科学家在大米孔隙中培育牛肉细胞 制造富含蛋白质的新型太空食品

科学家在大米孔隙中培育牛肉细胞制造富含蛋白质的新型太空食品我们目前的耕作方式并不是特别可持续，而且随着数十亿人口的增加，预计对环境的影响只会越来越大。因此，未来的食物可能会与我们习惯的食物大相径庭，无论是在实验室里种植肉类、吃昆虫来获取蛋白质，还是激发微生物来生产营养粉末。现在，韩国的科学家们创造出了一种可能成为未来主食的新型食品--牛肉-大米杂交食品。其原理类似于在实验室中培育肉类细胞，只不过这次他们是在米粒的孔隙中培育肉类细胞。这种结构为动物细胞提供了一个稳定的支架，而大米中的某些分子则帮助它们茁壮成长。研究人员首先在大米上涂一层鱼明胶，这有助于牛肉细胞的粘附。种上牛肌肉和脂肪干细胞后，大米被放置培养9到11天。最终得到的粉红色大米看起来有点恐怖，但完全符合食品安全标准，而且营养相当丰富。研究人员蒸煮了他们的牛肉饭，并进行了一系列食品工业分析，以调查这种非自然的创造。他们发现，与普通米饭相比，牛肉饭的蛋白质含量高出8%，脂肪含量高出7%，口感更硬更脆。据报道，含有更多肌肉细胞的牛肉饭闻起来更像牛肉或杏仁，而脂肪含量更高的牛肉饭闻起来更接近奶油、黄油或椰子油。牛肉-大米的环境足迹比传统养殖肉类小得多。研究人员估计，他们的研究成果每100克蛋白质释放的二氧化碳应少于6.27千克（13.82磅），而牛肉则为50千克（110磅）。成本也会低得多，牛肉-大米的成本约为每公斤2.23美元，而牛肉的成本为14.88美元。研究小组表示，牛肉-大米具有营养和环境效益，而且食品安全风险低、易于制造，因此是商业化的理想选择。在此之前，科学家们计划通过改善大米中的条件来提高其营养价值，以帮助牛肉细胞茁壮成长。在此之后，最后的障碍可能只是说服人们愿意吃它--但公平地说，未来的许多食品都可以这样做。该研究的第一作者SohyeonPark说："我们通常从牲畜身上获取所需的蛋白质，但牲畜生产需要消耗大量资源和水，并释放大量温室气体。我没想到细胞在水稻中生长得这么好。现在我看到了这种谷物杂交食品的无限可能。有朝一日，它可以作为饥荒救济粮、军粮，甚至太空食品。"这项研究发表在《物质》杂志上。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1418155.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1418155.htm

实验室培植的脂肪有望进一步提升人造肉的风味

实验室培植的脂肪有望进一步提升人造肉的风味想想香脆的培根和松脆的猪肉脆片。它们所含的脂肪使它们变得美味，并创造了一种令人愉快的"口感"。科学家们发现，有些味道喜欢附着在脂肪分子上，延长了在我们口中的味道。而且，动物脂肪吸收了动物食物中的芳香化合物，强化了肉的味道。事实上，消费者测试表明，含有36%脂肪的天然牛肉在口感上比脂肪含量较少的竞争对手得分更高。但无脂肪的人造肉可能很快就会成为过去。研究人员已经成功地在实验室中创造了与天然动物脂肪的质地和构成相似的脂肪，而且这种技术是可以扩展的。到目前为止，生产大量的培养脂肪一直是一个挑战。与自然界不同的是，血管为脂肪提供氧气和营养物质，而实验室制造的脂肪往往是越大越缺乏这些重要元素。为了解决这个问题，研究人员首先将小鼠和猪的脂肪细胞培育成二维层，然后再收获这些细胞，创造出一个三维块，用海藻酸钠和微生物转谷氨酰胺酶（mTG）等粘合剂粘合在一起，这些粘合剂已经在一些食品中使用。我们的目标是开发一种相对简单的生产大块脂肪的方法，"该研究的主要作者JohnYuenJr说。"由于脂肪组织主要是细胞，其他结构成分很少，我们认为在生长后聚集细胞就足以重现天然动物脂肪的味道、营养和纹理特征。"为了验证聚集的脂肪是否具有与本地动物脂肪相似的特征，研究人员测试了实验室制造的脂肪能够承受多大的压力。他们发现，与海藻酸钠结合的培养脂肪可以承受与牲畜和家禽脂肪类似的压力，而与mTG结合的脂肪则像猪油或牛油。意识到基于天然脂肪的化合物可以改善风味，研究人员接下来研究了栽培脂肪的分子组成。他们发现，培养的小鼠脂肪中的脂肪酸与自然发生的小鼠脂肪中的脂肪酸不同。培养的猪脂肪在脂肪酸组成上更接近于本地组织。该研究的结果表明，有可能给培养的脂肪细胞补充脂质，使其更接近于天然肉的成分。重要的是，研究人员的脂肪生长方法是可扩展的。该研究的通讯作者DavidKaplan说："这种用结合剂聚集培养的脂肪细胞的方法可以转化为在生物反应器中大规模生产培养的脂肪组织--这是开发培养肉的一个关键障碍。我们将继续研究培养肉生产的每一个方面，以期能够大规模生产看起来、吃起来和感觉像真的一样的肉"。该研究发表在《eLife》杂志上。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1353113.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1353113.htm

