这块大黄鱼鱼排,是3D打印出来的

发布时间:2023-06-16    来源:网络
干细胞,浙江大学

大黄鱼组织仿真鱼排。

■本报记者 崔雪芹

17天长成,味腥、色白、质弹,在浙江大学的实验室中,一款细胞培养的大黄鱼肉与同类自然鱼肉别无二致。日前,研究人员通过干细胞分离、工厂化培养与组织化构建技术,成功合成国内首例厘米级细胞培养大黄鱼组织仿真鱼排。相关成果发表于《npj-食品科学》。

该成果由浙江大学生物系统工程与食品科学学院教授刘东红及浙江大学生命科学学院教授陈军牵头的细胞培养鱼肉团队,联合大连工业大学朱蓓薇院士团队研制而成。

科研人员以大黄鱼为研究对象,分离出具有高传代能力的肌肉、脂肪干细胞,并通过调控两种信号通路诱导肌肉干细胞分化。同时,基于可食用凝胶改造仿生建构鱼肌支架,三维培养肌纤维束,成功实现组织状细胞培养鱼肉的制造。

刘东红表示,海洋鱼类所含优质蛋白和不饱和脂肪酸,对于身体健康有积极作用,未来,这项技术或将为人类餐桌肉品和动物蛋白供应提供支持,并且对海洋鱼类资源的保护有重要意义。

日前在中国轻工业联合会组织的鉴定会上,生物合成细胞培养鱼肉的关键技术被评审组认定达到国际同领域先进水平。

要“复刻”一块鱼肉,首先要找到种子细胞。

浙江大学团队在研究中发现,肌肉细胞和脂肪细胞占普通大黄鱼肉固形物成分的八成以上。由此,团队从大黄鱼轴上肌和腹侧体腔脂肪中筛选分离出肌肉干细胞和脂肪干细胞,作为细胞培养鱼肉的“种子”。

有了“种子”,当然少不了“土壤”,培养基便承担了这个角色,为细胞的增殖和分化提供养分。研究发现,脂肪干细胞能够在培养基中较好增殖分化,然而作为肉质的主要成分,肌肉细胞体外培养却困难重重。

陈军和浙江大学生命科学学院副教授黄晓对肌肉细胞分化过程进行了系统研究,找到两条影响肌肉生成的信号通路。为此,研究团队通过对培养基的成分调整,提高了成肌细胞的分化效率。

此外,培养基是细胞培养肉生产流程中最重要的成本控制环节,浙江大学生物系统工程与食品科学学院教授陈启和筛选得到低血清的基础培养基,大大降低了成本,为将来大规模化生产提供了基础。

随着肌肉细胞的生长、分化,越来越多的鱼肉产生,但此时的鱼肉还只是“肉泥”。“此时的鱼肉还是无固定外形的松散细胞团,不是大家认知中的肉的组织结构。”陈军说。

那么,怎么才能把鱼肉“搭建”起来?浙江大学生物系统工程与食品科学学院副研究员徐恩波通过构建生鱼块数字化结构模型,打印支架模拟天然鱼肌肉组织。

这块大黄鱼鱼排,是3D打印出来的

鱼肉要想在3D支架中生长,这个3D打印材料的制作也非易事。研究团队通过调整配方,降低打印温度,并找到能将成肌细胞牢牢抓住的可食用胶体材料,才实现了鱼肉的仿生生长。后续,浙江大学团队通过注入脂肪细胞,便可组装成一块组织状的细胞培养鱼肉。

那么,这到底是不是一块真正的鱼肉呢?

科研人员进一步分析了培养鱼排的外形,并将其中细胞数、肌肉细胞和脂肪细胞的比例、硬度、黏性、弹性等特征与真实大黄鱼的肌肉组织进行了对比研究,结果发现两者各项指标都十分相似。

细胞培养肉被认为是最有潜力解决未来人类餐桌肉品和蛋白供应问题,减少人工养殖肉类动物对水资源、土地资源高度依赖的技术之一。

面对这样一项新技术,陈军认为学科的大汇聚是重要基础。

对于该研究未来的应用,刘东红说:“我们要看到这块鱼肉背后的技术突破与创新,它们都将为食品行业的发展开辟新的道路。”

相关论文信息:https://doi.org/10.1038/s41538-023-00194-2

作者:admin

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