מה משותף לסלמון, פלמינגו, סרטנים ועופות דורסים, ואיך זה קשור לאצות זעירות עתירות בסגולות בריאותיות לבני אדם? פרופסור לביולוגיה מהנגב גילה את הזהב האדום, שגדל כיום במפעל אלג'טק בקיבוץ קטורה. "אנחנו מגדלים זנים ייחודיים של מיקרו-אצות בלב המדבר", אומרת קארן ממן, מנכ"לית אלג'טק. "הגידול המרכזי הוא אצה חד-תאית שמייצרת פיגמנט אדום-כתום בשם אסטקסנטין". בטבע נמצא הפיגמנט בדגי סלמון, פלמינגו, סרטנים ויצורים ימיים. הוא זה שנותן להם את הצבע הוורוד, ונחשב לחומר השומר על חיוניות תאי הגוף.

בעלי החיים שניזונים מהאצות הללו זוכים לשלל חיזוקים – הגנה על הגוף מפני מצבי עקה ולחץ ביולוגיים, תגבור המערכת החיסונית והתחדשות מהירה לאחר מאמץ של השרירים, הלב, העור, העיניים ותאי המוח. אותו אסטקסנטין יעיל בשמירה על מצב בריאות מיטבי גם עבור בני אדם. חברות שמשווקות תוספי תזונה מוסיפות אותו למוצרים שמיועדים לתמיכה בפעילות ספורטיבית, שיפור יכולות קוגניטיביות ועוד.

פריצת הדרך של חוקר האצות

הסיפור של אלג'טק מתחיל בשנות ה-70, במעבדה לחקר אצות שהקים פרופ׳ סמי בוסיבא, חוקר אצות בעל שם עולמי. פרופ' בוסיבא עמד בראש המכון לביוטכנולוגיה של אזורים צחיחים מאוניברסיטת בן גוריון בקמפוס שדה בוקר. מתוך המעבדה הקטנה יצאה פריצת דרך בגידול אצות: הוא גילה שהאצה מושפעת לטובה מהשמש הרבה והאוויר הנקי של אזור הערבה, ופיתח ריאקטורים (כורים) לגידול האצות בשטח מדברי.

ב-1998 חיפשו בקיבוץ קטורה בערבה הדרומית טכנולוגיה חדשה להשקיע בה. כשהגיעה לאוזניהם השמועה על טכנולוגיה חדשנית לגידול אצות שפיתח פרופ׳ בוסיבא, הבינו שזה העתיד. הקיבוץ הקצה שטח להקמת המפעל, ויחד עם בוסיבא הקימו את אלג'טק.

במבט ראשון נראה שהמפעל לקוח מסרט מדע בדיוני. שדה של צינורות זכוכית מסודרים בשורות ובקומות. לכל אצה שמגדלים במפעל "חלקת צינורות" משלה. הגידול המרכזי הוא אצת ההמטוקוקוס, שממנה מפיקים את האסטקסנטין.

מי אתן, מיקרו-אצות?
"עבור בעלי החיים הניזונים ממיקרו-אצות מדובר בסופר-פוד האולטימטיבי", אומרת ממן. היצורים החד-תאיים עשירים באופן טבעי במגוון רחב של חומרים מזינים ומועילים שכל תכליתם לאפשר לו לשרוד. "במהלך האבולוציה פיתחו האצות רכיבים ומנגנונים שעזרו להן לשרוד בכל מערכת אקולוגית, בתנאי מזג אויר קיצוניים, ולהתמודד עם תחרות מול מיקרואורגניזמים אחרים כמו חיידקים, וירוסים ופטריות".

