“A Stroke Of Serendipity” – Teknologi Yang Dibangunkan Untuk Industri Bioetanol Mempunyai Faedah Ekonomi Dan Alam Sekitar Untuk Pengeluaran Daging Lembu Dan Tenusu

Kebanyakan jagung yang ditanam di AS telah ditambah baik menggunakan bioteknologi untuk memberikan perlindungan daripada kerosakan serangga dan/atau toleransi racun herba. Ciri rintangan serangga mempunyai faedah tambahan untuk mengurangkan pencemaran mikotoksin pada bijirin, dan sifat toleransi racun herba telah memainkan peranan penting dalam memperluaskan penggunaan kaedah pertanian tanpa kerja yang merupakan pusat kepada sistem penanaman yang mengakibatkan penyerapan karbon bersih dalam tanah pertanian. Terdapat satu lagi ciri bioteknologi dalam jagung yang dijual di bawah jenama Enogen oleh SyngentaSYT
Benih dan ia pada asalnya dibangunkan untuk meningkatkan kecekapan pengeluaran bioetanol. Louis Pasteur pernah berkata: "peluang memihak kepada minda yang bersedia," dan fenomena itu dimainkan dalam penemuan bahawa apabila jenis jagung yang sama ini digunakan sebagai sebahagian daripada makanan untuk lembu tenusu dan daging, ia boleh mengurangkan kos dan meningkatkan profil persekitaran sistem pengeluaran tersebut.

Mula-mula beberapa latar belakang mengenai industri tersebut. Daging lembu dan produk tenusu adalah bahagian yang popular dan berkhasiat tinggi dalam bekalan makanan kami, dan proses pengeluarannya semakin cekap dalam beberapa dekad kebelakangan ini. Jumlah daging yang dihasilkan bagi setiap haiwan telah meningkat pada kira-kira 1% setahun sejak 1960 dan kini hampir 1.7 kali ganda berbanding pada tahun 1950-an. Jumlah susu yang dihasilkan setiap lembu telah meningkat tiga kali ganda sejak 1980-an. Peningkatan kecekapan ini bermakna pengeluaran makanan ini kini memerlukan lebih sedikit sumber bagi setiap unit makanan dan melakukannya dengan jejak alam sekitar yang lebih kecil.

Sebahagian besar kemajuan ini boleh dikaitkan dengan program pembiakan yang lebih canggih. Kebanyakan kemajuan yang tinggal telah datang melalui pengoptimuman diet di mana haiwan yang sangat fleksibel ini boleh berkembang maju. Ini dipanggil kecekapan penggunaan makanan - berapa paun daging atau susu boleh dijana setiap paun makanan. Salah satu pilihan makanan utama untuk lembu adalah jagung yang disediakan sama ada sebagai bijirin atau dalam bentuk silaj yang dibuat dengan keseluruhan tumbuhan. Kedua-duanya adalah pilihan penting untuk diet kebanyakan lembu tenusu. Selepas lembu pedaging telah diternak sepanjang hayat mereka di padang rumput, mereka dipindahkan ke tempat fidlot untuk peringkat "penamat" di mana mereka juga sering diberi makan dengan jagung bijirin atau silaj. Walaupun trend daging lembu dan tenusu ini sangat positif, sentiasa ada ruang untuk penambahbaikan selanjutnya, dan di situlah jagung Enogen sesuai dengan sistem.

Jagung enogen telah dibangunkan menggunakan kejuruteraan genetik untuk menambah gen untuk enzim alfa amilase yang memecahkan kanji kepada komponen gulanya. Gen hanya dinyatakan dalam endosperm biji dan tidak dapat dikesan dalam daun atau debunga. Ini adalah jenis enzim yang biasa – contohnya kita manusia merembeskan enzim amilase dalam air liur kita dan kemudian masuk ke dalam sistem pencernaan kita untuk membebaskan tenaga daripada makanan yang mengandungi kanji seperti kentang atau pasta atau tepung jagung. Amilase dalam jagung Enogen adalah versi yang sangat teguh yang kekal stabil dan aktif dalam pelbagai keadaan. Ia mencerna kanji jagung menjadi gula yang kemudiannya boleh digunakan oleh yis dalam penapaian biofuel untuk menghasilkan etanol. Ia berfungsi dengan lebih berkesan dan cekap fungsi enzim tambahan daripada beberapa sumber lain. Teknologi ini pertama kali diluluskan untuk jualan komersial pada tahun 2011.

Jagung enogen adalah "identiti terpelihara" dalam perniagaan bijirin kerana terdapat kegunaan tertentu jagung yang memecahkan kanji akan menjadi masalah. Ini bermakna semua ladang yang ditanam dijejaki supaya ia boleh disalurkan hanya untuk kegunaan hiliran yang sesuai. Jagung ini pada asalnya tidak bertujuan untuk digunakan sebagai makanan haiwan langsung, tetapi keselamatannya telah disahkan apabila sifat ini melalui proses pengawalseliaan yang meluas yang diperlukan untuk ciri bioteknologi transgenik.

