαρακτηριστικό είχε κάποια επίδραση εάν επρόκειτο να χρησιμοποιηθεί για τη διατροφή των ζώων. Με βάση τα ενθαρρυντικά προκαταρκτικά δεδομένα, όλο και περισσότερη δουλειά γινόταν με τη βοήθεια επιστημόνων ζώων και ορισμένων δημόσιων ιδρυμάτων. Αυτό που βρέθηκε ήταν λίγο έκπληξη, αλλά εκ των υστέρων, είναι λογικό ότι οι αγελάδες θα μπορούσαν να χρησιμοποιήσουν κάποια βοήθεια για την πέψη του αμύλου, καθώς αυτό δεν αποτελεί σημαντικό μέρος της διατροφής των προγόνων τους. Τόσο για τα βοοειδή γαλακτοπαραγωγής όσο και για τα βοοειδή, υπάρχει περίπου 5% αύξηση στα κιλά γάλακτος ή κρέατος που παράγεται ανά λίβρα ζωοτροφής, εάν μέρος αυτής της τροφής είναι είτε σιτηρά είτε ενσίρωμα που παρασκευάζεται με καλαμπόκι Enogen. Ακαδημαϊκοί ερευνητές στο Πανεπιστήμιο της Νεμπράσκα και στο Πολιτειακό Πανεπιστήμιο του Κάνσας έχουν επίσης τεκμηριώσει αυξημένη «συνολική πεπτικότητα» και «μειωμένη παραγωγή κοπράνων» (π.χ. λιγότερα κόπρανα). Μια μελέτη στο Πολιτειακό Πανεπιστήμιο της Πενσυλβάνια με 40% ενσίρωμα με βάση το Enogen σε γαλακτοκομικές ζωοτροφές τεκμηρίωσε μείωση 7.2% στην ένταση εκπομπής μεθανίου και 5.4% μεγαλύτερη απόδοση στη χρήση της τροφής, αλλά η ποιότητα του γάλακτος παρέμεινε αμετάβλητη.

Η οικονομική και περιβαλλοντική σημασία των πλεονεκτημάτων των ζωοτροφών Enogen αξιολογήθηκε από τα Τμήματα Ζώων και Γαλακτοκομικών Επιστημών και Γεωπονίας του Πανεπιστημίου του Wisconsin-Madison μαζί με το Rock River Laboratory. Εξέτασαν την περιεκτικότητα σε γάλα και τα αναμενόμενα έσοδα καθώς και το κόστος ενσίρωσης καλαμποκιού. Αυτό που βρήκαν ήταν ότι χρησιμοποιώντας καλαμπόκι Enogen, ένα γαλακτοκομείο μπορούσε να εξοικονομήσει 132 έως 208 δολάρια ανά αγελάδα αρμέγματος ετησίως. Δεδομένου ότι η μετάβαση σε αυτήν την πηγή τροφοδοσίας δεν θα παρεμπόδιζε τίποτα άλλο στη λειτουργία τους, αυτή είναι μια ελκυστική επιλογή για τους γαλακτοπαραγωγούς. Αυτή η ανεξάρτητη ανάλυση περιελάμβανε επίσης μια αξιολόγηση του κύκλου ζωής (LCA) που διεξήχθη από την Sustainable Solutions Corporation, η οποία ποσοτικοποίησε αρκετά περιβαλλοντικά πλεονεκτήματα. Αυτά περιγράφονται παρακάτω με βάση το τι θα σημαίνουν ετησίως για ένα κοπάδι με 1000 αγελάδες αρμέγματος:

· Μείωση των αερίων του θερμοκηπίου κατά περισσότερα από 1.4 εκατομμύρια κιλά ισοδυνάμων CO2 – που ισοδυναμεί με την απομάκρυνση 314 επιβατικών οχημάτων από το δρόμο

· Μείωση της χρήσης γης κατά 249 στρέμματα – το ισοδύναμο 189 γηπέδων ποδοσφαίρου στις ΗΠΑ

· Μείωση της χρήσης νερού κατά 13 εκατομμύρια γαλόνια – αρκετά για να γεμίσουν 21 ολυμπιακές πισίνες

· Εξοικονόμηση ενέργειας 220,000 kW ώρες – αρκετή για να τροφοδοτήσει 19 μέσες κατοικίες στις ΗΠΑ

Ένα παρόμοιο LCA για την παραγωγή βοείου κρέατος διεξήχθη από το Κέντρο Ανθεκτικότητας του Πανεπιστημίου του Αρκάνσας για τις επιδράσεις της τροφής Enogen ως ξηρού ελασματοποιημένου καλαμποκιού στη δίαιτα για την τελική επεξεργασία βοοειδών εκτροφής. Σε αυτή την ανάλυση υπήρξε μείωση 5.8% στις εκπομπές αερίων του θερμοκηπίου, 6% χαμηλότερη κατανάλωση ορυκτών καυσίμων, 6.1% λιγότερη χρήση γης και 5.6% λιγότερη χρήση νερού.

