培養肉技術再突破!大豆蛋白作骨架 三週產出“真香”牛肉

​4月1日消息,以色列理工學院(Technion - Israel Institute of Technology)和Aleph Farms的研究人員在動物體外培育“人造肉”方面取得了突破。研究人員通過在大豆蛋白疏鬆多孔的骨架內培養奶牛肌肉細胞,製成了“人造牛肉”。三名志願者品嚐之後表示,這些肌肉組織在油炸或烘烤時具有“令人愉悅的肉味”,並充分複製了肉食的質地。​

研究人員表示,廉價並易於獲得的大豆蛋白可以作為生長牛肉組織的骨架。相關研究成果發表在《自然食品》(Nature Food)上。​

培養肉技術再突破!大豆蛋白作骨架 三週產出“真香”牛肉

培養肉

人造肉是什麼?普及難點在哪裡?

隨著世界上人口的不斷增加,肉類的需求也將增加,但是牛羊豬等動物的生長速度遠遠趕不上人類的需求。開發培植肉有多種誘因,其中包括肉類生產行業對環境的破壞,抗生素的使用增加,對肉類生產過程中動物痛苦的道德保留,以及由於大量使用而對行業造成的自然資源有害生態影響。​

人造肉一般分為兩種,一種就是完全跟肉沒有關係的,只是吃起來像肉的,這種肉是用大豆,豌豆等植物提取加工而成的;另外一種人造肉是動物性的,就是用動物細胞在實驗室裡面培育出來的,最後再加工成肉塊。

培養肉技術再突破!大豆蛋白作骨架 三週產出“真香”牛肉

人造肉兩週類型

2019年,可以說是人造肉的元年。Impossible Foods與快餐業巨頭漢堡王(Burger King)合作推出了人造肉漢堡。2019年5月2日,美國人造肉公司Beyond Meat掛牌上市,當日股價暴漲163%,創下了自2008年金融危機以來最佳IPO首日表現。

不過,Impossible Foods和Beyond Meat等公司尋求的是以植物為基礎的肉替代品。這些肉類替代品製造商使用大豆和馬鈴薯蛋白來構建自己的產品,儘管這種產品在結構上與肉類並不太相似,但它們仍然看起來像真肉。

而實驗室培育肉類過程與Impossible Foods和Beyond Meat這樣的公司所使用的過程明顯不同。在過去幾年裡,培養肉的研發取得進展,約50家公司在試圖完善培育方法。部分公司已進入製作可品嚐的樣品階段,但商店或餐館目前尚未出售此類樣品。

除了在培養皿中培養生物組織的高成本之外,另一個問題在於,肉類不僅僅是由肌肉細胞組成的。在動物的肉裡,這些細胞位於支撐細胞外蛋白質的支架內,研發人員必須仿製這種支架才能使成品的質感與真正的牛肉相似。美國華盛頓特區優質食品研究所的埃利奧特·斯沃茨說:“你需要重建和動物身上一樣的組織。”

目前,培養肉類時用到的支架通常來自牛肉明膠,這是一種通過煮沸屠宰場的動物屍體來獲得的膠原蛋白。如果素食者是你的目標市場,這會成為一個問題。

創新:使用大豆蛋白作為骨架

在過去的幾十年中,以色列理工學院生物醫學工程學院院長舒拉米特·萊文伯格(Shulamit Levenberg)教授率先提出了一項創新技術,即在由大豆蛋白製成的支架上培植肉類。該技術最初旨在用於醫療應用,特別是用於人類組織的移植。

Aleph Farms是第一家使用萊文伯格教授及其團隊開發的原始技術成功培植無屠宰牛排的公司。萊文伯格教授是公司的創始合夥人兼首席科學家,目前的研究由博士生湯姆·本·阿里(Tom Ben-Arye)和尤莉亞·桑達洛夫(Yulia Shandalov)博士負責。

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生產流程對比,來源Aleph Farms

《自然食品》上的文章提出了一種創新的方法,可以在三到四個星期內生長出類似牛肉質地和口味的培植肉組織。這個過程是受自然啟發的,這意味著細胞在受控的環境中生長,類似於它們在牛體內的生長方式。

這些細胞在替代了動物細胞外基質(ECM)的支架上生長。由於這是一種食品,因此支架必須是可食用的,因此僅考慮了可食用的替代品。與萊文伯格教授開發的組織工程技術相似,大豆蛋白被選為支架,肌肉細胞在與肌肉生長相關的生長因子的幫助下粘附並增殖。

大豆蛋白是在大豆油生產過程中獲得的廉價副產物,易於獲得且富含蛋白質。它是一種多孔材料,其結構有助於促進細胞和組織的生長。大豆蛋白的小孔適合細胞粘附、分裂和增殖。它還具有較大的孔,可傳輸氧氣和養分,這些氧和養分對構建肌肉組織至關重要。此外,根據需要,可以以不同的尺寸和形狀生產用於生長培植肉的大豆蛋白支架。

這項研究中的培植肉經過測試,證實其與宰殺牛肉的質地和口感相似。萊文伯格教授說:“我們希望將來也可以使用其他植物蛋白來構建支架。但是,目前使用大豆蛋白進行的研究對於證明從幾種類型的細胞生產肉類的可行性非常重要。在基於植物的平臺上,增加了其與常規牛肉的相似性。”

參考鏈接:
https://www.technion.ac.il/en/2020/03/breakthrough-in-slaughter-free-steak-production/


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