פרות רועות באחו, אירלנד / צילום: Shutterstock
"כשהגעתי לאירלנד וקניתי חמאה בפעם הראשונה, חשבתי שהיא מקולקלת", מספרת ד"ר אליס מוסקוביץ' ג’ובראן, העובדת במעבדה של ד"ר אנדרה ברודקורב בארגון Food For Health באירלנד. "אנחנו רגילים לראות את הלבן שבחמאה ובמוצרי החלב, אבל פרות באירלנד רועות באחו, ובמקום תערובת של דגנים ועשב מעובד, הן אוכלות דשא עשיר בבטא קרוטן. לחלב באירלנד יש גוון צהבהב, וגם הטעם שלו שונה. כשנותנים חלב כזה למי שלא מכיר אותו, נניח לצרכנים מסין או מארה"ב, חלקם אוהבים אותו יותר, וחלקם אומרים שלא לזה הם רגילים".
אז הטעם שונה, אבל חלב זה חלב, לא? מתברר שלא. גם ההרכב התזונתי שלו שונה. "עם הזמן זיהינו שיש בחלב של פרות האחו חומצות שומן שכנראה מוסיפות ערכים תזונתיים. במחקר שלי, אני בודקת מהם החומרים המבדילים בין חלב של פרות אחו לחלב של פרת רפת, ועושה היום מחקר קליני על בני אדם שבוחן את ההשפעה של סוגי החלב על לחץ דם, כולסטרול ותהליכי חמצון בגוף היא כפי שניבאנו".
מהנדסי המזון בתחרות עם הטבע
המחקר הנוכחי של ג'ובראן הוא רק דוגמה אחת קטנה לאופן שבו כל דבר שקורה למזון מרגע הנביטה בשדה ועד שאנחנו מסיימים לעכל אותו משפיע על הערך התזונתי שנפיק ממנו.
בעולם שבו אנחנו אוכלים יותר מזון שעבר התערבות חיצונית מסוימת אבל גם יותר אכפת לנו ממה שאנחנו מכניסים לפה, מדענים שוברים את הראש כיצד להפוך כל רכיב בתהליך הנדסת המזון לאופטימלי. הנדסת מזון הפכה לתחום שבונים בו מגדלי דומינו. כל חלק לא במקום יכול להביא לקריסת המגדל.
ראו לדוגמה את סוגיית החלב המיוצר במעבדה. נניח שניקח רקמת שד של פרה ונזין אותה ברכיבים שונים, כך שהיא תפיק חלב שניתן למצות ולארוז בקרטון, האם החלב הזה יהיה דומה לזה של פרה שאכלה עשב באחו או לחלב של פרה שניזונה מתערובת דגנים ברפת?
"היום זה סימן שאלה גדול", אומרת ג'ובראן. "החלב, התכונות שלו וגם ההרכב התזונתי יושפעו מאוד מהמבנה שלה, מהתנאים שבהם היא תתקיים.
"אנחנו יודעים לגבי חלב אם שההרכב שלו משתנה בהתאם לשעה ביום. הוא נעשה סמיך יותר לקראת הלילה, כשהתינוק מתחיל לפתוח פערים בין הארוחות. זה רק מראה עד כמה הטבע חשב על כל הפרטים הקטנים. לעומת זאת, אין לנו היום פורמולה לתינוקות ליום או ללילה, או פורמולה שמשנה את התכונות שלה לאורך היום. יחסית לטבע, מהנדסי המזון מוגבלים מאוד.
"לחלב יש תכונות מיוחדות כל כך. זה אתגר אדיר לשחזר אותן בתנאי מעבדה ולהגיע למשהו שקרוב ל-100%, גם מבחינת ההשפעה על הבריאות וגם מבחינת הטעם והחוויה. זה לא בלתי אפשרי, כי הטכנולוגיה התקדמה מאוד, אבל זה בהחלט לא קל ואי-אפשר לעשות את זה כלאחר יד. אנחנו חייבים להבין מה קורה לגוף כשאנחנו אוכלים את המזון הזה. נניח סטייק משובט כתחליף בשר, האם הוא באמת מספק את כל החומרים המזינים שאנחנו מחפשים מבשר? מה הגוף לוקח מזה? האם יש בו את כל מה שדרוש לאדם צעיר, האם יש בו את כל מה שדרוש לאדם מבוגר?"
