"세렌디피티" – 바이오에탄올 산업을 위해 개발된 기술은 쇠고기 및 유제품 생산에 경제적 및 환경적 이점을 제공합니다.

미국에서 재배되는 대부분의 옥수수는 곤충 손상 및/또는 제초제 내성으로부터 보호하기 위해 생명공학을 사용하여 개량되었습니다. 곤충 저항성 형질은 곡물의 마이코톡신 오염을 줄이는 추가적인 이점이 있으며, 제초제 내성 형질은 농업 토양에서 순 탄소 격리를 초래하는 재배 시스템의 중심인 무경운 농법의 사용을 확대하는 데 중요한 역할을 했습니다. Syngenta가 Enogen 브랜드로 판매하는 옥수수에는 또 다른 생명공학 형질이 있습니다.신
씨앗은 원래 바이오에탄올 생산의 효율성을 높이기 위해 개발되었습니다. 루이 파스퇴르는 언젠가 말했다.: "기회는 준비된 사람에게 유리합니다." 이러한 현상은 동일한 유형의 옥수수가 젖소 및 육우 사료의 일부로 사용될 때 해당 생산 시스템의 비용을 절감하고 환경 프로필을 개선할 수 있다는 발견에서 나타났습니다.

먼저 해당 산업에 대한 몇 가지 배경 지식입니다. 쇠고기와 유제품은 우리 식품 공급에서 인기 있고 영양가가 높은 부분이며, 생산 공정은 최근 수십 년 동안 점점 더 효율적으로 발전해 왔습니다. 동물 1마리당 생산되는 육류의 양은 1960년 이후 매년 약 1.7%씩 증가했으며 현재는 1950년대에 비해 거의 1980배입니다. 소 한 마리당 생산되는 우유의 양은 XNUMX년대 이후 XNUMX배 증가했습니다. 이러한 효율성 증가는 이러한 식품의 생산에 이제 식품 단위당 더 적은 자원이 필요하고 환경에 미치는 영향이 더 적다는 것을 의미합니다.

이러한 발전의 상당 부분은 보다 정교한 육종 프로그램에 기인할 수 있습니다. 남은 발전의 대부분은 이 매우 유연한 동물이 번성할 수 있는 식단의 최적화를 통해 이루어졌습니다. 이것을 사료 사용 효율이라고 합니다. 사료 XNUMX파운드당 몇 파운드의 고기나 우유를 생산할 수 있는지입니다. 소를 위한 주요 사료 옵션 중 하나는 곡물 또는 전체 식물로 만든 사일리지 형태로 제공되는 옥수수입니다. 둘 다 대부분의 젖소의 식단에 중요한 옵션입니다. 육우는 대부분의 삶을 목초지에서 키운 후 "비육" 단계를 위해 비육장으로 옮겨지며 종종 곡물 옥수수나 사일리지를 먹이기도 합니다. 이러한 쇠고기 및 유제품 트렌드는 매우 긍정적이지만 항상 추가 개선의 여지가 있으며 Enogen 옥수수가 시스템에 적합합니다.

Enogen 옥수수는 전분을 설탕 성분으로 분해하는 알파 아밀라아제 효소 유전자를 추가하기 위해 유전 공학을 사용하여 개발되었습니다. 이 유전자는 커널의 배젖에서만 발현되며 잎이나 꽃가루에서는 감지할 수 없습니다. 이것은 일반적인 유형의 효소입니다. 예를 들어 우리 인간은 타액에서 아밀라아제 효소를 분비하고 소화 시스템으로 이동하여 감자, 파스타 또는 옥수수 가루와 같은 전분 함유 식품에서 에너지를 방출합니다. Enogen 옥수수의 아밀라아제는 광범위한 조건에서 안정적이고 활성 상태를 유지하는 특히 강력한 버전입니다. 그것은 옥수수 전분을 당으로 소화한 다음 바이오 연료 발효에서 효모가 사용할 수 있는 에탄올을 생산합니다. 그것은 다른 소스에서 추가된 효소의 기능을 보다 효과적이고 효율적으로 제공합니다. 이 기술은 2011년 처음 상업 판매 승인을 받았습니다.

Enogen 옥수수는 전분을 분해하는 것이 문제가 될 수 있는 옥수수의 특정 용도가 있기 때문에 곡물 사업에서 "정체성 보존"입니다. 즉, 심어진 모든 필드가 추적되어 적절한 다운스트림 사용으로만 채널링될 수 있습니다. 이 옥수수는 원래 직접 동물 사료로 사용하기 위한 것이 아니었지만, 이 형질이 형질전환 생명공학 형질에 필요한 광범위한 규제 과정을 거치면서 안전성이 확인되었습니다.

