"A Stroke Of Serendipity" - فناوری توسعه یافته برای صنعت بیواتانول دارای مزایای اقتصادی و زیست محیطی برای تولید گوشت گاو و لبنیات است.

بیشتر ذرت های کشت شده در ایالات متحده با استفاده از بیوتکنولوژی بهبود یافته اند تا از آسیب حشرات و/یا تحمل علف کش محافظت کنند. ویژگی مقاومت به حشرات مزیت اضافی کاهش آلودگی مایکوتوکسین دانه را دارد و صفت تحمل علف‌کش در گسترش استفاده از روش‌های کشاورزی بدون خاک‌ورزی که در سیستم‌های رشد مرکزی هستند که منجر به ترسیب خالص کربن در خاک‌های کشاورزی می‌شود، مؤثر بوده است. یکی دیگر از ویژگی های بیوتکنولوژی در ذرت وجود دارد که با نام تجاری Enogen توسط Syngenta فروخته می شودSYT
دانه ها و در اصل برای افزایش کارایی تولید بیواتانول توسعه داده شد. لویی پاستور یک بار گفت: "شانس به نفع ذهن آماده است" و این پدیده در کشفی که زمانی که همین نوع ذرت به عنوان بخشی از خوراک گاوهای لبنی و گوشتی استفاده می شود، می تواند هزینه ها را کاهش دهد و مشخصات زیست محیطی آن سیستم های تولید را بهبود بخشد.

ابتدا کمی پیشینه در مورد آن صنایع. گوشت گاو و لبنیات بخش محبوب و بسیار مغذی تامین مواد غذایی ما هستند و فرآیند تولید آنها در دهه های اخیر کارآمدتر و کارآمدتر شده است. میزان گوشت تولید شده به ازای هر حیوان از سال 1 حدود 1960 درصد در سال افزایش یافته است و در حال حاضر تقریباً 1.7 برابر میزان تولید در دهه 1950 است. مقدار شیر تولید شده به ازای هر گاو از دهه 1980 سه برابر شده است. این افزایش کارایی به این معنی است که تولید این غذاها در حال حاضر به منابع کمتری برای هر واحد غذا نیاز دارد و این کار را با ردپای محیطی کمتری انجام می دهد.

بخش قابل توجهی از این پیشرفت را می توان به برنامه های اصلاحی پیچیده تر نسبت داد. بیشتر پیشرفت‌های باقی‌مانده از طریق بهینه‌سازی رژیم‌هایی است که این حیوانات بسیار انعطاف‌پذیر می‌توانند در آن رشد کنند. این کارایی مصرف خوراک نامیده می شود - چند پوند گوشت یا شیر می تواند در هر پوند خوراک تولید شود. یکی از گزینه های اصلی خوراک برای گاو، ذرت است که به صورت غلات و یا به صورت سیلو تهیه شده از گیاه کامل تهیه می شود. هر دو گزینه های مهمی برای رژیم غذایی اکثر گاوهای شیری هستند. پس از اینکه گاوهای گوشتی برای بخش اعظم زندگی خود در مراتع پرورش یافتند، برای مرحله "پایان" به مزرعه ها منتقل می شوند، جایی که اغلب با ذرت دانه ای یا سیلوی تغذیه می شوند. در حالی که این روند گوشت گاو و لبنیات بسیار مثبت است، اما همیشه جایی برای بهبود بیشتر وجود دارد و این جایی است که ذرت Enogen در سیستم قرار می گیرد.

