「偶然の出来事」 - バイオエタノール産業のために開発された技術は、牛肉と乳製品の生産に経済的および環境的利益をもたらします

米国で栽培されているトウモロコシのほとんどは、バイオテクノロジーを使用して改良され、虫害や除草剤耐性を提供しています。 耐虫性形質には、穀物のマイコトキシン汚染を減らすという追加の利点があり、除草剤耐性形質は、農地土壌で正味の炭素隔離をもたらす栽培システムの中心となる不耕起農法の使用を拡大するのに役立ちました。 Syngenta が Enogen ブランドで販売しているトウモロコシには、もう XNUMX つの遺伝子組換え特性があります。SYT
種子であり、もともとはバイオエタノール生産の効率を高めるために開発されました。 ルイ・パスツールはかつて言った：「チャンスは準備された心に有利に働きます」そして、この同じタイプのトウモロコシが乳牛や肉牛の飼料の一部として使用されると、コストを削減し、それらの生産システムの環境プロファイルを改善できるという発見にその現象が現れました.

まず、これらの業界の背景について説明します。 牛肉と乳製品は人気があり、栄養価の高い食料供給の一部であり、その生産プロセスはここ数十年でますます効率的になっています. 一頭当たりの食肉生産量は、1 年以降、年間約 1960% の割合で増加し、現在では 1.7 年代の約 1950 倍になっています。 牛 1980 頭あたりの牛乳生産量は XNUMX 年代から XNUMX 倍に増加しました。 この効率の向上は、これらの食品の生産に必要な食品単位あたりの資源が少なくなり、環境フットプリントが小さくなることを意味します。

この進歩の重要な部分は、より洗練された育種プログラムに起因する可能性があります。 残りの進歩の多くは、これらの非常に柔軟な動物が繁栄できる食事の最適化によってもたらされました. これは飼料使用効率と呼ばれ、飼料 XNUMX ポンドあたり何ポンドの肉または牛乳を生成できるかを表します。 牛の主要な飼料オプションの XNUMX つは、穀物として提供されるトウモロコシ、または植物全体で作られたサイレージの形で提供されるトウモロコシです。 両方とも、ほとんどの乳牛の飼料にとって重要なオプションです。 肉用牛は、牧草地で生涯にわたって飼育された後、「仕上げ」段階の肥育場に移され、多くの場合、穀物のトウモロコシやサイレージも与えられます。 これらの牛肉と乳製品の傾向は非常に前向きですが、常にさらなる改善の余地があり、それがエノゲントウモロコシがシステムに適合する場所です.

Enogen トウモロコシは、デンプンを糖成分に分解する酵素アルファ アミラーゼの遺伝子を遺伝子工学を使用して追加するために開発されました。 この遺伝子は穀粒の胚乳でのみ発現し、葉や花粉では検出できません。 これは一般的なタイプの酵素です。たとえば、人間は唾液中にアミラーゼ酵素を分泌し、それが消化器系に入り、じゃがいも、パスタ、コーンミールなどのデンプンを含む食品からエネルギーを放出します. Enogen トウモロコシのアミラーゼは、幅広い条件で安定して活性を維持する、特に堅牢なバージョンです。 コーンスターチを糖に消化し、バイオ燃料発酵で酵母が使用してエタノールを生成します。 他のソースから追​​加された酵素の機能をより効果的かつ効率的に提供します。 この技術は、2011 年に商用販売が初めて承認されました。

Enogen トウモロコシは、デンプンの分解が問題となるトウモロコシの特定の用途があるため、穀物ビジネスにおいて「同一性が保たれている」。 つまり、植えられたすべての畑が追跡されるため、適切な下流の用途にのみ向けることができます。 このとうもろこしは、もともと直接動物飼料として使用することを意図していませんでしたが、この形質がトランスジェニックバイオテクノロジー形質に必要な広範な規制プロセスを通過したときに、その安全性が確認されました.

