FutureFeed
Asparagopsis , den primära komponenten i FutureFeed
| |
| Typ | Foderingrediens |
|---|---|
| Början | 2013 |
| Tillverkare | CSIRO |
| Hemsida | https://www.future-feed.com |
FutureFeed är en tångbaserad foderingrediens för boskap som för närvarande utvecklas av ett team från Australiens Commonwealth Scientific and Industrial Research Organization ( CSIRO). Den primära komponenten i FutureFeed är torkad Asparagopsis , ett släkte av röda alger , som har visat sig minska utsläppen av metan (CH 4 ) från idisslare med upp till 99 %. Det tillsätts foder i foderställen i doser på 1-2% kostintag för att uppnå detta resultat. FutureFeed utvecklas för närvarande i samarbete med James Cook University (JCU) och Meat and Livestock Australia (MLA), med det primära målet att skala för vanlig kommersiell användning.
Historia
Historiska bevis tyder på att bönder i antikens Grekland medvetet betade boskap nära stränder som ett resultat av produktivitetsfördelarna det gav. Så var det även för isländska bönder på 1700-talet.
I början av 2010-talet märkte den kanadensiska mjölkbonden Joe Dorgan att nötkreatur i hagar intill stränderna som omger hans fastighet upplevde högre produktivitetsnivåer än nötkreatur placerad i hagar längre in i landet. Detta observerades genom högre befruktningsfrekvens, längre perioder av värme och ökad mjölkproduktion. Det upptäcktes att boskapen hade ätit torkad kelp som hade sköljt upp på stranden.
År 2013 rekryterades miljöforskare , Dr Rob Kinley och professor Alan Freeden, av Dorgan för att utföra officiella tester på näringsdata för kelp och för att kvantifiera effekterna det hade på boskapens hälsa. Dorgan hade för avsikt att skörda och sälja tång som ett organiskt alternativ till konventionella kosttillskott, men ytterligare tester visade dess förmåga att minska metanutsläppen från boskap. Kinley upptäckte att denna form av kelp kunde minska metanproduktionen hos nötkreatur med upp till 16 %. Efter denna upptäckt flyttade Kinley till Australien för att samarbeta med CSIRO och James Cook University (JCU) för att genomföra ytterligare tester. Ett forskarlag vid JCU, inklusive professor Rocky De Nys, hade tidigare studerat effekterna av algfodertillsatser på boskapsproduktionssystem som en del av Center for Macroalgal Resources and Biotechnology (MACRO). Detta samarbete gav grunden för FutureFeed som en kommersiell tillämpning av denna forskning.
Forskning
2013 utförde Rocky De Nys och hans team vid JCU in vitro- tester på 20 tropiska makroalger med hjälp av en konstgjord komage. Torkad tångbiomassa blandades in med grovfoder av låg kvalitet och kombinerades med vomvätska . Temperatur och pH bibehölls sedan för att exakt simulera jäsningsprocessen som sker i idisslarens magar under matsmältningen . Den totala volymen och koncentrationerna av producerade gaser mättes för varje prov med 12 timmars intervall under en 72 timmars period. Alla tångarter visades minska metanutsläppen i viss kapacitet med en genomsnittlig minskning på 50 %, men detta krävde doser så mycket som 20 % av kosten. Detta var problematiskt eftersom de höga koncentrationerna som krävdes sannolikt skulle orsaka matsmältningsproblem för boskapen genom att minska volymen av flyktiga fettsyror. Asparagopsis taxiformis visade sig vara mest effektiv med en uppmätt metanreduktion på 98,9 %. Dictyota var den näst mest effektiva tången med en uppmätt metanreduktion på 92 %. Resultaten av detta experiment gav tillräckliga bevis för CSIRO att välja Asparagopsis som huvudingrediensen i FutureFeed.
De Nys och Kinley utökade detta experiment 2015 med målet att hitta en idealisk dos av Asparagopsis. Syftet var att maximera metanreduktionen utan att kompromissa med tarmhälsan. Olika koncentrationer av Asparagopsis taxiformis blandades med Rhodos-gräs av låg kvalitet och undersöktes med standardiserade in vitro- odlingsmetoder. Fem doser testades från 0,5 % till 10 % av dietsammansättningen. Den optimala koncentrationen fastställdes till 2 %, eftersom den praktiskt taget eliminerade metanproduktion och minskade volymen av den totala producerade gasen med 30 % utan att påverka jäsningseffektiviteten. Doser under 5 % hade ingen effekt på koncentrationerna av flyktiga fettsyror, som är den primära energikällan från matsmältningen.
