חזון החלבונים המתוכנתים: המהפכה שעשויה לחסל את תעשיית הבשר

חברי צוות החשיבה העצמאי RethinkX, שהקימו יזם ומרצה בסטנפורד ומשקיע מלונדון, משרטטים עולם חדש ומופלא של חלבונים מעובדים, אבל בריאים וזולים • מתכנון מולקולות במחשב ועד יצירת טעמים חדשים בעזרת שפים, כך טכנולוגיות מעולם התרופות עשויות לחולל מהפיכה

עדר פרות בארה"ב/ צילום: רויטרס, Christinne Muschi
עדר פרות בארה"ב/ צילום: רויטרס, Christinne Muschi

העולם זקוק לעוד חלבון כדי להאכיל את כל האנשים החיים על פני כדור הארץ, אבל נראה שאין ביכולתו לספק אותו. הפתרונות שהוצעו עד כה - להביא לעולם פחות ילדים או לאכול פחות חלבון - לא בהכרח התקבלו בזרועות פתוחות על ידי האנושות. דוח שפרסם לאחרונה צוות החשיבה RethinX מציע אפשרות אחרת.

RethinX הוא צוות חשיבה עצמאי הבוחן את השפעתן הצפויה של המהפכות הטכנולוגיות על עתידן של תעשיות שונות. מייסדי הצוות הם טוני סבה, יזם בסיליקון ואלי ומרצה באוניברסיטת סטנפורד, וג'יימס ארביב, משקיע בטכנולוגיה מלונדון. הדוח הראשון שפרסם הצוות עסק בתחום התחבורה, והדוח על תעשיית המזון פורסם בספטמבר האחרון.

התזה המרכזית של הדוח היא שהטכנולוגיה תכניס אותנו בשנים הקרובות לעידן של חלבון זול, הקרוב למחירים של סוכר. לא רק זאת, החלבון יהיה כה זול, עד שהוא ייחולל מהפכה משמעותית בתחום חקלאות החי בכלל ובחקלאות הבקר בפרט. לטענת מחברי הדוח, מדובר בשינויים שתעשייה זו לא ראתה כבר אלפי שנים. בחזון האופטימי של המחברים, החלבונים החדשים ייוצרו בשיטות החדשניות שיש לתחום הביוטכנולוגיה להציע, המושתתות על הידע שהאנושות צברה על הטבע, בתוך מודעות לסוגיות של בריאות וקיימות. מעבר לכך, הם יהיו זולים עד פי חמישה מהחלבונים הקיימים ויהיה להם יתרון בכל ההיבטים כמעט: הם יהיו מזינים יותר, בריאים יותר, טעימים יותר, מגוונים יותר ונוחים יותר לצריכה. בעקבות זאת, טוענים המחברים, מספר הפרות בארה"ב יפחת ב-50%, וגורל דומה צפוי גם לתעשיות בשר אחרות.

הדוח הזה מעניין משום שהוא מתווה דרך אפשרית לתעשיית המזון ומפנה זרקור לטכנולוגיות חדשות ולמושגים חדשים שצפויים להיכנס יותר ויותר לתעשייה הזאת. עם זאת, יש להתייחס אליו גם בזהירות. התחזיות שהוא מציג, שלפיהן נראה מהפכה חקלאית חסרת תקדים כבר ב-2030, בעוד עשור מהיום, עשויות להיות אופטימיות מדי.   

הביוטכנולוגיה שתשנה את מזון העתיד (וכבר שינתה את עולם התרופות)
 הביוטכנולוגיה שתשנה את מזון העתיד (וכבר שינתה את עולם התרופות)

החלבון כקוד פתוח

הטכנולוגיה המאפשרת את מהפכת החלבונים שעליה מדברים מחברי הדוח היא "פרמנטציה (תסיסה) מדויקת". מדובר בטכנולוגיה שעקרונותיה עומדים בבסיס הייצור של חלק מהתרופות הביולוגיות הנפוצות בעולם היום, והיא כוללת הנדסה גנטית של בקטריה או של יצור חד-תאי אחר, כך שיופקו חלבונים בעלי מאפיינים רצויים לנו. היום אפשר להביא להפקה של כל חלבון כמעט שקיים בטבע, וגם של חלבונים שאינם קיימים.

