培养肉作为一种新兴的肉类产品，通过体外培养动物细胞实现可持续的肉类生产，具有减少土地和水资源消耗、降低温室气体排放等优点。然而，目前制造培养肉的研究主要集中在肌肉或脂肪组织的制造上，将肌肉和脂肪组织整合到一起制造培养肉仍然是一个挑战。
研究简介
1. 3D生物打印的成功实施
本研究成功地开发了一种3D生物打印方法，通过将猪肌肉干细胞（pMuSCs）和脂肪源性间充质干细胞（pAMSCs）分别封装在不同的生物墨水中，利用3D打印技术制造出具有明确肌肉和脂肪组织的培养五花肉（CSP）。研究者首先筛选了适合的双网络（DN）水凝胶，确保其在打印过程中具有良好的流变特性和细胞相容性。通过对不同水凝胶的粘度和打印参数的优化，最终确定了适合的打印压力和速度，使得细胞能够在打印过程中保持活性。
2. 生物墨水的优化与细胞培养
研究中，pMuSCs和pAMSCs的生物墨水分别采用了COL-CS和FIB-SA水凝胶。通过对细胞的增殖和分化能力进行评估，研究者发现FIB-SA水凝胶在支持pAMSCs的增殖和分化方面表现出色，而COL-CS水凝胶则更适合于pMuSCs。细胞在水凝胶中的生长情况通过活死细胞染色和增殖率测定得到了验证，结果显示细胞在3D培养条件下能够有效增殖，并保持良好的活性。
3. 共分化方法的开发
为了实现pMuSCs和pAMSCs的同步分化，研究者开发了一种新型的共分化介质。该介质结合了2%马血清（HS）和多种脂肪诱导剂，能够有效促进两种细胞的分化。研究结果表明，采用该共分化介质后，pMuSCs的肌肉生成效率和pAMSCs的脂肪生成效率均得到了显著提高。特别是在添加了油酸（OA）后，pAMSCs的脂肪生成效率显著提升，显示出油酸在促进脂肪细胞分化中的重要作用。
4. CSP的质地和营养评估
制造出的CSP在质地和营养成分上进行了全面评估。通过质构分析，研究者发现CSP的硬度、咀嚼性和弹性等指标均接近于真实肉类（RSP），而且在烹饪后，CSP的水分保持能力显著优于无细胞水凝胶（CFH）。这表明，CSP在烹饪过程中能够有效锁住水分，保持良好的口感。此外，CSP的脂肪酸和氨基酸组成也得到了分析，结果显示CSP的脂肪酸含量显著高于CFH，且其氨基酸组成与动物源性肌肉蛋白相似，表明CSP在营养价值上具有潜力。
原文链接：
https://doi.org/10.1016/j.foodhyd.2024.110578
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