ההבדל בין חלב מחומם לחלב קר
בדרך מהשדה לצלחת (עם או בלי בעל חיים בדרך), כמעט כל התערבות במזון יכולה לשנות אותו. חישבו על ביצה, לדוגמה. ברור לנו שהבישול שלה יוצר שינוי דרמטי בחומרים המרכיבים אותה, אבל מתברר שזה נכון לכל המזונות שלנו כמעט. מזון לפני ואחרי חימום הוא פשוט לא אותו דבר.
"בדוקטורט שלי התמקדתי בריאקציית מייארד, תגובה שמתרחשת בין חלבונים לבין סוכרים במהלך חימום", מספרת ג'ובראן. "כשלחם הופך חום, כשבשר מקבל את טעמו המבושל - כל זה קורה כי חלבונים במזון משנים צורה ומתחברים באופנים חדשים לסוכרים שנמצאים בו.
"זהו תהליך מורכב שכולל שלבים שונים של דחיסה, פירוק והרכבה מחדש. ומשום המורכבות שלו, כמעט הכול משפיע עליו - כמובן, המולקולות שהתחלנו איתן, אבל גם טמפרטורה, לחץ, חומציות, אור ועוד.
"המחקר שלי עסק בתרכובות מזון לתינוקות, ובחיבור בין חלבוני חלב לחומרים פרה-ביוטיים, הידועים כמשפרים את תמהיל אוכלוסיית המעי.
"ראינו שכאשר אנחנו מוסיפים חומרים פרה-ביוטיים לחלב ואז מחממים אותו, אנחנו מקבלים חומרים חדשים. כלומר, לא מספיק לדעת מה יש בחומר הפרה-ביוטי שאני מוסיפה לחלב ומה קורה לו בטמפרטורת החדר, צריך להבין איך החומרים הללו מתחברים יחד בחימום. מצאנו שהחיבור הזה יוצר חומרים שיכולים להועיל לבריאות".
בטמפרטורות גבוהות מאוד ובחימום ממושך, ריאקציית מייארד יכולה גם ליצור חומרים לא טובים. "למשל כמו אלה שנוצרים על גבי טוסט כשהוא משחים, אפילו אם הוא לא שרוף".
האם כשחיממתי לבת שלי את הפורמולה, בעצם נתתי לה לאכול מזון שונה?
"לא, כי לא מדובר בטמפרטורות האלה, ואין עמילן בכמות משמעותית בפורמולה של תינוקות ואין אותו בכלל בחלב אם. במזונות עם עמילן, החימום יכול להשפיע כך שהוא יתעכל יותר בקלות. אם את אוכלת דייסה חמה, העיכול שלה יהיה שונה מזה של גרנולה.
"כשאת מחממת ומקררת עמילן, נוצרת גרסה עמידה יותר שלו. כל שינוי יכול לשנות כל רכיב. למשל, ידוע שבישול מפרק לרוב את הוויטמינים במזון, אבל מתברר שיש שיטות של ייצור מזון בלחץ גבוה, שמשמרות את הוויטמינים האלה טוב יותר. לעומת זאת, טיגון בחום גבוה יכול ליצור שומן טראנס, במזונות שבהם אין שומן כזה ללא חימום".
מזון מותאם לכל גיל
הדרך שהמזון עושה בתוך הגוף משפיעה גם היא על הערכים שאנחנו מקבלים ממנו. לדוגמה, התברר שעם השנים משתנה רמת החומציות (pH) בגוף. לכן, אם תינוק, ילד, מבוגר וקשיש יאכלו אותו מזון, הוא יתעכל אחרת.
רובנו נוכל כנראה להיזכר בדוגמאות אנקדוטיאליות לשינויי הטעם שלנו במזונות לאורך השנים ובאופן שבו השתנה אופן העיכול שלהם, וזה לא מקרי.