"זוהי מהפכת התירבות השנייה של הטבע", נכתב בדוח. "בהתחלה בייתנו ותרבתנו את המקרו-אורגניזמים, וכעת אנחנו מבייתים ומתרבתים את המיקרו-אורגניזמים".

הטכנולוגיה הזאת תאפשר לבסס גישה שהדוח מכנה "מזון כתוכנה". כלומר, מהנדסי המזון יציגו את רצף המולקולה, ושפים יבינו את התנהגותה לעומק וכך יוכלו לתכנן כיצד להשתמש בה במזון. בזכות טכנולוגיית הביוטק, המולקולות ייצאו משרשרת הייצור זהות זו לזו לחלוטין. באמצעות טכנולוגיות של בינה מלאכותית, יוכלו השפים לקבל בקלות ובאופן מיידי הצעות לשילובים בין המולקולות השונות, כדי ליצור שילוב חלבונים טעים, גם אם אין לו שם של מאכל שאנחנו מכירים. על פניו, השילובים יציעו אופטימיזציה של טעם, מרקם ותחושת המזון בפה. השפים ישלחו פקודה למתקן הפרמנטציה הקרוב אליהם, כדי ליצר את שילוב החלבונים המבוקש. אחר כך הם ינסו את השילוב המוצע ויזינו את חוות דעתם לתוך המערכת. כך, לפי החזון, יצרני המולקולות יוכלו לשפר אותן. 

"הרעיון הוא שבמקום לחכות שהמיקרו-אורגניזמים בבעלי החיים או הצמחים ייצרו לנו מולקולות בהתאם למה שקיים בטבע, נוכל ליצור אותם על פי הצורך המדויק שלנו, לא בתוך בעל חיים או צמח", נכתב בדוח. 

הייצור של המולקולות יוכל להיות מבוזר. כל עיר שתחזיק מערכת ייצור של מיקרואורגניזמים מהונדסים כאלה תוכל לקבל "עדכון" מהמאגר המרכזי, וכך להתחיל לייצר בתוך זמן קצר מולקולות חדשות, על פי החדשנות הטכנולוגית ועל פי דרישות השוק הקרוב אליה באותו זמן. כך גם עלויות השינוע יפחתו.

לא טבעי, אבל נגיש ובריא

החזון שמשרטטים אנשי RethinkX נשמע הכי רחוק מחזון התזונה הטבעית והנקייה שרובנו חונכנו לשאוף אליו, מעין "עולם חדש מופלא" לתעשיית המזון. אך מחברי הדוח מעריכים שיתרונות המזון מהסוג הזה מבחינת נוחות, בריאות, קיימות, מחיר ומוסר, לא יאפשרו לנו להימנע ממנו. אלטרנטיבות החלבון ידרשו מאית מכמות הקרקע, עשירית מכמות האנרגיה והמים וייצרו עשירית מהאשפה.

"כאשר אנחנו מייצרים מזון מהרמה המולקולרית, אנחנו לא מוגבלים על ידי קיבולת כדור הארץ לשאת בעלי חיים וצמחים", כותבים המחברים. "היום הטבע מספק לנו מיליוני חלבונים, אך אנחנו צורכים רק חלקיק מהם, משום שרובם יקרים מדי להפקה מהמקרו-אורגניזמים - החי והצומח. אנחנו נוכל להפוך את כל החלבונים הללו נגישים לכל אחד בעולם, ובלי שנהיה חייבים לצרוך את החומרים הלא רצויים במזון, כדי להגיע לחומרים הרצויים".

ראו לדוגמה את צמח הפפירוס. חוקרים גילו לאחרונה בצמח הזה חלבון שנראה כי הוא בעל איכויות אנטי-מיקרוביאליות. ניתן היום להתחיל לפתח עסקי חקלאות פפירוס ולמצוא דרך לאפשר לבני האדם לצרוך את החלבון הזה, אבל תארו לכם שניתן היה להפיק את החלבון הזה לבדו, בלי כל הצמח, בתוך פרמנטור (כלי תסיסה) במפעל ביוטכנולוגיה. הוא לא יהיה בהכרח פחות בריא וסביבתי או פחות זול.