האסטקסנטין נוצר באצה במצבי עקה, כלומר כשהגוף מצוי בקושי בשל תנאי סביבה קיצוניים כמו תזונה, טמפרטורה ומאמץ מוגבר. במצב זה, היא מייצרת את נוגד החמצון העוצמתי כדי להגן על ה-DNA שלה. דוגמאות טבעיות לניצול האסטקסנטין ניתן לראות בדגי הסלמון, שאוגרים אותו בשרירים לפני יציאתם למשחה של מאות קילומטרים. עופות דורסים אוגרים אותו בעיניהם כדי להגן עליהן מפני קרינת השמש. מיקרו-אצות מסוגלות לייצר חומרים בעלי פעילות ביולוגית, בהם קרוטנואידים, פיקובילינים, ליפידים, חומצות שומן בלתי רוויות, חלבונים, פוליסכרידים, ויטמינים, סטרולים, שמנים אתריים וחומרים כימיים נוספים.

עד היום זוהו ותוארו במחקר כ-500 אלף מינים שונים של אצות מיקרוסקופיות. למרות זאת, רק מינים בודדים נמצאים בשימוש למטרות מסחריות. הסיבה היא האיזון העדין בין טכנולוגיות הגידול, מיקום הגידול והמוצר שאותו רוצים לייצר בגידול מסחרי. מדובר בתהליך שדורש זמן, הון ויכולות מגוונות. "המחקר של פרופ' בוסיבא הביא לפריצת דרך בטכנולוגיה שמשמשת לגידול האצות ולהפקת החומרים המזינים מתוכה", מסבירה ממן. "אנחנו מצליחים לנצל את מנגנוני ההישרדות והרכיבים האלה לטובת האנושות".

אצות גדלות בים. למה לגדל אותן דווקא בערבה הדרומית?
"גידול אצות דווקא בערבה הוא אחד היתרונות המרכזיים שלנו על המתחרים. יש לנו משהו שאין לאחרים: השמש כאן זורחת במשך כל השנה, הקרינה חזקה והחום גבוה. כך אנחנו יכולים לייצר בלי הפסקה, גם בחורף. החום והקרינה של המדבר מאפשרים להעביר את האצות לשלב האדום שלה, ללא צורך בחימום או בתאורת לד ומשפיעה על איכות החומר לטובה".

החברה עושה שימוש במים מליחים מקידוחים של מקורות בערבה. המים עוברים תהליך התפלה במתקן של החברה, כחלק ממערכת שגם אוספת את המים בסיום הגידול לשימוש נוסף. "אצות הם יצורים מאוד רגישים למזהמים", מסבירה ממן, "השאיבה ממי תהום מקומיים מאפשרת לנו לשלוט בצורה טובה יותר על איכות המים".

גן עדן לאצות: כורי גידול וקרינה טבעית

גידול אצות המטוקוקוס מתחיל בצלחת פטרי במעבדה וממשיך בכורי גידול. השלב הראשון, הירוק, מתבצע בבריכות שבהן צומחת האצה בתנאים מיטביים: "האצה חיה בתנאים אידיאליים מבחינתה", מסביר ד"ר עומר גרונדמן, ביולוג מחקר ופיתוח ראשי בחברה. "יש לה אוכל, טמפרטורה נוחה, שמש במידה מתאימה. היא בגן עדן. האצה צורכת פחמן דו-חמצני, מבצעת תהליך של פוטוסינתזה ומתרבה במהירות". התהליך מתבצע תחת בקרה יומיומית של מדענים שמזהים את נקודת השיא של הגידול ומעבירים את האצה מהשלב הירוק לשלב האדום.

הטכנולוגיה הייחודית שפיתח פרופ׳ בוסיבא נועדה בדיוק לכך. כשהאצות בשיא פריחתן מעבירים אותן לצינורות זכוכית שקופים שחשופים לשמש המדבר. המטרה: לנצל את חום וקרינת השמש ליצירת תנאי עקה ולגרום לאצה לייצר אסטקסנטין שיסייע לה לשרוד.

"כתוצאה מהעברתה לצינורות הזכוכית והחשיפה לקרינת השמש, האצה נכנסת לסטרס", מסביר גרונדמן. "היא מפסיקה לגדול ומפרקת את הכלורופיל שנותן לה את הצבע הירוק. המחסור במזון והחום הקשה שבהם היא מצויה גורמים לה לעבור למצב של מלחמת הישרדות. האצה מתחילה לייצר את הפיגמנט האדום, אנזים אסטקסנטין, בכמויות גדולות". כתוצאה מייצור האנזים, היא משנה את צבעה מירוק לאדום.