"חשוב מאוד לעקוב אחר השינויים הללו ולהבין אותם, כי כאשר החומציות בגוף משתנה, גם מבנה החלבונים שאנחנו אוכלים משתנה. וברגע שהחלבון משנה את המבנה שלו, האנזימים, שהם מעין מספריים שחותכים את החלבון בכל מיני מקומות, ‘יראו’ חלקים שונים בחלבון ולכן יחתכו אותו אחרת. אותו חלבון יתפרק לפפטידים (חלקי חלבון) שונים".
כל זה אומר שגוף של אדם צעיר וגוף של אדם מבוגר יפיקו חומרים שונים מאותו מזון.
חלקי חלבונים שונים יכולים להיות, לדוגמה, בעלי יכולת לפעילות אנטי-אוקסידנטית, אנטי-חיידקית, להורדת לחץ דם, לעירור מערכת החיסון. עם הגיל, אנחנו כנראה צריכים לשנות את התזונה שלנו כדי לקבל אותן תועלות. אך האם אתם מכירים המלצות תזונה לפי גיל? המדע בתחום הזה עדיין לא הגיע לרמה שבה הוא מסוגל לתת המלצות כאלה.
"אנחנו מגיעים היום לעומק המחקר הזה רק בפיתוח של פורמולת תינוקות", מודה ג’ובראן, ומוסיפה שהשאלה היא לא רק באיזה גיל הקיבה חומצית או בסיסית יותר, אלא איך החומציות משתנה מתחילת תהליך העיכול ועד סופו. אצל התינוקות השינוי הוא עדין יותר. אצל מבוגרים - חד יותר.
דרושה עדיין התקדמות מדעית כדי לפתח למשל משקאות מזינים (כמו "אנשור") שיתאימו לקשישים הסובלים מתת-תזונה ואחרים לצעירים הסובלים מהפרעות אכילה. "אבל היום אנחנו רואים פיתוח של משקאות ספורט שונים שמותאמים במידה רבה לספורטאי ולמה שנדרש מהגוף שלו", אומרת ג'ובראן, "וזה באמת מראה לנו שהדבר אפשרי. חבל שההתאמה נפסקת אחרי המזון לתינוקות, כי אפשר על ידי שינויים קטנים במזון לתרום המון לבריאות".
הבטן מתהפכת, ואנחנו לא יודעים למה
לצד חומציות, ישנה גם אוכלוסיית חיידקי המעי שכבר למדנו להכיר. היא יכולה לקבוע כמה סוכר נפיק מהמזון, איך הוא ישפיע על פעילות המוח ומצב הרוח, וכמה מהר המזון יעוכל, וזו כנראה רק ההתחלה.
"אצל אנשים שונים יש תמהיל שונה של חיידקי מעי, וגם אצל אותו אדם חלים כל הזמן שינויים. למשל, כאשר אנשים מעלים את רמת הפעילות הגופנית שלהם, או כשנשים נכנסות להיריון".
המון תהליכים בגוף שלנו משפיעים על מה שקורה למזון, ואילו מה שקורה למזון משפיע על הגוף. "למשל אם המזון מתעכל מהר או לאט, זה יכול להשפיע על רמות השובע שלנו. תוך כדי העיכול משתחררים מגוון חומרים שיש להם השפעות גם על מצב הרוח וגם על הבריאות.
"יש דברים שלא נוכל לחקור בשום מודל שאינו האדם עצמו. לדוגמה, האופן שבו הגוף מכין את עצמו לארוחה, ההשפעה של מחשבות שונות לפני ובזמן האוכל על האופן שבו האוכל נחווה, ולכן גם על השובע.
"כך גם לגבי ההשפעה של מצוקה נפשית על העיכול, דרך ההורמונים או דרך חיידקי המעי, ואת ההשפעה של המזון על המצב הנפשי שלנו. איך אנחנו יודעים אם הבטן שלך מתהפכת כי את לחוצה או אולי את לחוצה כי הבטן מתהפכת והפעילות של המעי שלך משפיעה על המוח דרך עצבי המעי? אי אפשר לדעת".
איך חוקרים מזון בלי לערב בני אדם
איך חוקרים מזון ואת הקשר שלו לבריאות ואיכות חיים? הכלים הקיימים תופסים רק מעט מהמורכבות שמתארת ג'ובראן, אבל הם הולכים ומשתפרים.