Under 2016 utfördes levande tester på får vid CSIRO Center for Environment and Life Sciences i Floreat, västra Australien . 29 merino-korsväder utfodrades med en av fem doseringsnivåer (0%, 0,5%, 1%, 2% eller 3% kostintag) och övervakades under en 72-dagars utfodringsperiod. I doser på 2 % registrerades minskningar av metanutsläpp på upp till 85 % jämfört med kontrollfår. De får som fick doser på 0,5 % noterade minst 50 % minskning av metanutsläppen. Inga tecken på mikrobiell anpassning inträffade under de 72 dagarna av testning eftersom metan kontinuerligt och konsekvent mildrades. Vävnadsundersökning visade inga negativa effekter på fårens allmänna hälsa.
Under 2017 utfördes tester med levande försökspersoner under 90 dagar på nötkreatur vid CSIRO Lansdown-anläggningen i Queensland . 28 Brahman-Angus stutar separerades i fyra grupper och gavs varierande doser av torkad Asparagopsis i en simulerad foderlott . Koncentrationsnivåer för varje grupp var 0 % (kontroll), 0,5 % (lågt), 1 % (medel) och 2 % (högt) dietintag. Utsläppsövervakning utfördes regelbundet med hjälp av andningskammare. Veckovis viktkontroller utfördes för att övervaka nötkreaturs produktivitet. Vid slutet av projektet avslutades nötkreaturen och fick sina slaktkroppar skickade till Meat Standards Australia (MSA) för bedömning av köttkvalitet. Resultaten väntar för närvarande på offentliggörande.
En panel av testare kunde inte urskilja någon skillnad i smak mellan kontrollmjölk och mjölk producerad av nötkreatur med tångtillskott tillsatta i kosten.
2020 vann FutureFeed ett Food Planet-pris värt 1 miljon dollar för en Asparagopsis -produkt som minskar metanutsläppen från boskap.
FutureFeed nominerades till 2021 års Eureka-pris i kategorin Tillämpad miljöforskning.
Produktion
FutureFeed kräver väldigt lite bearbetning. Asparagopsis skördas från en tångodling och frystorkas sedan eller lågtemperaturtorkas för att bevara så mycket bioaktivitet som möjligt. Detta kan sedan packas och transporteras efter behov. FutureFeed består av hel Asparagopsis, som antingen är en av två arter: Asparagopsis taxiformis eller Asparagopsis armata . Båda arterna har mycket liknande biokemi och därmed försumbar skillnad i prestanda som tillsats. Den huvudsakliga skillnaden mellan båda arterna är de förhållanden som var och en blomstrar i. Asparagopsis taxiformis trivs i tropiska och subtropiska klimat och kan hittas i australiensiska kustvatten, främst i norra Queensland och västra Australien. Asparagopsis armata trivs i tempererade klimat och finns naturligt i Medelhavet och Tasmanhavet. Arten av Asparagopsis som används i FutureFeed kommer att bero på platsen och klimatet på tångfarmen som FutureFeed kommer att hämtas från. Eftersom en global leveranskedja planeras för distribution av FutureFeed, kan de specifika Asparagopsis -arterna som används variera på olika platser över hela världen.
Effekt på boskap
FutureFeed inkorporeras i foder för boskap vid en fodergård, vanligtvis som flingor, pellets eller ett malet pulver. Homogeniteten för tångbiomassa i fodret måste upprätthållas för att säkerställa ett enhetligt intag för konsekvent effekt. Den primära kemikalien i Asparagopsis hämmar metanproduktion i boskap genom att interagera med de föreningar som produceras under matsmältningen. Denna kemikalie är klassificerad som bromoform (CHBr 3 ) och förekommer naturligt i röda alger . Bromoform stör den kemiska reaktionen mellan enzymer och vitamin B12 , som är en nyckelfaktor till produktionen av metan i idisslares magar. Genom att använda mellan 1 % och 2 % av kosten kan FutureFeed minska metanproduktionen i boskap med minst 80 %.
Forskning om husdjursmetanproduktion har visat att upp till 12 % av energin som fodret producerar under rötning går förlorad som metangasutsläpp, främst från rapningar. Det är en vanlig missuppfattning att merparten av metanutsläppen från boskap sker genom gasbildning. Flatulent gas bidrar till mindre än 10 % av metanutsläppen till skillnad från rapningar som bidrar med upp till 95 %. Detta orsakas av bakterier som lever i den första magen, känd som vommen, som fungerar som en "jäsningstank" för att effektivt bryta ner näringsämnen under matsmältningen. Metanproduktion representerar en ineffektiv energiomvandling som annars skulle bidra till den produktiva metabolismen av boskap, såsom mjölk-, muskel- eller ullproduktion. Genom att hämma metanproduktionen ökar FutureFeed effektiviteten i rötning av idisslare hos boskap för att förbättra produktiviteten.
