"בשר מאצות": כיצד מיקרו-אצות וסויה הופכות לקציצות העתידיות

במי נוכל לסמוך על החלבון החדש לכדור הארץ המכיל מחבתות? מדען החומרים סטפן גולדין (TUM/TUMCREATE, פרויקט Proteins4Singapore) מציג תשובה לא שגרתית: מיקרו-אצות + סויה. במאמר שפורסם לאחרונה בכתב העת Nature, הוא מסביר כיצד מתקבלים חומרי גלם מתרביות של תאים בודדים עם 60-70% חלבון, ולאחר מכן "מכוונים" את ההרכבה העצמית והמרקם שלהם כדי לחקות את הנגיסה והעסיסיות של "הבשר". ההקשר הוא המטרה של סינגפור "30 על 30": לייצר 30% מהמזון באופן מקומי עד 2030 בסביבה דלה בקרקע, שבה ביו-ריאקטורים קומפקטיים של אצות נראים הגיוניים במיוחד.

רקע המחקר

מקורות חלבון חלופיים אינם גחמה אופנתית, אלא תגובה למספר צווארי בקבוק בו זמנית: גידול אוכלוסין, אילוצי אקלים, מחסור בקרקע ובמים, ובכמה מגה-ערים, הפגיעות של שרשראות אספקה התלויות ביבוא. סינגפור היא דוגמה לכך: המדינה מייבאת את חלק הארי ממזונה וקבעה יעד "30x30" - לייצר 30% מהתזונה שלה באופן מקומי עד 2030. בגיאוגרפיה כזו, ביו-ריאקטורים קומפקטיים ופוטובי-ריאקטורים סגורים עם מיקרו-אצות הם הגיוניים: הם כמעט ואינם דורשים אדמה, פועלים כל השנה וניתנים להרחבה "לפי עיר" ולא "לפי דונם".

מיקרו-אצות מעניינות לא רק בשל ייצורן ה"אנכי". מספר זנים ( כלורלה, ננוכלורופסיס, ארתרוספירה/"ספירולינה" ) מספקים 50-70% חלבון בחומר יבש, וחומצות שומן רב בלתי רוויות, פיגמנטים ונוגדי חמצון מגיעים יחד עם החלבון. ניתן להשיג תרכיזי חלבון ומבודדים מביומסה כזו - "אבני בניין" למערכות מזון. יתרונן על פני גידולים יבשתיים רבים הוא גמישות ההרכב באמצעות שליטה בתנאי הגידול ועצמאות בעונתיות: קל יותר לתקנן אצוות ייצור.

אבל "האבקה הירוקה" אינה הופכת ל"קציצה" בפני עצמה. לחלבוני אצות יש פרופיל טעם וארומה ספציפי (כלורופילים, הערה "ימית"), מסיסות וג'לציה משתנות, ודפנות תא חזקות מקשות על עיכול אם לא מעובדות נכון. מכאן המסוע הטכנולוגי: פרקציונציה, הלבנה/דה-אודורציה, התאמת תכונות פונקציונליות (אמולסיה, אגירת מים, ויסקואלסטיות). במקביל, ייבוש והפרדת ביומסה חייבים להיעשות בצורה יעילה באנרגיה, אחרת חלק מהרווח הסביבתי והמחירי הולך לאיבוד; הוסיפו כאן את רגולציית "המזון החדש" ואת נושא האלרגנים - ומתברר מדוע הדרך מהכור לדלפק ארוכה.

המפתח לחוויית ה"בשר" הוא מבנה. יש לאלץ תרכיזי חלבון להתארגן מעצמם למיקרו-מבנה סיבי ושכבתי המספק "נשיכה" אלסטית ושומר על נוזלים ושומן. זה מושג באמצעות שדות גזירה, שיחול, בקרת הפרדת מיקרופאזות והוספת ליפידים/מקדימים ארומטיים. בפועל, חלבון אצות מעורבב לעתים קרובות עם חלבון סויה: זה מקל על הגעה לפרופיל חומצות האמינו הנכון, משפר את היווצרות המרקם ו"מופלל" את טעם האצות. המחסום האחרון הוא הצרכן: אנחנו צריכים מתכונים למטבחים מקומיים, טעימות עיוורות ותיוג ברור. זו הסיבה שמדע החומרים וכלים חושיים מתווספים לאלגוריתמים של כימיה של מזון: בלעדיהם, "בשר אצות" יישאר הדגמה במעבדה, לא מוצר שאנשים יקנו בפעם השנייה.

