研究人员利用鸡骨骼肌卫星细胞在体外3D支架上制备出与真实鸡腿肉质构特性和外观相似的“块状”鸡肉，经过烹饪后具有令人愉悦的香气。

(资料图)

鸡源性细胞培养肉模型。受访者供图

2023年5月23号，记者从西北农林科技大学获悉，该校食品科学与工程学院冯宪超教授带领的细胞培养肉研究小组从鸡中分离纯化出骨骼肌卫星细胞，在构建的可食用3D支架中培养14天后成功制备出具有肌源性高表达和明显肌纤维形成的“块状”鸡肉，在煎炸处理后具有与真肉相似的颜色和纹理。相关研究论文发表于国际顶级期刊《Biomaterials》。

细胞培养肉作为一种缓解蛋白质资源短缺的新型肉类生产技术，在环境保护、资源节约与动物福利等方面具有一定的优势。目前细胞培养肉生产仍面临着成本昂贵、无法大规模生产和难以模拟真肉质地等问题。3D生物支架具有多孔结构，能够为细胞提供机械支撑，模拟天然组织的结构和成分，在细胞培养肉领域具有很大的应用潜力。然而，涉及化学交联或改性的支架的制备，面临制备工艺复杂，难以实现肌肉组织与支架材料的分离以及食用安全性等问题。因此，使用简便安全的制备工艺，制备适宜肌细胞生长且能提供稳定机械支撑的可食用支架，对于构建结构化的细胞培养肉产品至关重要。

该研究利用天然来源的多糖结冷胶（GG）和蛋白明胶（Gel）之间的静电相互作用以及食品添加剂氯化钙的离子交联作用制备了3D可食用支架，赋予了支架良好的细胞粘附能力和结构稳定性，具有材料来源广泛、交联方式绿色、制备工艺简单和食用安全等特点。

记者了解到，区别于组织工程支架的制备，可食用3D支架的制备对制备材料的选择、交联的手段以及制备工艺的简化提出了要求，不仅要赋予细胞粘附增殖的基础条件并维持培养周期的结构稳定性，还需要为大规模培养的流程简化、成本控制和食用安全做出相关的考量。

使用结冷胶-明胶可食用支架制备细胞培养肉示意图。受访者供图

研究团队将分离纯化的鸡骨骼肌卫星细胞接种在支架上形成了紧密连接的细胞骨架蛋白并最终观察到desmin阳性肌管和肌纤维。除此之外，成肌相关因子在分化期的mRNA与蛋白的表达显著升高，表明鸡骨骼肌卫星细胞在支架中具有良好的成肌分化能力。“肌源性因子的高表达、肌管和肌纤维的形成说明了我们培养的‘块状’鸡肉是肌肉”。冯宪超教授说。

鸡骨骼肌卫星细胞在3D支架上的分化特性。受访者供图

最终获得的“块状”鸡源性培养肉外观结构更加致密，染色和煎炸处理后具有与真肉相似的颜色与质地，其硬度、胶着性、回复性和咀嚼性与空白支架相比显著升高，与鸡腿肉的质构特性相似。

鸡源性培养肉模型的质构特性。图片由受访者提供

“由实验室规模的‘块状’鸡肉走向工业化生产的培养鸡肉还需要在成本控制、安全性评价、规范化生产等各个环节稳扎稳打地逐步推进，可预见的细胞培养鸡肉将终有一天走向消费者的餐桌。”冯宪超教授表示，“基于可食用支架的细胞培养肉产品，对于模拟真实肉类质地并赋予相似的食用特性至关重要，这也更有利于适应消费者的取向并突破消费壁垒。”

研究团队介绍

陈燕，西北农林科技大学食品科学与工程学院2020级硕士研究生，课题为结冷胶-明胶基3D可食用生物支架生产细胞培养肉关键技术研究，以第一作者在Biomaterials期刊发表论文1篇。

李鳞子，西北农林科技大学食品科学与工程学院2022级博士研究生在读，主要研究方向：细胞培养肉种子细胞的分离纯化、3D支架和微载体的制备、发酵罐扩大培养。以第一作者在International Journal of Biological Macromolecules、Foodscienceandhumanwellness期刊发表论文2篇。

冯宪超，教授，博士生导师。主要研究方向：未来食品科学与技术创新、农产品功能化加工技术研发，包括：(1)未来食品科学技术研发：基于可食用3D凝胶支架的细胞培养肉技术、仿生食品精准营养与个性化制造技术；(2)基于食品水凝胶及微球的功能性物质智能递送平台制备技术；(3)蛋白质-小分子/大分子互作对蛋白自组装形成凝胶的调控机制；(4)动物源食品加工与质量控制。研究团队先后主持国家和部省级科研项目20余项；发表SCI论文60余篇；申请/获批专利16项；主编规划教材2部。

全媒体记者 胡润田

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