"מכה של סרנדיפיות" - לטכנולוגיה שפותחה עבור תעשיית הביו-אתנול יש יתרונות כלכליים וסביבתיים לייצור בשר בקר וחלב

רוב התירס שגדל בארה"ב שופר באמצעות ביוטכנולוגיה כדי לספק הגנה מפני נזקי חרקים ו/או סבילות לקוטלי עשבים. לתכונת העמידות לחרקים יש יתרון נוסף של הפחתת זיהום המיקוטוקסין של הדגן, ותכונת סבילות לקוטלי עשבים הייתה מכרעת בהרחבת השימוש בשיטות חקלאיות ללא עיבוד שהן מרכזיות במערכות הגידול המביאות לקיבוע פחמן נטו בקרקעות חקלאיות. יש תכונה ביוטכנולוגיה נוספת בתירס הנמכרת תחת המותג Enogen על ידי SyngentaSYT
זרעים והוא פותח במקור כדי לשפר את היעילות של ייצור ביואתנול. לואי פסטר אמר פעם: "מקרה מעדיף את המוח המוכן", ותופעה זו התגלתה בגילוי שכאשר אותו סוג של תירס משמש כחלק מהמזון לבקר לחלב ולבקר, זה יכול להפחית עלויות ולשפר את הפרופיל הסביבתי של אותן מערכות ייצור.

קודם קצת רקע על התעשיות האלה. בשר בקר ומוצרי חלב הם חלק פופולרי ומזין מאוד באספקת המזון שלנו, ותהליך ייצורם נעשה יעיל יותר ויותר בעשורים האחרונים. כמות הבשר המיוצרת לבעל חיים גדלה בכ-1% בשנה מאז 1960 וכיום היא כמעט פי 1.7 ממה שהייתה בשנות החמישים. כמות החלב המיוצרת לפרה גדלה פי שלושה מאז שנות ה-1950. יעילות מוגברת זו פירושה שייצור של מזונות אלה דורש כעת פחות משאבים ליחידת מזון ועושה זאת עם טביעת רגל סביבתית קטנה יותר.

חלק ניכר מהתקדמות זו ניתן לייחס לתוכניות גידול מתוחכמות יותר. חלק גדול מההתקדמות שנותרה הגיע דרך אופטימיזציה של הדיאטות שעליהן יכולים בעלי החיים הגמישים מאוד לשגשג. זה נקרא יעילות-שימוש במזון - כמה קילוגרמים של בשר או חלב יכולים להיווצר לכל קילו של מזון. אחת מאפשרויות ההזנה העיקריות עבור בקר היא תירס המסופק או כדגן או בצורה של תחמיץ המיוצר עם הצמח כולו. שתיהן אפשרויות חשובות לתזונה של רוב הפרות החולבות. לאחר שגדלו בקר לבשר במשך חלק גדול מחייהם על שטחי מרעה, הם מועברים לבתי הזנה לשלב "הגימור", שם הם גם מוזנים לעתים קרובות בתירס דגנים או בתחמיץ. בעוד שהטרנדים של בשר בקר ומוצרי חלב הם חיוביים מאוד, תמיד יש מקום לשיפור נוסף, ושם תירס אנוגן משתלב במערכת.

תירס אנוגן פותח באמצעות הנדסה גנטית כדי להוסיף גן לאנזים אלפא עמילאז המפרק עמילן למרכיבי הסוכר שלו. הגן מתבטא רק באנדוספרם של הגרעינים ואינו ניתן לזיהוי בעלים או באבקה. זהו סוג נפוץ של אנזים - למשל אנו, בני האדם, מפרישים אנזים עמילאז ברוק שלנו ואז הוא נכנס למערכת העיכול שלנו כדי לשחרר את האנרגיה ממזונות המכילים עמילן כמו תפוחי אדמה או פסטה או קמח תירס. העמילאז בתירס אנוגן הוא גרסה חזקה במיוחד שנשארת יציבה ופעילה במגוון רחב של תנאים. הוא מעכל את עמילן התירס לסוכרים שיכולים לשמש את השמרים בתסיסה ביולוגית לייצור אתנול. הוא משרת בצורה יעילה ויעילה יותר את הפונקציה של אנזימים שנוספו ממקור אחר. טכנולוגיה זו אושרה לראשונה למכירות מסחריות ב-2011.

תירס אנוגן "נשמר זהות" בעסקי התבואה מכיוון שישנם שימושים מסוימים בתירס שעבורם פירוק העמילן יהווה בעיה. כלומר, כל השדות הנטועים נמצאים במעקב כך שניתן לתעל אותם רק לשימושים מתאימים במורד הזרם. תירס זה לא נועד במקור לשימוש כמזון ישיר לבעלי חיים, אך בטיחותו אושרה כאשר תכונה זו עברה את תהליך הרגולציה הנרחב הנדרש עבור תכונות ביוטק מהונדסות.