"זה החומר הייחודי שאותו אנחנו מפיקים יותר מאוחר מתוך האצה", מסבירה ממן. "המחיר לק"ג אחד מגיע ל-10,000 דולר בשוק".

"הביולוגים מסתכלים על האצה ויודעים מה שלומה הבוקר"

התהליך ארוך, מפוקח ומאתגר עבור החוקרים והעובדים במפעל. אפילו קביעת המועד המתאים ביותר לקציר האצות ולעיבוד מסחרי לאחר הקציר דורש מהביולוגים דיוק מרבי. "הביולוגים שלנו מסוגלים להסתכל על דגימת אצה ולדעת איך היא מרגישה ומה שלומה הבוקר", צוחקת ממן. לאחר שלושה שבועות של חיים בתוך הצינורות וייצור מוגבר של האנזים מגיע שלב הקציר. מדעני אלג'טק מנקזים את המים בצינורות, מייבשים את האצות, ומעבירים אותן לפירוק וזיקוק האסטקסנטין מתוכן.

"אנחנו מייצרים תוספים משלנו בצורה של קפסולות וטבליות", אומרת ממן, "אבל 95% מהמכירות שלנו הן לייצוא. אנחנו מוכרים את האסטקסנטין לחברות תוספי מזון כחומר גלם בתצורה של שמן או אבקה, והן מוסיפות אותו לפורמולה שלהן. החומר המזוקק מגיע לשוק היפני, האמריקאי והאירופי, שם משמש האנזים, שידוע כנוגד חמצון יעיל, לייצור משחות וקרמים בתעשיות הקוסמטיקה והרפואה".

העבודה באלג'טק דורשת היכרות עם כלל המערכות הטכניות. לדברי ממן, כל עובדי החברה עוברים הכשרה ארוכה ויודעים לתפעל את המערכות. בחדרי הגידול עובדים זה לצד זה העובדים הטכניים והביולוגים.

ענף גידול האצות בארץ ניצב בפני אתגרים רבים. "אף שהמחקר בתחום מתפתח מאוד ב-30 השנים האחרונות, עדיין אין כל כך מודעות בארץ", אומרת ממן. "השנה הושקה קהילת חדשנות ביוטכנולוגיה וחקלאות ימית, בשיתוף פעולה של רשות החדשנות עם משרד הכלכלה ומשרד החקלאות. אנחנו רואים בזה התקדמות גדולה.

"דרושה עבודה בכל מה שקשור ברגולציה של משרד הבריאות. יש לאסטקסנטין אישור לשימוש כתוסף תזונה. בתצורות אחרות, כמו חומר מסיס במים, עוד צריך לעבור תהליך רישוי. החזון שלנו הוא שבעתיד אסטקסנטין ישולב בתזונה הפופולרית, במוצרי יסוד כמו מוצרי חלב. בכל מקרה מדובר בתוסף שמשפר את התזונה ולא בתחליף למזון".

לאלג'טק פרויקטים מגוונים עם רשות החדשנות. בקרוב יתחילו ניסוי חדש: טכנולוגיה שתסייע בגידול השלב הירוק של פריחת האצה בסביבה מבוקרת ומקורה כדי לחסוך באנרגיה המושקעת בקירור, לצד ניצול קרינת השמש לטובת השלבים המאוחרים של הגידול. בחברה מקווים שתוצאות הניסוי ישפרו את תהליך הגידול, יחסכו באנרגיה ויוזילו את הייצור והאחזקה.

