“A Stroke Of Serendipity” – Teknologi yang Dikembangkan Untuk Industri Bioetanol Memiliki Manfaat Ekonomi Dan Lingkungan Untuk Produksi Daging Sapi Dan Susu

Sebagian besar jagung yang ditanam di AS telah diperbaiki menggunakan bioteknologi untuk memberikan perlindungan dari kerusakan serangga dan/atau toleransi terhadap herbisida. Sifat resistensi serangga memiliki manfaat tambahan untuk mengurangi kontaminasi mikotoksin pada biji-bijian, dan sifat toleransi herbisida berperan penting dalam memperluas penggunaan metode pertanian tanpa olah tanah yang merupakan pusat sistem penanaman yang menghasilkan penyerapan karbon bersih di tanah pertanian. Ada sifat biotek lain dalam jagung yang dijual dengan merek Enogen oleh SyngentaSYT
Biji dan awalnya dikembangkan untuk meningkatkan efisiensi produksi bioetanol. Louis Pasteur pernah berkata: “kebetulan berpihak pada pikiran yang siap,” dan fenomena itu muncul dalam penemuan bahwa ketika jenis jagung yang sama ini digunakan sebagai bagian dari pakan untuk sapi perah dan sapi potong, hal itu dapat mengurangi biaya dan meningkatkan profil lingkungan dari sistem produksi tersebut.

Pertama, beberapa latar belakang tentang industri tersebut. Daging sapi dan produk susu adalah bagian yang populer dan bergizi tinggi dari persediaan makanan kita, dan proses produksinya menjadi semakin efisien dalam beberapa dekade terakhir. Jumlah daging yang diproduksi per hewan telah meningkat sekitar 1% per tahun sejak 1960 dan sekarang hampir 1.7 kali lipat dari tahun 1950-an. Jumlah susu yang diproduksi per sapi meningkat tiga kali lipat sejak tahun 1980-an. Peningkatan efisiensi ini berarti bahwa produksi makanan ini sekarang membutuhkan lebih sedikit sumber daya per unit makanan dan dengan dampak lingkungan yang lebih kecil.

Bagian penting dari kemajuan ini dapat dikaitkan dengan program pemuliaan yang lebih canggih. Sebagian besar kemajuan yang tersisa datang melalui optimalisasi diet di mana hewan yang sangat fleksibel ini dapat berkembang. Ini disebut efisiensi penggunaan pakan – berapa pon daging atau susu yang dapat dihasilkan per pon pakan. Salah satu pilihan pakan utama untuk ternak adalah jagung yang diberikan baik sebagai biji-bijian atau dalam bentuk silase yang dibuat dari seluruh tanaman. Keduanya merupakan pilihan penting untuk diet sebagian besar sapi perah. Setelah sapi potong dibesarkan untuk sebagian besar hidup mereka di padang rumput, mereka dipindahkan ke tempat pemberian pakan untuk tahap “penyelesaian” di mana mereka juga sering diberi makan jagung atau silase. Meskipun tren daging sapi dan produk susu ini sangat positif, selalu ada ruang untuk peningkatan lebih lanjut, dan di situlah jagung Enogen masuk ke dalam sistem.

Jagung enogen dikembangkan menggunakan rekayasa genetika untuk menambahkan gen enzim alfa amilase yang memecah pati menjadi komponen gulanya. Gen tersebut hanya diekspresikan dalam endosperma biji dan tidak terdeteksi pada daun atau serbuk sari. Ini adalah jenis enzim yang umum – misalnya kita manusia mengeluarkan enzim amilase dalam air liur kita dan kemudian masuk ke sistem pencernaan kita untuk melepaskan energi dari makanan yang mengandung pati seperti kentang atau pasta atau tepung jagung. Amilase dalam jagung Enogen adalah versi yang sangat kuat yang tetap stabil dan aktif dalam berbagai kondisi. Ini mencerna pati jagung menjadi gula yang kemudian dapat digunakan oleh ragi dalam fermentasi biofuel untuk menghasilkan etanol. Ini lebih efektif dan efisien melayani fungsi enzim tambahan dari beberapa sumber lain. Teknologi ini pertama kali disetujui untuk penjualan komersial pada tahun 2011.

Jagung enogen adalah "identitas yang dipertahankan" dalam bisnis biji-bijian karena ada penggunaan jagung tertentu yang akan menjadi masalah dalam memecah pati. Itu berarti bahwa semua ladang yang ditanam dilacak sehingga hanya dapat disalurkan untuk penggunaan hilir yang sesuai. Jagung ini pada awalnya tidak dimaksudkan untuk digunakan sebagai pakan ternak langsung, tetapi keamanannya dipastikan saat sifat ini melalui proses pengaturan ekstensif yang diperlukan untuk sifat biotek transgenik.