"במעבדה שעבדתי בה בטכניון, ובזו שאני עובדת בה כיום באירלנד, מתמחים בלדמות את מערכת העיכול על ידי כל מיני כלים שהם תחליף לניסויים בבני אדם או בבעלי חיים", היא אומרת. "הגרסה הכי בסיסית של מודל כזה היא מעין כוס שיש בה משהו שמסתובב, ומדמה את הערבול של מערכת העיכול. לתוך הכוס הזאת מכניסים תמיסות שמייצגות מיצי קיבה או אנזימים ואת המזון שרוצים לבדוק. החוזקה של המודל היא שהוא פשוט. אבל הוא פשוט מדי. במקרים מסוימים מאוד, אפשר לקבל תובנות טובות מאוד מהמודל הזה. לדוגמה, אפשר להשוות בין קצב הפירוק של מזונות שונים או של אותו מזון בתוך תמיסות שונות".
המודל המתקדם יותר נקרא המודל הסמי-דינמי. "אחד החידושים המשמעותיים בו הוא מידול של רמת החומציות המשתנה לאורך זמן. אנחנו יכולים לראות מה קורה למזון שעובר שינויים מסוימים בחומציות, בנוכחות אנזימים מסוימים".
בגרסה המורכבת ביותר שלה, "הקיבה המחקרית" היא מעין שק שמחוברים אליו מגוון צינורות, "וכל הדבר הזה מחובר למחשב, והמחשב יכול לשלוט בחומרים שנכנסים דרך הצינורות. יש מודלים שבהם מדמים את הצורה של הקיבה במדויק, ואז היא גם יכולה להתרחב ולהתכווץ ולמעוך את המזון כמו קיבה אמיתית, וזה משפיע על קצב הכניסה של המזון למעי".
רגע, אתם עושים השתלת צואה למודל?
"כן. זו חרא של עבודה, אבל גם מה שחיכיתי לו כל התואר, כי הממצאים מרתקים. הגעתי לאירלנד במיוחד כדי לעשות את זה".
והתורמים?
"כנראה סטודנטים. אנחנו לא יודעים ואולי עדיף ככה. זו היכרות קצת יותר מדי אינטימית".
זו לא המילה האחרונה בתחום מידול העיכול. "במהלך הדוקטורט שלי הצטרפתי לארגון אירופי (וכיום בינלאומי) בשם Infogest. עד שהוא הוקם, כל מעבדה חקרה עיכול בדרך שלה והיה מאוד קשה להשוות בין המחקרים השונים. Infogest יצרה קשר בין מדעני התחום בכל העולם והביאה אותם לייצור מודל עיכול בסיסי סטנדרטי. בנוסף, כל מערכת עושה את המחקר שלה, אבל כך אפשר להשוות".
כך חקרה ג'ובראן בפוסט-דוקטורט שלה תרכובות מזון לתינוקות הסובלים מרגישויות שונות. "אפשר להוסיף לפורמולות אנזימים מסוגים שונים, כדי לפרק חלקית את החלבון. זה גם מוריד את האלרגניות וגם מקל על העיכול. עושים עבור הקיבה חלק מהעבודה, אבל כמובן חייבים לחקור את התוצאה לעומק, כדי לוודא שהתינוקות מקבלים את מה שהם צריכים ושחלילה לא ייווצר משהו בעייתי. חוץ מזה, חלקי החלבונים הם לפעמים מרירים, וזה אתגר נוסף להתגבר עליו - בכל זאת גם התינוקות רוצים ליהנות. הבעיות מגיעות מכל הכיוונים וצריך למצוא פתרון שיאזן את הכול".
ד"ר אליס מוסקוביץ' ג'ובראן
אישי: עלתה מרומניה בגיל שנה וחצי, וגדלה בחיפה. את הדוקטורט עשתה בטכניון בתחום של מחקר מזון ("התחום הזה הוא שילוב בין הפלאי ליומיומי")
מקצועי: חוקרת במעבדה של אנדרה ברודקורב במכון Food for Health באירלנד, המשותף לחברות מזון וחוקרים מאוניברסיטאות במדינה
עוד משהו: "אני עושה מנטורינג לסטודנטים בטכניון. אנשים לפעמים צריכים את האדם הנוסף לדבר איתו"