האתגר המרכזי של המפעל נובע מאותו גורם שמקנה לו יתרון גדול: המדבר. הסביבה המדברית מביאה איתה גם סופות חול, רוחות, ובשנים האחרונות גם אירועי ברד קיצוניים. "שינויי האקלים מורגשים גם בערבה כמו בכל העולם", מספרת ממן. "בחורף הקודם היו כאן סופות קיצוניות שדרשו היערכות מיוחדת למצב חירום במפעל". לדבריה, מזג אוויר עלול לגרום נזק לכורי הגידול.

גם הריחוק ממרכז הארץ וממרכזי תעשייה ומגורים אחרים מציב בפני המפעל אתגר גדול. הובלת סחורות ואמצעי ייצור באזור הערבה יקרה מאוד. קושי משמעותי נוסף שנובע מהריחוק ממרכז הארץ הוא גיוס כוח אדם. "אנחנו מתמודדים עם מחסור בביולוגים ומדענים באזור. המו"פ שלנו נמצא במפעל בקטורה", אומרת ממן. "יש מקצועות שבאזור הערבה הדרומית מאוד קשה למצוא, כמו טכנולוג מזון ומהנדס מזון".

בחברה עובדים חברי הקיבוץ לצד תושבי אילת ומושבי הערבה. המפעל מעסיק 55 עובדים, בהם ביולוגים, עובדי ייצור, עובדי אחזקה, לוגיסטיקה, צוותי מעבדה, צוותי מטה, שיווק ומכירות.

"כמו כל חקלאי, אנחנו תלויים בהרבה גורמים שאינם בידינו"

כמו כל היצרנים הישראלים בענפים מוטי ייצוא, גם באלג'טק מתמודדים בשנים האחרונות עם ירידת הערך של מטבע החוץ. "העלויות שלנו הן בשקלים, אלא שרוב התוצרת שלנו הולכת לייצוא וההכנסה היא בעיקר בדולר ואירו", אומרת ממן. "למזלנו, בחודשים האחרונים הדולר מתחזק, אבל כמו כל היצואנים, אנחנו מתמודדים עם הפער. אנחנו כל הזמן מנסים להתייעל כדי לא לאבד את היתרון שלנו. מכניסים אוטומציה לתהליך הייצור כדי לשפר התייעלות ולצמצם בכוח אדם. האתגר גורם לנו לחפש פתרונות.

"כמו כל גידול חקלאי אנחנו תלויים בהרבה גורמים שאינם בידינו. חקלאים סטנדרטיים משקים, מדשנים, מטפלים הכי טוב שאפשר, אבל לא יכולים להבטיח שבסוף יקבלו את התוצר הטוב ביותר. גם אצלנו, אף פעם אי אפשר לדעת אילו הפתעות נגלה, ולוקח זמן עד שנמצאים פתרונות. יש את המתכונים הרגילים, ויש את הידע והניסיון של הביולוגים שעוברים הכשרה ארוכה ולמידה תוך כדי, אבל יש גם הרבה משקל לאיתני הטבע ולעוד הרבה משתנים".

כמו אבותיה המייסדים של החקלאות הישראלית, גם מגדלי האצות בארץ ובעולם מתמודדים עם אתגרי החלוציות. "אמנם מוצמד לנו ה'טק', אבל עם כל ההיי-טק שלנו, האתגר הגדול הוא שאנחנו מובילים תעשייה שגם ברמה הבינלאומית היא פורצת דרך", אומר גרונדמן. "אנחנו כותבים את פרוטוקול הגידול, מבססים את הרגולציה וסוללים את הדרך".

אלג'טק היא בין החברות הישראליות שהשתתפו בכנס הבינלאומי ראשון לטכנולוגיות ייצור מזון מהים והמדבר שהתקיים באילת. קהילת חקלאות ימית AquaculTech, ממובילות הכנס, הוקמה כדי לסייע בפיתוח אקוסיסטם בתחום הביוטכנולוגיה והחקלאות הימית ויצירת מנועי צמיחה חדשים לאזור אילת וחבל אילות. הקהילה היא פרי שותפות של משרד הכלכלה והתעשייה, משרד החקלאות, רשות החדשנות והמכון הישראלי לחדשנות.