החל משנת 2013, נעשו כמה מחקרים נוספים כדי לבדוק אם לתכונה זו הייתה השפעות כלשהן אם היא תשמש להאכלת בעלי חיים. על סמך נתונים ראשוניים מעודדים נעשתה יותר ויותר עבודה בסיוע מדעני בעלי חיים ומספר מוסדות ציבור. מה שנמצא היה קצת הפתעה, אבל בדיעבד, זה הגיוני שפרות יוכלו להשתמש בעזרה כלשהי בעיכול עמילן, מכיוון שזה לא חלק עיקרי מתזונת אבותיהם. הן עבור בקר לחלב והן עבור בקר בקר ישנה עלייה של כ-5% בקילוגרמים של חלב או בשר המיוצרים לכל קילו של מזון, אם חלק מהמזון הוא דגנים או תמצית העשויים עם תירס אנוגן. חוקרים אקדמיים באוניברסיטת נברסקה ובאוניברסיטת קנזס סטייט תיעדו גם מוגברת של "העיכול הכולל של מערכת העיכול" ו"פלט צואה מופחת" (למשל, פחות קקי). מחקר שנערך באוניברסיטת מדינת פנסילבניה עם 40% תמצית מבוסס אנוגן במזון חלב תיעד ירידה של 7.2% בעוצמת פליטת מתאן, ויעילות גבוהה יותר של שימוש במזון ב-5.4%, אך איכות החלב נותרה ללא שינוי.

המשמעות הכלכלית והסביבתית של יתרונות הזנה של אנוגן הוערכה על ידי המחלקות למדעי החי והחלב והאגרונומיה של אוניברסיטת ויסקונסין-מדיסון יחד עם מעבדת רוק ריבר. הם בחנו את תכולת החלב ואת ההכנסות הצפויות, כמו גם את עלויות תחליפי התירס. מה שהם מצאו הוא שבאמצעות שימוש בתירס אנוגן, מחלבה יכולה לחסוך 132 עד 208 דולר לכל פרה חולבת בשנה. מכיוון שמעבר למקור הזנה זה לא ישבש שום דבר אחר בפעולתם, זוהי אפשרות אטרקטיבית עבור רפתנים. ניתוח בלתי תלוי זה כלל גם הערכת מחזור חיים (LCA) שבוצעה על ידי Sustainable Solutions Corporation, אשר כימתה מספר יתרונות סביבתיים. אלה מתוארים להלן על בסיס המשמעות של כל שנה עבור עדר עם 1000 פרות חולבות:

· הפחתת גזי חממה של יותר מ-1.4 מיליון ק"ג של שוות CO2 - שווה ערך להורדת 314 רכבי נוסעים מהכביש

· צמצום השימוש בקרקע ב-249 דונם - שווה ערך ל-189 מגרשי כדורגל בארה"ב

· הפחתה בשימוש במים ב-13 מיליון גלונים - מספיק למילוי 21 בריכות שחייה אולימפיות

· חיסכון באנרגיה של 220,000 קילוואט שעות - מספיק כדי להפעיל 19 בתים ממוצעים בארה"ב

LCA דומה עבור ייצור בשר בקר נערך על ידי מרכז החוסן של אוניברסיטת ארקנסו להשפעות של הזנת אנוגן כתירס מגולגל יבש בתזונה לגימור בקר במגרשי מזון. בניתוח זה היה ירידה של 5.8% בפליטת גזי חממה, צריכת דלק מאובנים נמוכה ב-6%, 6.1% פחות שימוש בקרקע ו-5.6% פחות שימוש במים.

נכון להיום, סינג'נטה מעריכה כי יש 1.1 מיליון בקר על מזון מבוסס אנוגן, 45% מתעשיית הבקר ו-55% ברפת. המספרים הללו צפויים לעלות עם יותר אימוץ במערב ארה"ב, שם תירס מהמערב התיכון מהווה חלק משמעותי מאספקת המזון. מכיוון שיש בארה"ב 9.5 מיליון פרות חולבות ו-15 מיליון בקר לבשר, יש פוטנציאל רב להרחבת היתרונות הללו.

יתרון נוסף של תירס אנוגן קשור לתהליך הכנת התחמיץ. ניתן לקצור תירס כצמח שלם, לקצוץ, לדחוס ולכסות כדי להקל על תהליך התסיסה במשך מספר חודשים. אשפה היא דרך שבה עמילן תירס הופך לעיכול יותר על ידי הבקר והמיקרופלורה העיכולית שעוזרת להמיר עמילן לסוכרים, אבל זה יכול לקחת גם 4 עד 6 חודשים עד שתחית תירס קונבנציונלית מגיעה לרמה מספקת של עיכול עמילן שהיא בטוח להאכיל את הבקר. מה שנמצא עם תירס אנוגן היה שניתן להשתמש בתחמיץ כמזון לבעלי חיים לאחר זמן "הצפייה" קצר בהרבה ועדיין יש לו את אותם יתרונות יעילות הזנה. הגמישות הזו יכולה לעזור לחקלאים לשמור על תוכנית האכלה קבועה לאורך כל השנה. עם תירס דגנים, היתרונות של אנוגן נראים עם גרעינים סדוקים פשוטים, וגם עם "עיבוד פתיתי קיטור" שהוא דרך עתירת אנרגיה להגביר את העיכול העמילן הפופולרי במיוחד במדינות הדרום-מערביות והמערביות, כך שאנוגן יכול להשתלב כל תוכנית קיימת.

תירס אנוגן ממשיך להיות בשימוש נרחב לייצור ביו-אתנול, שהוא תורם משמעותי להפחתת פחמן של מגזר התחבורה באמצעות מיזוג לדלקים לרכב ופוטנציאלי כעת לשימוש ב מנועי דיזל הוסבו. החלבון מאותו שימוש בגידול התירס משמש במזון לבעלי חיים וניתן להשתמש בשמן התירס בדרכים רבות. למרבה המזל, עדיין יש שפע של תירס זמין לשימוש במזון ובמזון, ועם השימוש שהתגלה ברצינות בטכנולוגיית אנוגן, האספקה ​​הזו יכולה להגיע אפילו רחוק יותר מבעבר.