Bermula sekitar tahun 2013, beberapa kajian tambahan telah dilakukan untuk melihat sama ada sifat ini mempunyai kesan jika ia digunakan untuk memberi makan haiwan. Berdasarkan data awal yang menggalakkan, semakin banyak kerja dilakukan dengan bantuan saintis haiwan dan beberapa institusi awam. Apa yang ditemui agak mengejutkan, tetapi jika difikirkan semula, masuk akal bahawa lembu boleh menggunakan sedikit bantuan untuk mencerna kanji kerana itu bukan sebahagian besar daripada diet nenek moyang mereka. Bagi kedua-dua lembu tenusu dan daging lembu terdapat kira-kira 5% peningkatan dalam paun susu atau daging yang dihasilkan setiap paun makanan jika sebahagian daripada makanan itu adalah sama ada bijirin atau silaj yang dibuat dengan jagung Enogen. Penyelidik akademik di University of Nebraska dan Kansas State University juga telah mendokumentasikan peningkatan "jumlah penghadaman saluran" dan "pengurangan pengeluaran najis" (cth, kurang najis). Satu kajian di Pennsylvania State University dengan 40% silaj berasaskan Enogen dalam makanan tenusu mendokumenkan pengurangan 7.2% dalam keamatan pelepasan metana, dan 5.4% kecekapan penggunaan makanan yang lebih tinggi, tetapi kualiti susu kekal tidak berubah.

Kepentingan ekonomi dan alam sekitar kelebihan makanan Enogen telah dinilai oleh Jabatan Sains Haiwan dan Tenusu serta Agronomi Universiti Wisconsin-Madison bersama dengan Makmal Rock River. Mereka melihat kandungan susu dan menjangkakan hasil serta kos silaj jagung. Apa yang mereka dapati ialah dengan menggunakan jagung Enogen, tenusu boleh menjimatkan $132 hingga $208 setiap lembu perah setahun. Memandangkan beralih kepada sumber suapan ini tidak akan mengganggu apa-apa lagi dalam operasi mereka, ini merupakan pilihan yang menarik untuk penternak tenusu. Analisis bebas ini juga termasuk penilaian kitaran hayat (LCA) yang dijalankan oleh Sustainable Solutions Corporation, yang mengukur beberapa kelebihan alam sekitar. Ini diterangkan di bawah berdasarkan maksudnya setiap tahun untuk kumpulan dengan 1000 ekor lembu perah:

· Pengurangan gas rumah hijau lebih daripada 1.4 juta kilogram setara CO2 – setara dengan membawa 314 kenderaan penumpang keluar dari jalan

· Pengurangan penggunaan tanah sebanyak 249 ekar – bersamaan dengan 189 padang Bola Sepak AS

· Pengurangan penggunaan air sebanyak 13 juta gelen – cukup untuk mengisi 21 kolam renang Olimpik

· Penjimatan tenaga sebanyak 220,000 kW jam – cukup untuk memberi kuasa kepada 19 purata rumah AS

LCA yang serupa untuk pengeluaran daging lembu telah dijalankan oleh Pusat Ketahanan Universiti Arkansas untuk kesan makanan Enogen sebagai jagung gulung kering dalam diet untuk penamat lembu fidlot. Dalam analisis itu terdapat pengurangan 5.8% dalam pelepasan gas rumah hijau, 6% penggunaan bahan api fosil yang lebih rendah, 6.1% kurang penggunaan tanah dan 5.6% kurang penggunaan air.

Sehingga hari ini, Syngenta menganggarkan terdapat 1.1 juta lembu dalam makanan berasaskan Enogen, 45% daripadanya dalam industri daging lembu dan 55% dalam tenusu. Angka tersebut dijangka meningkat dengan lebih banyak diterima pakai di AS barat di mana jagung dari Midwest merupakan sebahagian besar daripada bekalan makanan. Memandangkan terdapat 9.5 juta lembu tenusu dan 15 juta lembu pedaging di AS, terdapat banyak potensi untuk pengembangan manfaat ini.

Kelebihan tambahan jagung Enogen ada kaitan dengan proses pembuatan silaj. Jagung boleh dituai sebagai tumbuhan keseluruhan, dicincang, dimampatkan, dan ditutup untuk memudahkan proses penapaian selama beberapa bulan. Ensiling adalah cara agar kanji jagung dibuat lebih mudah dihadam oleh lembu dan mikroflora pencernaan yang membantu menukar kanji kepada gula, tetapi ia boleh mengambil masa selama 4 hingga 6 bulan untuk silaj jagung konvensional untuk mencapai tahap penghadaman kanji yang mencukupi iaitu selamat untuk diberi makan kepada lembu. Apa yang ditemui dengan jagung Enogen ialah silaj boleh digunakan sebagai makanan haiwan selepas masa "ensiling" yang lebih singkat dan masih mempunyai kelebihan kecekapan makanan yang sama. Fleksibiliti itu boleh membantu petani mengekalkan program pemakanan yang mantap sepanjang tahun. Dengan jagung bijirin, kelebihan Enogen dilihat dengan isirong mudah retak, dan juga dengan "pemprosesan stim-serpihan" yang merupakan cara yang lebih intensif tenaga untuk meningkatkan penghadaman kanji yang sangat popular di negara-negara Barat Daya dan Barat, jadi Enogen boleh dimuatkan ke dalam mana-mana program sedia ada.

Jagung enogen terus digunakan secara meluas untuk pengeluaran bioetanol, yang merupakan penyumbang penting kepada penyahkarbonan sektor pengangkutan melalui pengadunan untuk bahan api auto dan kini berpotensi untuk digunakan dalam enjin diesel yang ditukar. Protein daripada penggunaan tanaman jagung itu digunakan dalam makanan haiwan dan minyak jagung boleh digunakan dalam pelbagai cara. Nasib baik, masih terdapat banyak jagung untuk kegunaan makanan dan makanan, dan dengan penggunaan teknologi Enogen yang ditemui secara kebetulan ini, bekalan itu boleh pergi lebih jauh daripada sebelumnya.