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细胞培养肉类逐渐增多 工业化过程需要“细嚼慢咽”

浙江大学展示了中国第一个厘米细胞培养大黄鱼组织模拟鱼排样品。细嚼慢咽洪恒飞 摄。细胞

洪恒飞 卢馨怡 科技日报记者 江耘。培养

将保存好的肉类大黄鱼干细胞“种子”从液氮中取出,利用细胞活化和可控生长路径合成鱼,逐渐增多以满足一次性鱼类消费。工业大黄鱼供应有限,化过其可持续生产变得无限可能...随着细胞培养肉类技术的程需成熟,这一场景可能不局限于想象。细嚼慢咽

不久前,细胞浙江大学生物系统工程与食品科学学院副院长刘东红教授、培养生命科学学院陈军教授联合大连理工大学朱贝伟院士团队宣布,肉类联合团队通过干细胞分离、逐渐增多工厂培训和组织建设技术,工业花了17天成功合成第一厘米细胞培养大黄鱼组织模拟鱼排。化过

细胞培养肉被认为是解决未来人类餐桌肉类和蛋白质供应、减少人工养殖肉类动物对水资源和土地资源高度依赖的技术之一。牛肉、鸡肉、鹅肝、猪肉、鱼。。。近十年来,基于不同生物的细胞培养肉相继出现。除了惊叹于培养技术外,公众还关心影响消费的因素,如口味、价格、安全等。

刘东红表示,各种肉类的培养体系正在慢慢出现。一方面,要尽快实现低成本、大规模生产,另一方面要完善法律法规,评估安全性。值得期待的是,技术和应用正在全球同步推进。

现场直播掀起了研发热潮。

2013年,英国伦敦的一场特殊烹饪直播引起了细胞培养肉类食品的广泛关注。当时,荷兰马斯特里赫特大学组织工程学教授马克·波斯特利用从牛颈中提取的一种叫做“肌肉卫星细胞”的特殊干细胞,花了几周时间完成了世界上第一个体外培养的细胞培养肉,并通过烹饪直播向公众展示。

“在过去的十年里,许多国家的研究人员都参与了细胞培养肉的领域。事实上,细胞培养技术本身并不新鲜。刘东红介绍说,半个多世纪前,细胞培养人体组织工程的研究已经在医学上开始,用于皮肤修复。21世纪,国际社会越来越关注粮食供应和资源短缺,利用体外细胞培养蛋白质或肌纤维的相关技术逐渐酝酿。

刘解释说,细胞培养肉本质上是通过动物干细胞在体外进行细胞增殖和分化的过程。其中,细胞通过增殖不断增加,然后通过分化产生不同形态结构功能的细胞类群或组织,如肌肉组织。

虽然公众普遍对细胞培养肉持观望态度,但部分人敢于尝试,其产业化前景也受到资本市场的青睐。近日,南京农业大学周光宏教授在第十九届畜牧饲料科技与经济(全球)高层论坛上介绍,据国外机构统计,细胞培养肉行业年投资总额为19.3亿美元(2016-2021年),其中2021年投资13.8亿元,比2019年增长300%以上。

在过去的两年里,美国FDA和新加坡食品管理局已经批准细胞培养鸡上市。2021年,Future Meat Technologies公司宣布,试验车间在以色列完工,可达到日产500公斤细胞培养肉。

回顾中国,周光宏团队于2019年11月发布了中国第一个细胞培养猪肉。同年,由周光宏担任首席科学家的科技企业南京周子未来食品科技有限公司注册。今年4月,周子未来宣布完成数千万元的A 轮融资将促进公司实施细胞培养肉种子细胞千升规模的中试工厂。

在刘东红看来,资本与技术的融合正在有效地加快这一领域的产业化进程。

选择“种子”和“土壤”至关重要。

5月23日,《科技日报》记者走进浙江嘉善浙江大学长三角智能绿洲创新中心未来食品实验室。我看到展厅里有一条瓶盖大小和闪亮的鱼。仔细一看,你可以观察到鱼表面细腻的纹理,甚至是淡淡的鱼腥味。这是中国第一个用厘米细胞培养大黄鱼组织模拟鱼排的样品。

