韩国延世大学化学与生物分子工程学院Milae Lee等2024年6月（在线发表时间）在Nature Communications期刊（15:5450）上发表了《Flavor-switchable scaffold for cultured meat with enhanced aromatic properties》文章（通讯作者：Won-Gun Koh＆Jinkee Hong）。
背景
细胞培养肉作为一种可持续发展的肉类，可以最大限度地减少动物屠宰和环境污染，已经引起了人们的关注。以前许多关于细胞培养肉的研究都集中在开发模拟肉形状的支架上，然而对细胞培养肉的研究仍处于细胞培养规模而不是组织培养水平的阶段，因此在模仿肉的感官特性方面存在局限性。体外培养和传统肉类之间氨基酸谱的差异为在细胞培养肉中模仿传统肉类的美拉德风味带来了挑战。因此，也需要模仿细胞培养肉中的美拉德风味，以增加细胞培养肉与传统肉之间的感官相似性。
摘要
培养肉是一种新型的食品，以可持续的方式提供动物蛋白。许多先前的研究使用各种类型的支架来开发与屠宰肉相似特性的培养肉。然而，重要的性质，如风味没有讨论，即使他们决定食品的质量。风味特征根据在烹饪时通过美拉德反应产生挥发性化合物的氨基酸和糖的量和类型而显著变化。在这项研究中，开发了一种风味可转换的支架，仅在烹饪温度模仿屠宰肉的美拉德反应时释放肉类风味化合物。通过将可转换的风味化合物（SFC）引入明胶基水凝胶中，我们制造了一种功能性支架，可以增强培养肉的芳香特性。温度响应性SFC在细胞培养期间稳定地保留在支架中，并且可以在蒸煮温度下释放。令人惊讶的是，用这种风味可转换支架制造的培养肉表现出与牛肉相似的风味模式。这项研究提出了一种策略，通过开发一种能够模仿传统肉类天然烹饪风味的功能性支架来开发具有增强感官特征的培养肉类。
研究成果
a 可切换风味系统的示意图。与可转换风味化合物（SFC）缀合的支架结构的说明性描述。b 使用具有SFC的支架（CM+ SFC）制造的培养肉的照片。比例尺：8mm。c说明SFC系统随温度变化的机制的图示。d本研究中分析的风味化合物的分类。
SFC的合成及热响应性评价。a.所述可转换风味化合物（SFC）的化学结构包括两个具有甲基丙烯酸酯末端的结合基团（R1，R2）和一个具有热响应的二硫键的风味基团（R3）。b. SFC的紫外-可见（UV-Vis）光谱，用于监测SFC加热时糠硫醇的迁移率。335 nm处的峰表示SFC热响应生成的糠硫醇呋喃基团的迁移率。加热时间间隔为0 min、10 min、 1、4、7 、12、24 h。c.无SFC的水凝胶（Gel-SFC）、具有SFC的水凝胶（Gel+SFC）和与纯糠基硫醇混合的水凝胶（Gel+FM）的照片，以及它们的网络结构的图解。Gel+SFC的特点是明胶基质与SFC之间存在牢固的共价键，而Gel+ FM的特点是明胶基质与糠醇之间存在弱的相互作用。刻度尺：0.4 cm。d. 在美拉德温度（150°C）下加热之前和之后的水凝胶的风味分析。将所有样品在蒸馏水中预孵育15天。饼图显示了根据特定风味音符分类的风味化合物的比例。饼图中不包括非风味化合物，每个风味注释用不同的颜色表示（n = 3）。
细胞培养支架的生物学评价及风味分析。a. 在培养肉制造工艺下可转换风味化合物（SFC）的风味富集工艺的说明。b. 各组增殖成肌细胞免疫荧光图像。比例尺：100μm。c使用CCK-8测定试剂盒在第1天、第5天和第7天的细胞活力（平均值± SD，n = 3个独立实验，采用Tukey方法的单因素ANOVA）。灰色表示不含SFC的培养肉（CM-SFC），红色表示含SFC的培养肉（CM+ SFC）。d.共聚焦图像显示分别用MF 20（红色）和DAPI（蓝色）免疫染色的肌球蛋白重链（MHC）和细胞核。比例尺：100μm。e. 通过牛肌球蛋白-1酶联免疫吸附试验（ELISA）定量评估MHC含量（平均值± SD，n = 3个独立实验，采用Tukey方法进行单因素方差分析）。将CM+ SFC的MHC量标准化为CMSFC的量。f.在150 °C下加热后CM-SFC和CM+ SFC中挥发性化合物的评估（n = 3）。
培养肉样品的电子鼻分析。a. 具有不同支架的培养肉样本的图示：不含SFC的培养肉（CMSFC）、具有SFC的培养肉（CM+ SFC）和具有风味变化的SFC的培养肉（CM+ SFCV）。b. 从CM-SFC、CM+ SFC和CM+ SFCV检测到的风味化合物的比率（平均值± SD，n = 3个独立实验，采用Tukey方法的单因素ANOVA）。饼图显示了每个组的特定风味概况。香味笔记呈现不同的颜色。c. 各组风味化合物的主成分分析（PCA）（区分指数=90，n = 3）。源数据以源数据文件的形式提供。
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原文链接
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Milae Lee，Woojin Choi，Jeong Min Lee，Seung TaeLee，Won-Gun Koh＊& Jinkee Hong ＊. (2024). Flavor-switchable scaffold for cultured meat with enhanced aromatic properties. Nature Communications.
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文字：李 薇
校编：丁 希
排版：陈天龙
审核：李春保