ذرت انوژن با استفاده از مهندسی ژنتیک برای افزودن ژنی برای آنزیم آلفا آمیلاز که نشاسته را به اجزای قند آن تجزیه می کند، توسعه یافت. این ژن فقط در اندوسپرم هسته ها بیان می شود و در برگ ها یا گرده ها قابل تشخیص نیست. این یک نوع رایج از آنزیم است – برای مثال ما انسان ها یک آنزیم آمیلاز را در بزاق خود ترشح می کنیم و سپس به دستگاه گوارش ما می رود تا انرژی را از غذاهای حاوی نشاسته مانند سیب زمینی یا پاستا یا ذرت آزاد کند. آمیلاز موجود در ذرت Enogen یک نوع قوی است که در طیف وسیعی از شرایط پایدار و فعال باقی می ماند. نشاسته ذرت را به قند هضم می کند که می تواند توسط مخمر در تخمیر سوخت زیستی برای تولید اتانول استفاده شود. به طور موثرتر و کارآمدتر عملکرد آنزیم های اضافه شده از منابع دیگر را انجام می دهد. این فناوری اولین بار در سال 2011 برای فروش تجاری تایید شد.

ذرت انوژن در تجارت غلات "هویت حفظ می شود" زیرا استفاده های خاصی از ذرت وجود دارد که تجزیه نشاسته برای آنها مشکل ساز است. این بدان معنی است که تمام مزارع کاشته شده ردیابی می شوند تا بتوان آنها را فقط به سمت استفاده های مناسب پایین دست هدایت کرد. این ذرت در ابتدا برای استفاده به عنوان غذای مستقیم حیوانات در نظر گرفته نشده بود، اما ایمنی آن زمانی تایید شد که این صفت در حال طی فرآیند نظارتی گسترده ای بود که برای صفات بیوتکنولوژی تراریخته مورد نیاز است.

از حدود سال 2013، مطالعات بیشتری انجام شد تا بررسی شود که آیا این ویژگی اگر برای تغذیه حیوانات استفاده شود، تأثیری دارد یا خیر. بر اساس داده های اولیه تشویقی، کار بیشتر و بیشتری با کمک دانشمندان حیوانات و تعدادی از موسسات عمومی انجام شد. چیزی که پیدا شد کمی تعجب آور بود، اما در نگاهی به گذشته، منطقی است که گاوها می توانند از کمکی برای هضم نشاسته استفاده کنند، زیرا این بخش عمده ای از رژیم غذایی اجدادی آنها نیست. هم برای گاوهای شیری و هم گوشتی حدود 5 درصد افزایش در پوند شیر یا گوشت تولید شده به ازای هر پوند خوراک وجود دارد اگر بخشی از آن خوراک دانه یا سیلوی ساخته شده با ذرت انوژن باشد. محققان دانشگاهی در دانشگاه نبراسکا و دانشگاه ایالتی کانزاس همچنین افزایش "قابلیت هضم کلی دستگاه" و "کاهش برون ده مدفوع" (به عنوان مثال، مدفوع کمتر) را ثبت کرده اند. مطالعه ای در دانشگاه ایالتی پنسیلوانیا با 40 درصد سیلاژ مبتنی بر انوژن در خوراک لبنیات، کاهش 7.2 درصدی شدت انتشار متان و 5.4 درصد راندمان مصرف خوراک بیشتر را ثبت کرد، اما کیفیت شیر ​​بدون تغییر باقی ماند.

اهمیت اقتصادی و زیست‌محیطی مزایای خوراک Enogen توسط گروه‌های علوم دامی و لبنی و کشاورزی دانشگاه ویسکانسین-مدیسون به همراه آزمایشگاه راک ریور مورد ارزیابی قرار گرفت. آنها محتوای شیر و درآمد مورد انتظار و همچنین هزینه های سیلوی ذرت را بررسی کردند. چیزی که آنها دریافتند این بود که با استفاده از ذرت انوژن، یک کارخانه لبنی می تواند 132 تا 208 دلار برای هر گاو شیرده در سال صرفه جویی کند. از آنجایی که تغییر به این منبع خوراک هیچ چیز دیگری را در عملکرد آنها مختل نمی کند، این یک گزینه جذاب برای کشاورزان لبنی است. این تجزیه و تحلیل مستقل همچنین شامل ارزیابی چرخه حیات (LCA) انجام شده توسط Sustainable Solutions Corporation بود که چندین مزیت زیست محیطی را تعیین کرد. این موارد در زیر بر اساس معنای آنها در سال برای یک گله با 1000 گاو شیرده توضیح داده شده است:

کاهش گازهای گلخانه ای بیش از 1.4 میلیون کیلوگرم معادل CO2 - معادل خروج 314 وسیله نقلیه مسافربری از جاده

کاهش استفاده از زمین به میزان 249 هکتار - معادل 189 زمین فوتبال ایالات متحده

کاهش 13 میلیون گالن در مصرف آب - برای پر کردن 21 استخر المپیک کافی است.