刘东红告诉记者,不同肉类的细胞培养方法是相似的。困难在于找到合适的细胞系并建立培养基,这相当于种子和土壤之间的关系。

以模拟鱼排为例,研究人员从大黄鱼轴上肌肉和腹部体腔脂肪中筛选出肌肉干细胞和脂肪干细胞,作为细胞培养鱼的“种子”,通过调节两种信号渠道诱导肌肉干细胞分化。

培养基之所以被比作土壤,是因为它需要结合氨基酸、葡萄糖等基本营养物质,以支持细胞增殖和分化,为细胞增殖和分化提供营养。

随着肌肉细胞的生长和分化,产生的鱼越来越多,但鱼只是肉泥。如何建造鱼?联合团队在可食用凝胶的基础上改造仿生鱼肌支架,产生类似天然鱼的结构和线条,使肌肉细胞沿着3D打印的仿生结构有规律地生长,从而形成仿生鱼排。

陈军说,培养基是细胞培养肉生产过程中最重要的成本控制环节。联合团队筛选了低血清基础培养基,有效控制了成本,为后续的大规模生产奠定了基础。

去年5月,清华大学医学院杜亚南教授研究小组在《生物材料》上发表了一篇研究论文,介绍了该团队利用生物装配技术在可食用的多孔明胶微生物支架上培养了几厘米大小的人造肉丸。其中,微载体的立体多孔结构比传统的2D细胞培养瓶节省了培养基的用量,从而降低了人造肉丸的成本。

“与发达国家相比,虽然中国在这一领域起步略落后,但近年来迎头赶上,基本上与国际前沿水平并驾齐驱。刘东红说,从丰富的品种、降低成本等方面进行创新,新的技术发现将继续出现。

从展厅到餐厅需要双线推广。

今年3月,联合国粮食农业组织和世界卫生组织发布了一份名为《细胞基食品食品安全问题》的全球报告。该报告指出,预计到2050年,世界人口将达到90亿-110亿,随之而来的是蛋白质需求的增加和潜在的健康和环境问题。

根据周光宏团队的计算,理论上,从1克肉中提取的干细胞,经过7周、45次分裂,可培养出2万公斤重的培养肉。

诚然,要实现这个体积,还有很长的路要走。在他看来,细胞培养肉的成本需要降低到每克0.03元,这可能会部分取代畜牧肉。

刘东红认为,细胞培养肉的初衷不是立即取代现有食品,而是作为一种技术布局。目前,我国主要河流、湖泊和海洋正处于禁渔期,旨在保护自然提供的水生资源,保持生态平衡,实现可持续发展。

“同时,在中国开展相关研发布局,有利于今后主动。刘东红说,该团队已经启动了一些影响细胞培养肉类安全的风险物质研究项目,以争取该领域的国际竞争。

报告提到,考虑到细胞基食品技术的快速发展,各国需要充分准备建立必要的监管框架、监管机构和基础设施,评估细胞基食品产品和生产过程的安全性,制定销售这些产品的公认术语和标签的法律法规。

虽然还没有广泛普及,但细胞培养肉的高度关注似乎已经置身于阳光厨房。

“必须有一个完善相关法律法规和监管体系的过程。刘东红说,在此期间,研究人员和行业需要进一步深化研究,以降低成本,确保安全,为大规模生产做准备。例如,在培养基中寻找高成本生产因子的可替代物,以及提高细胞繁殖和分化速度的关键因素。

周光宏表示,细胞培养肉技术将重塑肉类产业模式,即未来的食用肉,部分由畜牧业生产,部分通过细胞培养获得,部分是植物蛋白模拟肉。细胞培养肉自然会被接受,以确保营养、安全和美味。

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