2013년경부터 이 특성이 동물에게 먹이를 주는 데 사용될 경우 어떤 영향을 미치는지 알아보기 위해 몇 가지 추가 연구가 수행되었습니다. 고무적인 예비 데이터를 기반으로 동물 과학자와 여러 공공 기관의 도움으로 점점 더 많은 작업이 수행되었습니다. 발견된 사실은 약간 놀랍지만 돌이켜 보면 소가 전분을 소화하는 데 도움을 줄 수 있다는 것은 조상 식단의 주요 부분이 아니기 때문에 이치에 맞습니다. 젖소와 육우 모두 사료의 일부가 Enogen 옥수수로 만든 곡물이나 사일리지인 경우 사료 5파운드당 생산되는 우유 또는 육류의 파운드가 약 40% 증가합니다. 네브래스카 대학교와 캔자스 주립 대학교의 학술 연구원들은 또한 증가된 "총 소화관 소화율" 및 "감소된 대변 배출"(예: 똥 감소)을 문서화했습니다. 유제품 사료에 7.2% Enogen 기반 사일리지를 사용한 펜실베니아 주립 대학의 연구에 따르면 메탄 배출 강도가 5.4% 감소하고 사료 사용 효율이 XNUMX% 증가했지만 우유 품질은 변하지 않았습니다.

Enogen 사료 이점의 경제적 및 환경적 중요성은 Rock River 연구소와 함께 University of Wisconsin-Madison의 동물 및 낙농 과학 및 농업 경제학과에서 평가되었습니다. 그들은 우유 함량과 예상 수익 및 옥수수 사일리지 비용을 살펴보았습니다. 그들이 발견한 것은 Enogen 옥수수를 사용함으로써 낙농업체가 연간 착유 젖소당 $132에서 $208를 절약할 수 있다는 것입니다. 이 사료 공급원으로 전환하면 작업에 다른 어떤 것도 방해하지 않으므로 이는 낙농가에게 매력적인 옵션입니다. 이 독립적인 분석에는 Sustainable Solutions Corporation에서 수행한 수명 주기 평가(LCA)도 포함되어 몇 가지 환경적 이점을 정량화했습니다. 이들은 1000마리의 젖소가 있는 무리에 대해 연간 의미하는 바를 기반으로 아래에 설명되어 있습니다.

· 1.4만 킬로그램 이상의 CO2 상당량의 온실 가스 감소 - 도로에서 승용차 314대를 제거하는 것과 같습니다.

· 미국 축구장 249개에 해당하는 189에이커의 토지 사용 감소

· 물 사용량 13만 갤런 감소 – 올림픽 수영장 21개를 채울 수 있는 양

· 220,000kW 시간의 에너지 절약 – 평균 미국 가정 19채에 전력을 공급할 수 있는 양

유사한 LCA 쇠고기 생산을 위한 실험은 알칸사스 대학 탄력 센터에서 사육장 소를 위한 식단에서 건식 압연 옥수수와 같은 Enogen 사료의 효과에 대해 수행되었습니다. 그 분석에서 온실가스 배출량은 5.8%, 화석 연료 소비는 6%, 토지 사용은 6.1%, 물 사용은 5.6% 감소했습니다.

현재 Syngenta는 1.1만 마리의 소가 Enogen 기반 사료를 먹고 있으며, 그 중 45%는 쇠고기 산업에, 55%는 유제품에 있다고 추정합니다. 이러한 수치는 미국 중서부의 옥수수가 사료 공급의 상당 부분을 차지하는 서부 미국에서 더 많이 채택됨에 따라 증가할 것으로 예상됩니다. 미국에는 9.5만 마리의 젖소와 15만 마리의 육우가 있기 때문에 이러한 혜택이 확대될 가능성이 많습니다.

Enogen 옥수수의 또 다른 이점은 사일리지를 만드는 과정과 관련이 있습니다. 옥수수는 몇 달에 걸쳐 발효 과정을 용이하게 하기 위해 전체 식물로 수확하고, 잘게 자르고, 압축하고, 덮을 수 있습니다. 엔실링은 소와 전분을 당으로 전환하는 데 도움이 되는 소화 미생물총에 의해 옥수수 전분이 더 잘 소화되도록 하는 방법이지만, 기존의 옥수수 사일리지가 소에게 먹여도 안전합니다. Enogen 옥수수에서 발견된 사실은 사일리지가 훨씬 더 짧은 "엔실링" 시간 후에 동물 사료로 사용될 수 있으며 여전히 동일한 사료 효율성 이점을 가지고 있다는 것입니다. 이러한 유연성은 농부들이 일년 내내 꾸준한 사료 공급 프로그램을 유지하는 데 도움이 될 수 있습니다. 곡물 옥수수의 경우, Enogen의 장점은 단순히 갈라진 낟알과 남서부 및 서부 주에서 특히 인기 있는 전분 소화율을 증가시키는 보다 에너지 집약적인 방법인 "스팀 플레이크 처리"에서 볼 수 있습니다. 기존 프로그램.

Enogen 옥수수는 바이오에탄올 생산에 계속해서 널리 사용되고 있으며, 이는 자동차 연료용 혼합을 통해 운송 부문의 탈탄소화에 크게 기여하고 잠재적으로 현재 다음 분야에서 사용할 수 있습니다. 개조된 디젤 엔진. 옥수수 작물을 사용하여 얻은 단백질은 동물 사료에 사용되며 옥수수 기름은 여러 가지 방법으로 사용할 수 있습니다. 다행스럽게도 여전히 식품 및 사료용으로 사용할 수 있는 옥수수가 많이 있으며 Enogen 기술의 우연한 발견으로 그 공급량은 이전보다 훨씬 더 늘어날 수 있습니다.