בשנת 2018, קלוריות הן אאוט. אבן היסוד של התזונה הבריאה המודרנית היא ההבחנה בין פחמימות (רע) וסוכרים (רע מאוד) לבין חלבונים (עדיף). ובכל זאת, בני אדם כמהים לטעם מתוק. פתרון אפשרי? חלבון בטעם סוכר.
בטבע יש מעט מאוד חלבונים בטעם מתוק וקשה מאוד להפיק אותם. ד"ר אילן סמיש, שהתתמחה בעיצוב חלבונים באופן ממוחשב, רוצה ליישם את הידע שצבר ולעצב חלבון מתוק חדש. למעשה, הוא כבר בדרך לשם.
"שוק תחליפי הסוכר מגלגל כ-9 מיליארד דולר, כעשירית משוק הסוכר", אומר סמיש. "התחליפים סובלים משתי בעיות. האחת היא טעם לוואי, והשנייה היא שחלקם חשודים בציבור כבעלי השפעות שליליות על הבריאות, אף שההוכחות לכך לא חותכות. מחקר של מכון ויצמן הראה כי הממתיקים הנפוצים, סכרין, אספרטיים וסוכרלוז, מובילים לעליות ברמות הסוכר בדם".
טענה נוספת היא שהממתיקים יקרים לשימוש במזונות תעשייתיים וכל עוד הצרכנים מוכנים לקבל את הסוכר הקלאסי והזול, יצרנים לא מרגישים צורך להחליפו, מה גם שיש לו תרומה למרקם של מזונות.
אחד החלבונים שמעצבת חברת אמאי חלבונים (אמאי פירושו "מתוק" ביפנית) שהקים סמיש מבוסס על חלבון בשם תאומטין, שנמצא בצמח Katemfe . "הצמחים הללו גדלים בג'ונגל, מקום שבו צמחים רבים נלחמים על אור ועל תשומת הלב של החיות שאמורות לאכול אותם ולפזר את זרעיהם למרחוק", אומר סמיש. "לכן, מסין ועד אפריקה צמחו בג'ונגלים צמחים מתוקים. חלקם לא מכילים סוכר אלא חלבונים מתוקים שונים. אלא שקשה לגדל אותם בגידול תעשייתי, והם לא יציבים מחוץ לצמח, חוץ מהתאומטין שהוא יציב אך יקר להפקה ונמצא היום במחסור". תאומטין נמצא במוצרי פרימיום כמו ויטמינים לילדים או פפסי נקסט. מוסיפים אותו לפעמים בכמויות קטנות עם ממתיקים אחרים והוא סינרגטי איתם".
חברת אמאי מתאימה את התאומטין לצריכה המונית באמצעות עיצובו מחדש וייצורו בביוטכנולוגיה. "אנו מבטאים אותו במיקרואורגניזם כמו שמרים, ומגדלים את המיקרואורגניזם במתקן תסיסה. המיקרואורגניזם מהונדס גנטית, אבל אנחנו מנקים את החלבון, ובמוצר הסופי אין זכר לתא שבתוכו הוא גדל. לכן על פי רשויות הרגולציה של ארה"ב ושל אירופה, המוצר אינו נחשב למהונדס גנטית.
"חלבון כזה נקשר רק לקולטן המתיקות בפה. בגוף עצמו הוא מתנהג לגמרי כמו חלבון ומתעכל במהרה ללא השפעה על רמת סוכר בדם. החלבון לא מעובד על ידי הבקטריות חובבות הסוכר שבמעי ולא משנה את הרכב המיקרוביום לטובת צריכת סוכר, הוא לא נכנס לכבד ולא גורם לעומס על הכליות ולא נקשר לשום קולטן שקושר סוכר מעבר לזה שבפה".