למה דווקא מיקרו-אצות?

• חלבון עד אפס מקום. סוגים מסוימים מספקים עד 60-70% חלבון בחומר יבש - דומה וגבוה ממקורות אופייניים.
• פורמט עירוני. הם גדלים בכורים, כמעט ללא קרקע ועם טביעת רגל מים קטנה - נוח לעיר גדולה כמו סינגפור.
• עיבוד גמיש. שברי חלבון מופקים מביומסה, אשר יכולים לשמש כ"בוני" מרקם.

מה עושה הצוות של גולדין?

מוקד המחקר הוא כיצד לגרום לחלבוני צמחים להתנהג כמו "בשר". גישת מדעי החומרים היא מכרעת כאן: על ידי שליטה בארגון העצמי של חוטי חלבון ובאינטראקציה שלהם עם מים ושומנים, ניתן להרכיב את המיקרו-מבנה הרצוי - שכבות, סיביות, גמישות. זה המקרה כאשר "הפיזיקה של החומר הרך" פועלת לפי הטעם.

• חומרי גלם: תערובת של מיקרו-אצות וחלבוני סויה - איזון של טעם, ערכים תזונתיים ומחיר.
• תהליך: מיצוי ← בחירת תנאי הרכבה עצמית ← מבחני נענע/לעיסה ועסיסיות ← התאמות מתכון.
• מקום: קונסורציום TUMCREATE/Proteins4Singapore - גשר בין קרנות וטכנולוגיות מזון כדי לענות על צרכיה של עיר-מדינה.

מה שכבר ברור - ומה מאט את ה"בשר האלטרנטיבי" על אצות

• יתרונות:
  • צפיפות חלבון גבוהה ופרופיל חומצות אמינו מלא במספר מינים;
  • מדרגיות במערכות סגורות;
  • הסיכוי להפחתת טביעות הרגל הפחמנית והמים.
• אתגרים:
  • טעם וארומה (כלורופילים, תווים "ימיים") דורשים מיסוך והלבנה של פיגמנטים;
  • תכונות פונקציונליות (מסיסות, ג'ליזציה) משתנות בין מינים ותלויות בעיבוד;
  • כלכלה ורגולציה: יציבות שרשראות אספקה של יבולים, סטנדרטיזציה של תרכיזי חלבון.

למה סינגפור (ולא רק) צריכה את זה

סינגפור מייבאת מעל 90% מהמזון שלה ושואפת לייצר 30% מהמזון שלה באופן מקומי עד 2030. כורים קומפקטיים של מיקרו-אצות + עיבוד חלבון למוצרי "בשר" הם דרך להוסיף גרמים של חלבון למטר מרובע ולהפחית את הפגיעות לזעזועים באספקה. הדבר נכון גם לגבי ערים עם מחסור בקרקע ובמים.

איך להכין "ביס בשר" מ"דייסה ירוקה"

• מבנה: שולט בהפרדת מיקרופאזות ובכיוון של סיבי חלבון (שיחול, שדות גזירה) - ומכאן הסיביתיות וה"גל" בעת נשיכה.
• עסיסיות: עוטף שומנים, קושר מים עם הידרוקולואידים - חיקוי של "מיץ בשר".
• טעם: תסיסה, בחירת פרופיל שומנים ותמציתים ארומטיים - התרחקות מהתו של "אצות" לכיוון ה"אומאמי".

מה הלאה עבור Proteins4Singapore

• ממעבדה ועד מיני-סדנאות: יציבות אצווה, חיי מדף, לוגיסטיקה קרה.
• דיאטטיקה ובטיחות: אלרגנים לחלבון צמחי, עיכול, תיוג.
• בדיקות צרכנים: טעימות עיוורות ומחקר התנהגותי במטבחים אסייתיים - טעם חשוב.

הערות המחבר

החומר נשמע אופטימי פרגמטי, "הנדסי": מיקרו-אצות אינן אקזוטיות למען הייפ, אלא בונה אמיתי למוצרי חלבון, אם מסתכלים על המשימה דרך עיניו של מדען חומרים. המפתח הוא לא רק לגדל ביומסה עם 60-70% חלבון, אלא ללמד מקטעי חלבון להתאסף למיקרו-מבנה "בשרני" ובו זמנית לשמור על טעם, עסיסיות ומחיר. לכן, ההימור הוא על הדואט של מיקרו-אצות + סויה: לאצה יש צפיפות חלבון וייצור קומפקטי, לאצה מוכחת בעלת מרקם ופרופיל טעם "רך".