2013年頃から、この特性が動物の餌に使用された場合に何らかの影響があるかどうかを調べるために、いくつかの追加の研究が行われました. 有望な予備データに基づいて、動物科学者や多くの公的機関の助けを借りて、ますます多くの作業が行われました. 発見されたことは少し驚きでしたが、振り返ってみると、牛がでんぷんを消化するのを助けることができたのは理にかなっています。 乳牛と肉牛の両方で、飼料の一部が Enogen トウモロコシで作られた穀物またはサイレージである場合、飼料 5 ポンドあたりに生産される牛乳または肉の重量が約 40% 増加します。 ネブラスカ大学とカンザス州立大学の学術研究者も、「総消化管消化率」の増加と「糞便排出量の減少」（例えば、うんちの減少）を記録しています. ペンシルバニア州立大学で行われた乳製品飼料中の 7.2% の Enogen ベースのサイレージによる研究では、メタン排出強度が 5.4% 減少し、飼料の使用効率が XNUMX% 向上したことが示されましたが、牛乳の品質は変わりませんでした。

Enogen 飼料の利点の経済的および環境的重要性は、ウィスコンシン大学マディソン校の動物および酪農科学および農学部門とロック リバー研究所によって評価されました。 彼らは、牛乳の含有量と予想される収益、およびトウモロコシサイレージのコストに注目しました。 彼らが発見したことは、Enogen トウモロコシを使用することで、酪農場は搾乳牛 132 頭あたり年間 208 ドルから 1000 ドルを節約できるということでした。 この飼料源に切り替えても業務に支障がないため、酪農家にとって魅力的な選択肢です。 この独立した分析には、Sustainable Solutions Corporation が実施したライフ サイクル アセスメント (LCA) も含まれており、いくつかの環境上の利点が定量化されました。 これらは、搾乳牛が XNUMX 頭の牛群で年間に何を意味するかに基づいて以下に説明されています。

· CO1.4 換算で 2 万キログラムを超える温室効果ガスの削減 - 314 台の乗用車を道路からなくすことに相当

· 249 エーカーの土地利用の削減 - 189 のアメリカン フットボール フィールドに相当

· 水の使用量を 13 万ガロン削減 - 21 のオリンピック プールを満たすのに十分な量

· 220,000 kW 時間のエネルギー節約 - 19 の平均的な米国の家庭に電力を供給するのに十分

同様のLCA アーカンソー大学レジリエンシー センターは、肥育場の牛を完成させるための飼料中の乾燥圧延トウモロコシとしてのエノゲン飼料の効果について、牛肉生産に関する調査を実施しました。 その分析では、温室効果ガス排出量が 5.8% 削減され、化石燃料の消費が 6% 削減され、土地利用が 6.1% 削減され、水の使用が 5.6% 削減されました。

今日現在、シンジェンタは、1.1 万頭の牛が Enogen ベースの飼料を使用しており、そのうち 45% が牛肉業界、55% が乳業に従事していると推定しています。 これらの数は、中西部産のトウモロコシが飼料供給の大部分を占める米国西部での採用が進むにつれて増加すると予想されます。 米国には 9.5 万頭の乳牛と 15 万頭の肉用牛がいるため、これらの利点が拡大する可能性は大いにあります。

Enogen トウモロコシのもう 4 つの利点は、サイレージの製造プロセスに関係しています。 とうもろこしは、植物全体として収穫し、切り刻み、圧縮し、覆いをして、数か月にわたる発酵プロセスを容易にすることができます. サイレージ処理は、デンプンを糖に変換するのを助ける消化微生物叢と牛によってコーンスターチをより消化しやすくする方法ですが、従来のコーンサイレージが十分なレベルのデンプン消化率に達するまでには 6 ～ XNUMX か月かかる場合があります。牛に食べさせても安全。 Enogen トウモロコシで発見されたのは、サイレージをはるかに短い「サイロ化」時間で動物飼料として使用でき、それでも同じ飼料効率の利点があるということでした. その柔軟性は、農家が年間を通じて安定した給餌プログラムを維持するのに役立ちます。 穀粒トウモロコシでは、エノゲンの利点は単純なひびの入った穀粒で見られます。また、南西部と西部の州で特に人気のある、でんぷんの消化率を高めるためのよりエネルギー集約的な方法である「スチームフレーク加工」でも見られます。既存のプログラム。

Enogen トウモロコシはバイオエタノールの生産に広く使用され続けており、これは自動車燃料の混合を通じて輸送部門の脱炭素化に大きく貢献しており、現在では 改造されたディーゼルエンジン. トウモロコシ作物のその使用からのタンパク質は動物飼料に使用され、コーン油は多くの方法で使用できます. 幸いなことに、食用や飼料用に利用できるトウモロコシはまだたくさんあります。この偶然発見された Enogen 技術の使用により、その供給は以前よりもさらに進む可能性があります。