אמאי עוסקת בשני חלבונים מתוקים נוספים, שפותחו בשיטות של עיצוב חלבונים חישובי, כך שייצרו מקסימום פעילות על קולטני המתיקות בפה, אך גם יהיו יציבים ועמידים, ובלתי מזיקים. כמו כן, לחלבונים המתוקים יש נטייה להידבק ללשון, ואילו החלבונים המתוקים שמפתחת אמאי לא אמורים ליצור תגובה כזו. ההידבקות ללשון גורמת טעמי לוואי ארוכים כמו אלה שאנו מכירים מסטיביה.
מבחינת ה-FDA , רשות המזון והתרופות האמריקאית, המוצרים החדשים האלה דורשים ניסוי, אך לא כתרופה אלא כ"מזון חדש". מוצר כזה עובר ניסויים של חודשים ספורים כדי להראות שאינו מזיק. "בארה"ב ניתן למכור לאחר ביצוע 'אישור עצמי של מזון חדש' וקביעה של ועדת מומחים פנימית שהחלבון בטוח לשימוש. אנחנו, מצדנו, רגועים לגבי השפעות המוצר, כי אנחנו יודעים שבתהליך העיצוב שלו אנחנו מסירים ממנו רכיבים שהופכים מזונות לאלרגניים".
המוצר של אמאי אמנם ימתיק מוצרים, אבל בשלב הראשון לא יחליף את הסוכר בתרומתו למרקם המזון. "אנחנו מחליפים כפית סוכר (ארבעה גרם) בשני מיליגרם של חלבון, אז אם נחליף את הסוכר בשוקולד, הוא ישקול חצי ויהיה צריך להחליף את היתר בסיבים תזונתיים, וזה יקר יותר מסוכר", אומר סמיש. אמאי הדגימה את מוצריה בשוקי המשקאות (הענקיים כשלעצמם ובהם רוב הנפח הוא מים), מוצרי החלב (שבהם רוב הנפח הוא חלב) ובמוצרי חלבון לספורטאים (שהמחיר שלהם מצדיק את ההמרה). המוצרים מתאימים גם לשוקי פרימיום כמו שוק הסוכרת והדיאטה, תרופות ותוספים ללעיסה וציפויים מתוקים של תרופות ודברי מתיקה. "כבר יש לנו שיתוף פעולה לפיתוח עם חברת סודה סטרים". המוצרים מכילים חלבונים מתוקים שונים. "חלבוני המעצבים" נמצאים בפיתוח ובינתיים מיוצרים בכמויות קטנות.
"עשיתי את הפוסט-דוקטורט שלי אצל פרופ' ביל דגרדו, מי שהמציא את התחום של עיצוב חלבונים חישובי, והרגשתי שמדברים על זה הרבה באקדמיה ולא מספיק עושים". לדבריו, הוא הבין שהשיטה החישובית מתאימה מאוד לעיצוב של חלבון מתוק. "בניגוד לחלבונים תנועתיים כמו אנזימים, החלבונים הללו קשיחים ולכן קל יותר לעצב אותם, ומצד שני הם מורכבים וקשה לתכנן אותם באופן לא חישובי".
החברה צמחה בחממת The Kitchen Hub של שטראוס, שהשקיעה בה עד כה 3 מיליון שקל. "הם עזרו לנו מאוד ביצירת קשרים, במיוחד בשוק המזון", אומר סמיש. החברה גם קיבלה מענק של 120 אלף דולר מאמזון וגוגל שמשמשים לה לרכישת שירותי מחשוב ענן מהחברות לצורך ביצוע העיצוב החישובי.
"השלב הבא הוא מעבר ממאות אלפי חלבונים על המחשב ועשרות שמבוטאים במעבדה לחלבון מתוק אחד שיעבור ייצור בקנה מידה גדול - דבר שמחייב סבב גיוס משמעותי. המכירות יכולות להתחיל בתוך כשנתיים. לאחר שנפתור את בעיית הסוכר, נפעיל את הטכנולוגיה שלנו על חלבונים אחרים לשוקי המזון הפונקציונלי והרפואי".