המחבר מדגיש כמה דברים חשובים, שלעתים קרובות "לא מדוברים":

• מרקם ותחושתיות חשובים יותר מסלוגנים. טביעת רגל "ירוקה" היא יתרון, אבל אנשים יקנו מה שנעים ללעיסה וטעים לאכילה. מכאן הדגש על הרכבה עצמית של חלבונים, סיבים ושימור שומן/מיצים.
• תפקודים חשובים יותר מטקסונומיה. לא כל כך חשוב "איזה סוג של אצה" אלא אילו תכונות פונקציונליות (מסיסות, ג'לציה, אמולסיה) מספק מקטע החלבון המבודד לאחר העיבוד.
• התערובת אינה פשרה, אלא אסטרטגיה. תערובת האצות וחלבוני הסויה מסייעת לסגור שלוש משימות בבת אחת: פרופיל חומצות אמינו, יעילות טכנולוגית ונטרול תווים "ימיים".
• היגיון ייצור עירוני. עבור סינגפור וערים גדולות, המפתח הוא "חלבון/מ"ר" ועצמאות עונתית: כורים סגורים, שרשראות אספקה קצרות, יציבות אצווה.
• כלכלה ואנרגיה הן המסנן של המציאות. התייבשות/הלבנה זולה והרחבת מיני-סדנאות הן צווארי בקבוק; בלעדיהם, אקולוגיה ומחיר יכולים "להתאדות" בשלב העיבוד.
• רגולציה ואמון. "מזון חדשני" הוא סטנדרטים, אלרגנים, תיוג ובדיקות צרכנים, וגם עבור מאכלים מקומיים (לא רק "פורמט המבורגר").

מה, לדברי המחבר, צריך לקרות עכשיו כדי ש"בשר אצות" יעבור מהדגמות למוצר המוני:

• סטנדרטיזציה של תרכיזי חלבון (אצווה לאצווה לפי מדדים פונקציונליים, לא רק לפי אחוז חלבון).
• פתרון יעיל אנרגטית של השלבים ה"מלוכלכים" - הפרדת מים, הסרת ריחות/הלבנה מבלי לאבד חומרים מזינים.
• השקת שרשראות ייצור מיניאטוריות בעיר: מכורים ועד קווי שיחול פיילוט ולוגיסטיקה קרה.
• קשרו מתכונים להקשר של המטבח (אסיה/אירופה): ניחוחות, שומנים, תבלינים - לצורך מבחני התנהגות אמיתיים.
• חשבו בכנות את ה-LCA (פחמן/מים/אנרגיה) עבור משקולת אמיתית, לא עבור גרמים ממעבדה.

המסר העיקרי: חלבון אלטרנטיבי אינו "מרכיב-על" יחיד, אלא שילוב של מדע חומרים ופתרונות מזון. מיקרו-אצות מספקות דחיסות וצפיפות חלבון, סויה מספקת "חיזוק" אמין של המרקם, והנדסה מיומנת הופכת את זה למוצר שתרצו לאכול שוב.

מַסְקָנָה

מיקרו-אצות אינן פנטזיה עתידנית, אלא פלטפורמה טכנולוגית לערים שבהן קרקע נדירה וחלבון נחוץ. עבודתם של גולדין ועמיתיו מראה שאם שולטים בהרכבה העצמית ובמרקם של חלבונים, התרכיז "הירוק" הופך למעשה למוצר "בשר" - וזה משתלב באופן הגיוני באסטרטגיית קיימות המזון 30x30 של סינגפור. לאחר מכן מגיע הריצה למרחקים ארוכים: ארומה, עלות, סטנדרטים ואהבת צרכנים.

מקור: כריסטין רו. רכיבי גלם: הפיכת חלבון אצות לבשר מדומה. Nature, 18 באוגוסט 2025; ראיון עם ס. גולדין (TUM/TUMCREATE, Proteins4Singapore). הקשר נוסף: מטרות וחומרים של 30×30 על Proteins4Singapore. doi: https://doi.org/10.1038/d41586-025-02622-7