Produktivitetsförbättringar är direkt relaterade till kvaliteten på foder som intas. Spannmålsbaserat foder som majs och korn producerar upp till en tredjedel mindre metangas hos nötkreatur än gräsmatade nötkreatur. Gräs är generellt mer fibröst och energikrävande för idisslares magar att smälta, särskilt grovfoder av lägre kvalitet. Det gör att större volymer metangas produceras som avfall när boskapen får foder av låg kvalitet. Därför är det mer sannolikt att FutureFeed ger större produktivitetsfördelar till boskap som får foder av lägre kvalitet än de som får foder av högre kvalitet.
Team
Utvecklingsteamet bakom FutureFeed representerar ett partnerskap mellan CSIRO, James Cook University och Meat & Livestock Australia (MLA). All testning och forskning utförs som en del av National Livestock Methane Program (NLMP), en forskningsinsats som koordineras av MLA i partnerskap med 16 stora forskningsorganisationer och finansieras av Australian Department of Agriculture. Huvudmålet för NLMP är att forska om metoder för att minska metanutsläpp och öka produktiviteten, speciellt för boskap. CSIRO, MLA och JCU, IP-partnerna, har patent för användningen av Asparagopsis för metanreduktion. IP-partnerna har licensierat FutureFeed de globala rättigheterna, exklusivt till patenten.
De primära teammedlemmarna är följande
- Andrew Gatenby - VD
- Dr Rob Kinley - chefsforskare
- Rob Hewitt - CFO
- Joanne Barber - Kommersiell direktör
- Eve Faulkner - Marknads- och kommunikationschef
Utmaningar
Den största utmaningen som FutureFeed står inför för närvarande är utvecklingen av en leveranskedja för tång. Eftersom huvudkomponenten i FutureFeed är Asparagopsis , är dess skalbarhet direkt korrelerad till volymen tång som kan produceras. Det finns potential att importera stora mängder tång från Sydostasien där infrastruktur för tångodlingar redan är etablerad, men Asparagopsis odlas inte kommersiellt på dessa platser. Kostnaden för vildskörd Asparagopsis är cirka 200 AUD/kg, vilket inte är lönsamt för kommersiellt bruk. Riktpriset syftar till att vara konkurrenskraftigt med andra importerade alger, till mindre än 5 AUD/kg, genom att utveckla infrastruktur för massproduktion. Trots de små mängder som krävs för att FutureFeed ska vara effektivt, beräknas det att utfodring av 10 % av Australiens nötkreatur kommer att kräva att 300 000 ton tång produceras varje år, vilket kräver över 6 000 hektar tångodlingar. För att bli en kommersiell produkt krävs betydande ytterligare finansiering för utveckling av odlingsinfrastruktur och tekniker för att massproducera Asparagopsis .
Användningen av FutureFeed är för närvarande endast effektiv för foderpartier på grund av dess enda användning som fodertillsats. Gräsmatade boskap genom bete kan inte använda FutureFeed eftersom fodertillsatser inte lätt kan appliceras på deras diet. Rötningen av gräsbaserat grovfoder i boskap släpper ut mer metan än spannmålsbaserat foder, därför skulle FutureFeed potentiellt vara mer effektivt för gräsutfodrade boskap. Som ett resultat utvecklas ytterligare metoder för närvarande för att möjliggöra inkorporering av FutureFeed i alla typer av utfodring av boskap.
Liknande projekt
Den specifika användningen av Asparagopsis som fodertillsats för att minska utsläppen av metan från boskap är en patenterad ansökan som innehas av CSIRO. Det finns dock många andra projekt och team som använder liknande forskning för att utveckla sina egna versioner av tångbaserade djurtillskott och metoder för tångproduktion.
- North Atlantic Organics (NAO) är ett kanadensiskt företag startat av Joe Dorgan 2011, som säljer torkade Laminariaceae (Kelp) och Rockweed, märkta som Atlantic-Gro. Atlantic-Gro säljs som ett ekologiskt alternativ till konventionella djurtillskott. Den skördas från stranden av Prince Edward Island, Kanada.
- Symbrosia är en start-up med ursprung från Yale University som utvecklar en billig, hållbar metod för att producera Asparagopsis taxiformis och regenerera den lokala räkpopulationen som en biprodukt.
- Greener Grazing är ett projekt som pågår av den globala skaldjursproducenten Australis Aquaculture , som utvecklar infrastruktur och metoder för att kommersiellt odla Asparagopsis taxiformis. Forskning och testning utförs för närvarande vid anläggningar i Vietnam och Portugal.
- Elm Innovations är ett socialt företag grundat av Stanford-examen Joan Salwen. Bolaget strävar efter att koppla ihop investerare med tångforskningsinsatser i samarbete med boskapsindustrins partners.
- Ett forskningsprojekt vid University of California, Davis pågår för att studera effekterna av tångkonsumtion på boskap. Som en del av ett experiment 2018 fick Holstein mjölkkor tillskott av tång och uppnådde metanreduktionsnivåer på 58 %. Projektet leds av djurvetenskapsprofessorn Ermias Kebreab.