Μέχρι σήμερα, η Syngenta εκτιμά ότι υπάρχουν 1.1 εκατομμύρια βοοειδή που τροφοδοτούνται με βάση το Enogen, το 45% αυτών στη βιομηχανία βοείου κρέατος και το 55% στα γαλακτοκομικά. Αυτοί οι αριθμοί αναμένεται να αυξηθούν με περισσότερη υιοθέτηση στις δυτικές ΗΠΑ, όπου το καλαμπόκι από τα Μεσοδυτικά αποτελεί σημαντικό μέρος της προσφοράς ζωοτροφών. Δεδομένου ότι υπάρχουν 9.5 εκατομμύρια αγελάδες γαλακτοπαραγωγής και 15 εκατομμύρια βοοειδή στις ΗΠΑ, υπάρχουν πολλές δυνατότητες για επέκταση αυτών των πλεονεκτημάτων.

Ένα επιπλέον πλεονέκτημα του καλαμποκιού Enogen έχει να κάνει με τη διαδικασία παρασκευής ενσίρωσης. Το καλαμπόκι μπορεί να συλλεχθεί ως ολόκληρο φυτό, να τεμαχιστεί, να συμπιεστεί και να καλυφθεί για να διευκολυνθεί μια διαδικασία ζύμωσης για αρκετούς μήνες. Η ενσίρωση είναι ένας τρόπος με τον οποίο το άμυλο αραβοσίτου γίνεται πιο εύπεπτο από τα βοοειδή και την πεπτική μικροχλωρίδα που βοηθά στη μετατροπή του αμύλου σε σάκχαρα, αλλά μπορεί να χρειαστούν έως και 4 έως 6 μήνες για να φτάσει το συμβατικό ενσίρωμα καλαμποκιού σε επαρκές επίπεδο πεπτικότητας αμύλου. ασφαλές για τη διατροφή των βοοειδών. Αυτό που διαπιστώθηκε με το καλαμπόκι Enogen ήταν ότι το ενσίρωμα θα μπορούσε να χρησιμοποιηθεί ως ζωοτροφή μετά από πολύ μικρότερο χρόνο «ενσιρώματος» και εξακολουθεί να έχει τα ίδια πλεονεκτήματα ως προς την απόδοση της τροφής. Αυτή η ευελιξία θα μπορούσε να βοηθήσει τους αγρότες να διατηρήσουν ένα σταθερό πρόγραμμα σίτισης καθ' όλη τη διάρκεια του έτους. Με το καλαμπόκι κόκκου, τα πλεονεκτήματα του Enogen φαίνονται με απλούς σπασμένους πυρήνες, καθώς και με την «επεξεργασία με νιφάδες ατμού», που είναι ένας πιο ενεργοβόρος τρόπος για να αυξηθεί η πεπτικότητα του αμύλου που είναι ιδιαίτερα δημοφιλής στις νοτιοδυτικές και δυτικές πολιτείες, έτσι ώστε το Enogen να μπορεί να ενταχθεί σε οποιοδήποτε υπάρχον πρόγραμμα.

Το καλαμπόκι Enogen συνεχίζει να χρησιμοποιείται ευρέως για την παραγωγή βιοαιθανόλης, η οποία συμβάλλει σημαντικά στην απανθρακοποίηση του τομέα των μεταφορών μέσω της ανάμειξης για καύσιμα αυτοκινήτων και ενδεχομένως τώρα για χρήση σε μετατρεπόμενους κινητήρες ντίζελ. Η πρωτεΐνη από αυτή τη χρήση της καλλιέργειας καλαμποκιού χρησιμοποιείται στις ζωοτροφές και το αραβοσιτέλαιο μπορεί να χρησιμοποιηθεί με πολλούς τρόπους. Ευτυχώς, υπάρχει ακόμα άφθονο καλαμπόκι διαθέσιμο για χρήσεις τροφίμων και ζωοτροφών, και με αυτήν την τυχαία ανακαλυφθείσα χρήση της τεχνολογίας Enogen, αυτή η προσφορά μπορεί να προχωρήσει ακόμη περισσότερο από πριν.