صرفه جویی در انرژی 220,000 کیلووات ساعت - برای تامین برق 19 خانه متوسط ​​ایالات متحده کافی است

یک LCA مشابه برای تولید گوشت گاو توسط مرکز تاب آوری دانشگاه آرکانزاس برای اثرات خوراک انوژن به عنوان ذرت نورد خشک در جیره برای تکمیل گاوهای پرواری انجام شد. در آن تجزیه و تحلیل 5.8 درصد کاهش در انتشار گازهای گلخانه ای، 6 درصد کاهش مصرف سوخت فسیلی، 6.1 درصد کمتر استفاده از زمین و 5.6 درصد کاهش مصرف آب وجود داشت.

تا امروز، Syngenta تخمین می زند که 1.1 میلیون گاو در خوراک مبتنی بر Enogen وجود دارد که 45 درصد از آن ها در صنعت گوشت گاو و 55 درصد در لبنیات هستند. انتظار می رود این اعداد با پذیرش بیشتر در غرب ایالات متحده افزایش یابد، جایی که ذرت از غرب میانه بخش قابل توجهی از عرضه خوراک است. از آنجایی که 9.5 میلیون گاو شیری و 15 میلیون گاو گوشتی در ایالات متحده وجود دارد، پتانسیل زیادی برای گسترش این مزایا وجود دارد.

مزیت اضافی ذرت انوژن مربوط به فرآیند ساخت سیلو است. ذرت را می توان به عنوان یک گیاه کامل برداشت، خرد کرد، فشرده کرد و برای تسهیل فرآیند تخمیر طی چند ماه پوشانید. سیلو کردن روشی است که نشاسته ذرت توسط گاو و میکرو فلور گوارشی که به تبدیل نشاسته به قند کمک می کند قابل هضم تر می شود، اما 4 تا 6 ماه طول می کشد تا سیلو ذرت معمولی به سطح کافی از قابلیت هضم نشاسته برسد. برای تغذیه گاو امن است. چیزی که در مورد ذرت انوژن یافت شد این بود که سیلو می تواند پس از مدت زمان کوتاه تری به عنوان خوراک دام مورد استفاده قرار گیرد و همچنان همان مزایای بهره وری خوراک را دارد. این انعطاف‌پذیری می‌تواند به کشاورزان کمک کند تا یک برنامه تغذیه ثابت را در طول سال حفظ کنند. با ذرت دانه ای، مزایای انوژن با دانه های ترک خورده ساده و همچنین با "فرآوری دانه های بخار" که روشی پر انرژی تر برای افزایش قابلیت هضم نشاسته است که به ویژه در ایالت های جنوب غربی و غربی محبوب است، مشاهده می شود، بنابراین انوژن می تواند در آن قرار گیرد. هر برنامه موجود

ذرت انوژن همچنان به طور گسترده برای تولید بیواتانول استفاده می شود، که سهم قابل توجهی در کربن زدایی بخش حمل و نقل از طریق مخلوط کردن برای سوخت خودرو و به طور بالقوه برای استفاده در حال حاضر دارد. موتورهای دیزلی تبدیل شده. پروتئین حاصل از آن استفاده از محصول ذرت در خوراک دام استفاده می شود و روغن ذرت می تواند به طرق مختلف مورد استفاده قرار گیرد. خوشبختانه هنوز مقدار زیادی ذرت برای مصارف خوراکی و خوراکی موجود است و با استفاده از فناوری Enogen که به‌طور سرسام‌آور کشف شد، این عرضه می‌تواند حتی فراتر از گذشته شود.