谷蛋白可以模仿真实肉类的质地和成分 助力人造肉生产

谷蛋白可以模仿真实肉类的质地和成分助力人造肉生产此外，价格低廉的植物蛋白可以作为这些细胞培养物的基础。最近发表在《ACS生物材料科学与工程》（ACSBiomaterialsScience&Engineering）上的研究结果表明，非过敏性小麦蛋白谷蛋白能成功培养出横纹肌层和扁平脂肪层，将它们结合在一起可产生类似肉类的质地。培养细胞需要一个基质或支架来粘附，以生产实验室培育的肉类。植物蛋白可食用、含量丰富且价格低廉，因此是很有吸引力的支架候选材料。此前的研究表明，由麸质蛋白制成的植物薄膜是培养牛骨骼肌细胞的成功基质。但是，要使这种技术生产出有希望的肉类替代品，肌肉细胞需要形成排列整齐的纤维，与真实组织的质地相似。此外，三维结构中还需要加入脂肪，以复制传统肉制品的成分。麸质蛋白是麸质中的一种蛋白质，患有乳糜泻或对麸质蛋白敏感的人通常不会对这种蛋白质产生反应，为了利用麸质蛋白的这一优势，姚雅、约翰-袁、李春梅、大卫-卡普兰及其同事希望用它来开发基于植物的薄膜，以培育有质感的肌肉细胞和脂肪层。研究人员从小麦麸质中分离出谷蛋白，并形成了平面和脊状图案的薄膜。然后，他们将发育成骨骼肌的小鼠细胞沉积在蛋白质基底上，并将细胞覆盖的薄膜培养两周。细胞在平膜和脊膜上生长和增殖。不出所料，与在明胶制成的对照薄膜上生长的细胞相比，谷蛋白薄膜的性能要差一些，但这也足够了。研究人员说，还需要进一步改进细胞附着在植物基薄膜上的方式，以接近在动物源生物材料上的生长情况。在培养的第二周，图案化薄膜上的细胞形成了长长的平行束，再现了动物肌肉的纤维结构。通过在植物蛋白基底中加入脊，培养的肌肉细胞以模仿动物肌肉纤维排列的模式生长。来源：改编自《ACS生物材料科学与工程》2024期，DOI:10.1021/acsbiomaterials.3c01500在另一项试验中，将产生脂肪组织的小鼠细胞沉积在平整的谷蛋白薄膜上。在培养期间，随着细胞的增殖和分化，它们产生了可见的脂质和胶原蛋白沉积。附着在可食用谷蛋白薄膜上的培养肉和脂肪层可以堆叠起来，形成类似肉类的三维替代蛋白质。研究人员说，由于谷蛋白材料基底支持纹理动物肌肉和脂肪层的生长，因此它可用于制造更逼真的培养肉制品。编译来源：ScitechDaily...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1421001.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1421001.htm

“永生”干细胞培养肉问世：有望实现人造肉无限量供应

“永生”干细胞培养肉问世：有望实现人造肉无限量供应专家分析，这一研究成果将会不仅可以提供更多的肉类产品，还意味着研究人员将无需从农场动物活检中重复获取细胞。据了解，大多数细胞，随着它们的分裂和衰老，开始丢失染色体末端的DNA（端粒），端粒就像旧绳索一样会因使用而磨损，出现复制错误或基因丢失，最终导致细胞死亡。研究团队对牛干细胞进行了工程改造，使其不断重建端粒，有效地保持染色体“年轻”，并为新一轮的复制和细胞分裂作好准备。使细胞永生化的第二步是让它们不断产生一种蛋白质，刺激细胞分裂的关键阶段，有效加速该过程并帮助细胞更快地生长。当然，肌肉干细胞不是人们吃的最终产品。它们还要分化成成熟的肌肉细胞，就像人们在牛排或鱼片中吃的肌肉细胞一样。团队发现，新的干细胞分化后，有可能成熟到足以复制天然肉的味道和质地。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1359709.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1359709.htm

