חברת הפודטק הישראלית אמאי (מתוק, ביפנית), הודיעה השבוע כי השיגה מספר אישורים רגולטוריים עבור החלבון המתוק נטול הקלוריות ותחליף הסוכר שלה, סווילין (sweelin, שם מסחרי רשום). בין האישורים שהושגו, גם אישור GRAS, שהוא ראשי תיבות "נחשב באופן כללי לבטוח לשימוש" ונחשב אישור תקן לשימוש רחב בתעשיית המזון. באופן דומה הושג אישור GRAS נוסף, של איגוד יצרני הטעמים והתמציות (FEMA). כעת ממתינה החברה לאישור הגלובלי האחרון והמחמיר ביותר - אישור GRAS של ה-FDA, רשות המזון והתרופות האמריקאית, הנחשבת לקשוחה מכולם.
אמאי, שהיא חברה ישראלית קטנה מרחובות, יצאה למשימה גדולה לפני כמה שנים: למצוא תחליף סוכר חדש. תחליפי הסוכר התעשייתיים הקיימים, המשמשים בתעשיית המזון במשקאות הדיאטטיים, בממתקים ועוד, סובלים כידוע ממספר לא קטן של בעיות: חלקם מתפרקים בחום מה שאומר שאינם מתאימים לאפיה, או מעוררים פעילות מעיים עודפת בצריכה מוגברת. יש לכאורה בשוק מוצר שעונה על כל הדרישות בשם תאומטין, אבל הוא יקר להחריד, יקר מציאות ובעל חיי מדף קצרים - והוא יותר משמש כמחזק או משנה טעם, ולא תחליף ממשי לסוכר.
הפיתוח של אמאי הוא ייחודי בזה שהוא בעצם חלבון, המתעכל בגוף באופן טבעי - ושניתן לעצב אותו על ידי שינויים של הרצפים של אבני הבניה של החלבונים, הלוא הן חומצות אמינו, ושניתן להפיקו במאסה בעלויות יחסית נמוכות, על ידי השתלה וייצור במתססת בשמרים. לשם השוואה, קילוגרם של sweelin (השם המסחרי של המוצר של אמאי) שקול לשלוש טונות(!) של סוכר, כך שהמטרה היא שהתחליף הישראלי לא יהיה יותר יקר מסוכר עבור התעשיה.
החלבון, למעשה "מתיישב" על קולטני הטעם בלשון ומשדר למוח תחושת מתיקות של סוכר, אבל בלי הקלוריות והסיכונים הבריאותיים שצריכת סוכר מוגברת מביאה, אחת המחלות הקשות של העולם המערבי.
הרעיון לתחליף סוכר מבוסס חלבון הוא רעיון שהתבשל, תרתי משמע אצל ד"ר אילן סמיש, המייסד של "אמאי" במשך שנים, והוא מבוסס על תחום מומחיותו בעיצוב חלבונים חישובי - תחום חדשני יחסית, שבו ניתן לחשב מיקום של חומצות אמינו ולעצב חלבונים שלא קיימים בטבע באמצעות מחשב (למעשה, מחשב חזק מאוד ותשתיות מחשוב ענן כמו AWS שבה עושה החברה שימוש). פרופ' דייויד בייקר, זכה לאחרונה בפרס נובל על המצאותיו בתחום.
"גירסאות תוכנה" של חלבונים
בשיחה עם "וואלה" מספרת ד"ר נעמה קופלמן, מנהלת עיצוב חלבונים חישובי וקניין רוחני באמאי על התהליך: "עיצוב חלבונים זה לשנות חלבונים על מנת להתאים אותם למטרה מסויימת, עם תכונות שרוצים לעצב. בעיצוב חלבונים חישובי, משתמשים בכלים חישוביים ממגוון גישות, כמו למשל למידת מכונה וסימולציות של דינמיקה מולקולרית, על מנת להבין את החלבון שלנו יותר טוב, ולהבין איזה אזורים ואיזה חומצות אמינו אנחנו רוצים להתמקד בהם לשינוי ולהגביר את המאפיינים שבחרנו.
כמובן, עוד לא ניתן לבטל את הגורם האנושי בפיתוח, ובו מדענים מיישמים את ההיכרות שלהם עם חלבונים דומים ועם התכונות של החלבון המעוצב או חלבונים שמכילים את התכונות שאנחנו מעוניינים בהן. למשל, במקרה שלנו, נסתכל על חלבונים של אורגניזמים שחיים בסביבות קיצון כדי לקבל מהם השראה, ולהשתמש בהתאמה הזו לצורך של עמידות בחום של אפיה, למשל", מסבירה קופלמן.
"אמאי התחילה מחלבון טבעי, מונלין, זהו חלבון מאוד מתוק (שמצוי בפרי בשם Serendipity berry באפריקה ובעוד אזורים משווניים - נ.ל.) אבל לא יציב, בוודאי שלא מספיק יציב לתעשיית המזון. חוקרים באקדמיה עשו בשעתו "טריק" הנדסי לחלבון הזה, וחיברו שתי תת-יחידות שלו על מנת ליצור חלבון שהוא יחידה אחת. זו הייתה נקודת המוצא שלנו. מבחינה מבנית, הוא זהה לחלבון שבפרי האפריקני אבל קצת יותר יציב. בראשית ימיה של אמאי, סמיש זיהה אותו כבעל פוטנציאל לשיפור והתאמה לתעשיית המזון. התכונה הכי קריטית עבורנו הייתה להגביר את היציבות שלו, אבל גם תכונות אחרות כמו מתיקות, שרצינו להגביר", היא אומרת.
"המוצר הנוכחי, שקיבל את השם המסחרי sweelin, קיבל את המספר DM31 (ראשי תיבות של Designer Monellin, ומספר "גירסה" בדומה לגירסאות תוכנה - נ.ל.), ובין "גירסה" קודמת בשם DM9, שופרה היציבות, ונעשה צעד עיצובי, שבו קוצר החלבון והוסרו ממנו חומצות אמינו, ובאתר מסוים במולקולה שזוהה כאתר שהוא נקודת תורפה (שבגללה החלבון עלול להתפרק) ונעשה שם עיצוב מחדש כך שמה שהתקבל הוא לולאה מקוצרת, במבנה קצר ויציב יותר. המשמעות המעשית, היא עמידות בעוד כמה מעלות חום, שקריטית לתעשיית המזון. חשוב לציין, שעמידות בחום היא גם סימולציה למה שקורה למוצר על המדף, ובתנאים לא אופטימליים לחלבון, מה שמשפיע על חיי מדף של מוצר המזון הסופי", מסכמת המדענית.
האישורים שקיבלה אמאי ועליהם הכריזה השבוע, כבר מקצרים מאוד את הדרך של sweelin למדפים, וייתכן שכבר בשנה הבאה נראה בשוק מוצרי מזון עם הציון "sweetened by sweelin", קצת כמו Intel inside במחשבים, רק במזון. כאשר המשותף לשני המקרים הוא מקור לגאווה ישראלית.