אין שום סיבה שלא ניצור גם חלבונים שאינם קיימים בטבע. כל קומבינציה של חומצות אמינו היא, על פי התיאורה, אפשרית לייצור בטכנולוגיה הקיימת היום. מה שנדרש הוא פיתוח מערכות שיאפשרו לנבא מה בדיוק תהיה השפעת החלבונים הללו על בני האדם הצורכים אותם ועל העולם כולו, לאחר שהגוף של בני האדם יסלק את המולקולה או את תוצרי הפירוק שלה.

חלק מהעבודה יהיה לייצר את החלבונים הרצויים. חלק אחר יהיה לגרום להם להיחוות כמזון. היכולות הללו עדיין לא קיימות, אך הן אמורות להתממש בדור הבא של טכנולוגיית הנדסת תאי הגזע וההדפסה התלת-ממדית. עד אז, נצטרך להזריק את חלבוני העתיד לתוך מזון ההווה או לצרוך אותם כתוספי מזון.

חברת Amai Proteins הישראלית כבר מייצרת חלבונים עם טעם מתוק כתחליף סוכר בשיטות ביולוגיות אלה.

הצרכנים הראשונים - חיות מחמד

על פי מחברי הדוח, כ-700 אלף איש יעבדו בתעשיית הפרמנטציה המדויקת בארה"ב עד 2030 (במקביל, תעשיית המזון מן החי תפחת בחצי). מי ממפוטרי הרפתות שלא ימצא תעסוקה, יוכל לעזור לשתול יערות באדמה שהתפנתה מבקר, כך על פי הדוח.

הפרות לא יידרשו אפילו בשביל עור. להיפך, מוצרי עור משובטים יוכלו להתקיים בכל עובי, קשיחות ואפילו צבע משופרים. חומרים אחרים שבעלי חיים מפיקים היום, כגון משי או קורי עכביש, יוכלו גם הם להיות מופקים בתנאי פרמנטציה, כך שייתכן שגם תעשיית החומרים הקיימת היום תעבור מהפכה בזכות הטכנולוגיה הזאת.

מי יהיו הצרכנים הראשונים של המזון המעובד מהדור החדש? במפתיע, הדוח מצביע על סגמנט חיות המחמד. כבר היום המזון לחיות הוא פחות מגוון ויותר מתועש ממזון לבני אדם, אולם צורכי הבריאות של החיות מתחדדים, והשפעת הצריכה של חיות המחמד על הסביבה, לצד זו של בני האדם, הולכת ומתבהרת. מי שאוהב בעלי חיים מספיק כדי להחזיק כלב, אולי יהיה הראשון בתור להאכיל אותו במוצרי חלבון טבעוניים אך איכותיים וטעימים כבשר.

ובינתיים? כבר בעת כתיבת הדוח, תעשיית המוצרים עם חלבון מוסף נמצאת בצמיחה מהירה, עוד לפני שפותחו שיטות הייצור החדשניות. חלבון סויה או חלבון חלב מעובד מוסף היום למזונות רבים, והצריכה של חלבונים מוספים אלה בתוך עוגיות, חטיפים, מים ומיצים לספורטאים וכדומה, צמחה פי 2 בין 2013 ל-2017. על פי הערכות כותבי הדוח, החלבון המוסף יחדור בשיעורים גדולים עוד יותר ובמהירות רבה יותר לשוקי אסיה, שבהם יש מחסור חמור בחלבון מן החי וחלק מהאוכלוסיה רגיש לחלב - אחד החלבונים הזמינים יותר. "מוצרים כמו Soylent מראים כי לא חייבים לצרוך חלבון כנתח מבעל חיים אלא כמשקה עם קפאין דווקא", נכתב בדוח.

יומן קורונה:
ניוזלטר יומי על כל מה שצריך לדעת
הרשמה
הרישום נכשל
✓ הרישום בוצע בהצלחה!
צרו איתנו קשר *5988