农业废弃物制成的3D打印墨水可能使培养人造肉的过程成本更低

农业废弃物制成的3D打印墨水可能使培养人造肉的过程成本更低不用说，这些支架必须由可食用的材料制成。一种选择是使用动物副产品，如胶原蛋白或明胶，尽管这样做首先与购买无公害的培养肉相抵触。另一种方法是使用合成材料，但这些材料可能很昂贵。为了寻求一种非动物的低成本替代品，来自西交利物浦大学和新加坡国立大学的科学家们将目光投向了农作物废料。他们将从大麦或黑麦壳中提取的被称为原蛋白的谷类蛋白质与一种玉米蛋白结合起来，创造出一种可食用的3D打印墨水。然后，这种墨水被用来构建支架，用于生产培养的小鼠肉（这只是一个实验）和猪肉，加入甜菜汁是为了让肉有更自然的外形。原蛋白/玉米蛋白-水墨支架生产过程示意图研究人员发现用丙稀酰胺/玉米素墨水制作的支架与用聚己内酯（一种相当昂贵的可生物降解的聚酯）打印的支架性能相当。科学家们现在还在研究如何利用植物成分作为培养肌肉细胞的营养介质，这可以进一步降低生产成本。西交利物浦大学的孙杰教授说："这是一个大规模生产培养肉的新颖和颠覆性想法。利用食物垃圾中的营养物质来打印支架，不仅可以利用和提高食物垃圾的价值，还可以减轻畜牧业对环境的压力。"有关这项研究的论文最近发表在《先进材料》杂志上。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1335391.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1335391.htm

科学家用永生干细胞培育人造肉 未来可能实现无限量供应

科学家用永生干细胞培育人造肉未来可能实现无限量供应分化的永生化牛干细胞完全表达肌肉蛋白（蓝色=细胞核；品红色=肌原蛋白；绿色=肌球蛋白）。比例尺约1毫米。来源：塔夫茨大学AndrewStout《ACS合成生物学》杂志介绍了这一进展，这意味着全球的研究人员和公司可以获得和开发新产品，而不必反复从农场动物活组织中获取细胞。细胞培养肉的生产需要生长和分裂能力极强的肌肉和脂肪细胞。虽然细胞培殖肉已引起媒体关注，例如美国食品及药物管理局初步批准培殖鸡肉，甚至用乳齿象DNA培殖的汉堡，但这些产品仍然昂贵且难以扩大规模。从活体动物身上提取的正常肌肉干细胞通常只能分裂约50次，然后就开始"老化"，不再具有活力。虽然理论上这些干细胞可以生产大量肉类，但TUCCA团队开发的永生化细胞具有几个优势。其一是可以生产更多的肉。另一个优势是，通过广泛提供永生化细胞，他们将降低其他研究人员探索细胞农业的准入门槛--找到降低成本和克服扩大生产挑战的方法。TUCCA的研究生、该项目的首席研究员安德鲁-斯托特(AndrewStout)说："通常情况下，研究人员不得不自己从动物身上分离干细胞，这既昂贵又费力，或者使用相关性较低物种的模型细胞系，如小鼠肌肉细胞。"将普通牛肌肉干细胞转化为永生牛肌肉干细胞有两个关键步骤。大多数细胞在分裂和衰老过程中,染色体末端的DNA开始脱落,这些DNA被称为端粒。这可能导致DNA复制或修复时出现错误。它还会导致基因丢失，最终导致细胞死亡。研究人员设计的牛干细胞可以不断重建端粒,有效保持染色体"年轻",为新一轮复制和细胞分裂做好准备。使细胞永生的第二步是使它们持续产生一种蛋白质，刺激细胞分裂的关键阶段。这有效地加速了细胞分裂过程,帮助细胞更快生长。肌肉干细胞不是人们想吃的最终产品。它们不仅要分裂和生长,还要分化成成熟的肌肉细胞,就像或至少非常类似于我们在牛排或鱼排中食用的肌肉细胞。斯托特和他的研究小组发现,新干细胞确实分化成成熟的肌肉细胞,尽管与动物肌肉细胞或来自传统牛干细胞的肌肉细胞并不完全相同。斯托特说："它们有可能成熟到足以复制天然肉类的风味和质地。它们正在以非常快的速度翻倍，因此它们可能只需要多一点时间就能达到完全成熟。"塔夫茨大学斯特恩家族生物医学工程教授兼TUCCA主任DavidKaplan说："虽然有些人可能会质疑摄入永生细胞是否安全，但事实上，当细胞被收获、储存、烹饪和消化后，就没有继续生长的可行途径了。就像我们今天吃的天然肉类一样，细胞只是变成了惰性物质，我们希望它味道鲜美并能提供多种营养。"...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1370613.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1370613.htm