High-Oil Corn

Corn oil är nu i rikligt utbud som en samprodukt till följd av tillväxten av majs våtmalningsindustrin följt mer nyligen av ökad etanolproduktion för biobränsle. Den totala majsoljeproduktionen i USA nådde nya höjder över 2,5 miljarder kg eller 5,5 miljarder pund 2016/17 (USDA-ERS). Majsolja har använts främst för ätbar olja direkt av konsumenterna, men det går nu också in i biodieselrådsströmmen. Hybridteknik med hög olja är dock av intresse för produktion av högenergiråvaror eller för direkt produktion av majsoljeprodukter, särskilt i regioner som kanske inte genererar stora mängder majsolja som samprodukt eller biprodukt.

råvaru majs bälte buckla majs visar ett intervall på 3,1% -5,7% (torrvikt basis) enligt Corn raffinaderier Association (2006). Watson (1987) noterade att det genomsnittliga oljeinnehållet vid Illinois våtmalningsanläggningar hade minskat från 4,9% till 4,3% under flera decennier under mitten av 20-talet. Mer nyligen verkar aggregerat amerikanskt majsoljeinnehåll ha doppat till ett medelvärde lite under 4.0% under de senaste fem produktionsåren (US Grain Council, 2018).

Kärnoljeinnehåll svarar bra på avel som demonstreras av Illinois Long-term Selection program (granskat i Dudley och Lambert, 2004), som har producerat populationer med oljeinnehåll så högt som 22%. Gener som kontrollerar oljeinnehåll har karakteriserats och en gen som kallas diacylglycerolacyltransferas har visat sig vara viktig för att kontrollera totalt oljeinnehåll (Zheng et al., 2008). Kommersiella majssorter med hög olja med oljeinnehåll i intervallet 6% -8% (torrvikt) har marknadsförts sedan 1950-talet (Lambert, 2000). Tidiga introduktioner visade minskad avkastningsprestanda jämfört med normala hybrider (”avkastningsdrag”) samt större logi och mottaglighet för biotiska och abiotiska påfrestningar. Deras produktion förblev begränsad.

TopCross-systemet introducerades av DuPont Specialkorn i början av 1990-talet och det stod för en betydande ökning av produktionsarealen med högoljekorn under 1990-talet (Davis och Gray, 2002). Systemet bestod av en blandning av en manlig steril kvinnlig hybridinnehållande normala oljenivåer och en pollinator med hög olja (cirka 8% av fröet) som gav större bakteriestorlek och därefter högre oljeinnehåll till honan. De bäst presterande TopCross-blandningarna gav närmare kontrollvarianter och producerade cirka 7% -8% oljeinnehåll (Lauer, 1995; Thomison et al., 2003) med färre agronomiska problem än tidigare hybrider (Thomison et al., 2002). Flera fröföretag använde TopCross-tekniken för att skapa högoljeversioner av sina egna hybrider. Läsaren hänvisas till en omfattande granskning av urvalsförlopp för ökat oljeinnehåll under 20-talet av Lambert (2000). Arbetet med att samordna leveranskedjan för detta specialkorn resulterade i strategiska allianser mellan DuPont och Consolidated Grain and Barge, ConAgra Trade Group och Archer Daniels Midland Company för att utveckla ett kontraktssystem för produktion och rörelse av spannmål genom landshissar till slutanvändare (Davis och Gray, 2002).

leveranskedjan för majs med hög olja drivs av slutanvändarens efterfrågan och deras vilja att ge premier till producenter som medför ökad risk och kostnader för att producera IP-spannmål. Djuruppfödare kräver konsekventa foderformuleringar. Om de har några reservationer, eller om de stöter på variation i mängden energi i högolja majs, kan de använda alternativa ingredienser som valvitt fett, vilket resulterar i minskad efterfrågan på högolja majs. För närvarande tillgängliga högoljesorter rapporteras nå nivåer så höga som 9.0% -10% och detta kan bidra till att säkra en mer konsekvent efterfrågan. Fröföretag har nu skiftat sin betoning från majshybrider med hög olja i sig till alternativ teknik och hybrider som visar kombinationer av egenskaper med ökat värde för fjäderfä-och svinproducenter. Till exempel marknadsförs nya generationens specialkorn som hybrider med hög tillgänglig energi (HAE) (DuPont-Pioneer, 2018) och förbättrat fodervärde (EFV) hybrider (Wyffels hybrider) eller ”egenskapshybrider” (Brown Seed Genetics, Inc). Dessa hybrider kan också visa högolja och / eller andra egenskaper såsom förbättrad aminosyrasammansättning av värde för boskapsproducenter. För en mer komplett lista över företag som marknadsför värdeförbättrade produkter, se American Agricultural Marketing Resource Center Value Enhanced Corn Report (Context Network och Novecta, 2006).

Djurfodringsförsök har i allmänhet visat en fördel med att mata majsråvaror med hög olja. Högre mjölkproduktion kan förekomma i mjölkbesättningar (Lauer, 1995) och högre andelar nötköttsstutar har graderat USA: s val. Steers-fedhigh-oil majs (82% av kosten) visade förbättrad intramuskulär lipidavsättning och ökad omättnad av fettsyror i longissimus (Andrae et al., 2001). Majs med hög olja ansågs också vara ett ekonomiskt genomförbart sätt att öka energitätheten hos gris-och sådieter (Adams och Jensen, 1987). Matning av majs med oljenivåer över 8% kan resultera i dålig kvalitet ”mjukt fläsk” (Lambert, 2000). Foderförsök med fjäderfä har visat jämförbar prestanda hos slaktkycklingar (Benitez et al., 1999) och lager (Lee et al., 2001) när konventionell majs ersätts med högoljemjöl i isokaloriska dieter. Resultat från dessa studier och andra (Han et al., 1987) indikerade också att användning av majs med hög olja kan resultera i förbättrad prestanda om foder formuleras för att dra nytta av det högre tillgängliga energiinnehållet i majsen med hög olja. Behovet av att komplettera foderransonerna med alternativa oljor eller fetter kan också minskas och därmed uppfylla energikraven till en eventuellt lägre kostnad. Ersättning av konventionell majs med högoljemjöl påverkade inte äggens fysiska kvalitet och den fleromättade fettsyrahalten i äggula var högre, vilket återspeglade den högre linolsyrahalten i högoljemjölken (Lee et al., 2001).

acceptansen av majsolja som mat beror på dess relativt intetsägande, stabila smak under lagring och matlagning och hög rökpunkt (Watson, 1988). Det har också blivit alltmer populärt på grund av dess höga innehåll av hälsofrämjande omättade fettsyror (linolsyra i intervallet 54% -60% och linolensyra ca 1%) (CORN raffinaderier Association, 2006). Oljekvaliteten har visat sig vara lätt manipulerbar genom avel, vilket skapar möjligheten för specialoljor att produceras i majs En dag. Experimentella sorter som producerar majsolja med förändrad fettsyrasammansättning har utvecklats genom avel (duvick et al., 2003; Duvick et al., 2006). Oljan av dessa sorter innehåller upp till 60% oljesyra, vilket kan göra det till en produkt som är fördelaktig för vaskulär hälsa. En genetisk kartläggningsstudie av den höga oljesyraegenskapen i elit kommersiell germplasm avslöjade att egenskapen till stor del styrs av fad2 locus (Bel Sugi et al., 2008), även om studier i offentlig germplasm tyder på att ytterligare gener också är inblandade (Mikkilineni och Rocheford, 2003).