Mulai sekitar tahun 2013, beberapa penelitian tambahan dilakukan untuk melihat apakah sifat ini memiliki efek jika digunakan untuk memberi makan hewan. Berdasarkan data awal yang menggembirakan, semakin banyak pekerjaan yang dilakukan dengan bantuan ilmuwan hewan dan sejumlah lembaga publik. Apa yang ditemukan sedikit mengejutkan, tetapi jika dipikir-pikir, masuk akal jika sapi dapat menggunakan bantuan untuk mencerna pati karena itu bukan bagian utama dari makanan leluhur mereka. Untuk sapi perah dan sapi potong ada sekitar 5% peningkatan dalam pon susu atau daging yang diproduksi per pon pakan jika bagian dari pakan tersebut adalah biji-bijian atau silase yang dibuat dengan jagung Enogen. Peneliti akademik di University of Nebraska dan Kansas State University juga telah mendokumentasikan peningkatan “kecernaan saluran total” dan “mengurangi pengeluaran feses” (misalnya, lebih sedikit kotoran). Sebuah studi di Pennsylvania State University dengan silase berbasis Enogen 40% dalam pakan susu mendokumentasikan pengurangan intensitas emisi metana sebesar 7.2%, dan efisiensi penggunaan pakan sebesar 5.4% lebih besar, tetapi kualitas susu tetap tidak berubah.

Signifikansi ekonomi dan lingkungan dari keuntungan pakan Enogen dievaluasi oleh Departemen Ilmu Hewan dan Susu dan Agronomi University of Wisconsin-Madison bersama dengan Rock River Laboratory. Mereka melihat kandungan susu dan pendapatan yang diharapkan serta biaya silase jagung. Apa yang mereka temukan adalah bahwa dengan menggunakan jagung Enogen, perusahaan susu dapat menghemat $132 hingga $208 per sapi perah per tahun. Karena beralih ke sumber pakan ini tidak akan mengganggu apa pun dalam operasi mereka, ini merupakan pilihan yang menarik bagi peternak sapi perah. Analisis independen ini juga mencakup penilaian siklus hidup (LCA) yang dilakukan oleh Perusahaan Solusi Berkelanjutan, yang menghitung beberapa keuntungan lingkungan. Ini dijelaskan di bawah berdasarkan apa artinya per tahun untuk kawanan dengan 1000 sapi perah:

· Pengurangan gas rumah kaca lebih dari 1.4 juta kilogram setara CO2 – setara dengan menghilangkan 314 kendaraan penumpang dari jalan raya

· Pengurangan penggunaan lahan sebesar 249 hektar – setara dengan 189 lapangan sepak bola AS

· Pengurangan penggunaan air sebesar 13 juta galon – cukup untuk mengisi 21 kolam renang Olimpiade

· Penghematan energi sebesar 220,000 kW jam – cukup untuk memberi daya pada rata-rata 19 rumah di AS

LCA serupa untuk produksi daging sapi dilakukan oleh Pusat Ketahanan Universitas Arkansas untuk efek pakan Enogen sebagai jagung giling kering dalam diet untuk penggemukan ternak akhir. Dalam analisis tersebut terdapat pengurangan emisi gas rumah kaca sebesar 5.8%, konsumsi bahan bakar fosil 6% lebih rendah, penggunaan lahan 6.1% lebih sedikit, dan penggunaan air 5.6% lebih sedikit.

Sampai hari ini, Syngenta memperkirakan ada 1.1 juta sapi yang menggunakan pakan berbasis Enogen, 45% di antaranya di industri daging sapi dan 55% di produk susu. Angka-angka itu diperkirakan akan meningkat dengan lebih banyak adopsi di AS bagian barat di mana jagung dari Midwest merupakan bagian penting dari pasokan pakan. Karena ada 9.5 juta sapi perah dan 15 juta sapi potong di AS, ada banyak potensi perluasan manfaat ini.

Keunggulan tambahan dari jagung Enogen adalah proses pembuatan silasenya. Jagung dapat dipanen sebagai tanaman utuh, dicacah, dipadatkan, dan ditutup untuk memfasilitasi proses fermentasi selama beberapa bulan. Ensilase adalah cara agar pati jagung dibuat lebih mudah dicerna oleh ternak dan mikroflora pencernaan yang membantu mengubah pati menjadi gula, tetapi dibutuhkan waktu selama 4 hingga 6 bulan untuk silase jagung konvensional untuk mencapai tingkat kecernaan pati yang cukup yaitu aman untuk diberikan kepada ternak. Apa yang ditemukan pada jagung Enogen adalah bahwa silase dapat digunakan sebagai pakan ternak setelah waktu “pelindungan” yang jauh lebih singkat dan masih memiliki keunggulan efisiensi pakan yang sama. Fleksibilitas itu dapat membantu petani mempertahankan program pemberian makan yang stabil sepanjang tahun. Dengan biji-bijian jagung, keuntungan Enogen terlihat dengan kernel retak sederhana, dan juga dengan "pemrosesan serpihan uap" yang merupakan cara yang lebih intensif energi untuk meningkatkan daya cerna pati yang sangat populer di negara bagian Barat Daya dan Barat, sehingga Enogen dapat masuk ke dalam setiap program yang ada.

Jagung enogen terus digunakan secara luas untuk produksi bioetanol, yang merupakan kontributor signifikan terhadap dekarbonisasi sektor transportasi melalui pencampuran untuk bahan bakar mobil dan sekarang berpotensi untuk digunakan dalam mesin diesel yang dikonversi. Protein dari tanaman jagung digunakan dalam pakan ternak dan minyak jagung dapat digunakan dalam banyak cara. Untungnya, masih ada banyak jagung yang tersedia untuk keperluan pangan dan pakan, dan dengan penggunaan teknologi Enogen yang ditemukan secara kebetulan ini, pasokan itu bisa lebih jauh dari sebelumnya.