17天長成，味腥、色白、質彈……日前，一款國內首例厘米級細胞培養大黃魚組織仿真魚排宣布面世。

科研人員以大黃魚為研究對象，分離出具有高傳代能力的肌肉、脂肪干細胞，并通過調控兩種信號通路誘導肌肉干細胞分化。同時，基于可食用凝膠改造仿生建構魚肌支架，三維培養肌纖維束，成功實現組織狀細胞培養魚肉的制造。

該成果由浙江大學生物系統工程與食品科學學院副院長、浙江大學長三角智慧綠洲創新中心未來食品實驗室主任劉東紅，與生命科學學院教授陳軍牽頭的細胞培養魚肉團隊，聯合中國工程院院士、大連工業大學教授朱蓓薇團隊發布。在中國輕工業聯合會組織的鑒定會上，生物合成細胞培養魚肉的關鍵技術被評審組認定達到國際同領域先進水平。

“未來，這項技術或將為解決人類餐桌肉品和動物蛋白供應提供更為廣闊的支撐，并且對于海洋魚類資源的保護有著重要的意義?！眲|紅說。

“復刻”需要合適的“種子”與“土壤”

用細胞培養魚肉，本質上是通過動物干細胞在體外進行細胞增殖和分化的過程。細胞通過增殖，數量不斷增加，再通過分化產生形態、結構、功能各異的細胞類群。

要“復刻”一塊魚肉，首先要找到種子細胞。浙大團隊在研究中發現，肌肉細胞和脂肪細胞占普通大黃魚肉固形物成分的八成以上。由此，團隊從大黃魚軸上肌和腹側體腔脂肪中篩選分離出肌肉干細胞和脂肪干細胞，作為細胞培養魚肉的“種子”。

“種子”離不開“土壤”，培養基便承擔了“土壤”的角色，為細胞的增殖和分化提供養分。團隊發現，脂肪干細胞能夠在培養基中較好地增殖分化，然而肉質的主要成分——肌肉細胞到了體外培養則困難重重。

生命科學學院教授陳軍和副教授黃曉對肌肉細胞分化過程進行了系統研究，找到了兩條影響肌肉生成的信號通路。研究團隊通過調整培養基的成分，提高了成肌細胞的分化效率。

此外，培養基是細胞培養肉生產流程中最重要的成本控制環節，浙大生物系統工程與食品科學學院教授陳啟和篩選得到低血清的基礎培養基，大大降低了成本，為將來規模化生產奠定了基礎。

在3D打印的仿生結構中“長”出魚肉

隨著肌肉細胞的生長、分化，越來越多的魚肉產生?！暗藭r的魚肉還屬于無固定外形的松散細胞團，不是大家認知中的肉的組織結構?！标愜娬f。

怎么把魚肉搭建起來？浙大生物系統工程與食品科學學院副研究員徐恩波通過構建生魚塊數字化結構模型，打印支架模擬天然魚肌肉組織。

徐恩波介紹，魚肉在3D支架中的生長，類似公園里月季花沿著搭建好的拱門生長，肌肉細胞則沿著3D打印的仿生結構有規則地生長，形成三維培養肌纖維束，產生類似自然魚肉該有的結構和紋路。

3D打印材料的制作并非易事。團隊通過調整配方，降低打印溫度，并找到能將成肌細胞牢牢抓住的可食用膠體材料，從而實現了仿生生長。后續，團隊通過注入脂肪細胞，便可組裝成一塊組織狀的細胞培養魚肉。

那么，問題也隨之而來，這到底是不是一塊魚肉呢？

團隊進一步分析了培養魚排的外形，并對其中的細胞數、肌肉細胞和脂肪細胞的比例、硬度、黏性、彈性等特征，與真實大黃魚的肌肉組織進行對比研究。“從這些指標看，兩者十分相似?！眲|紅表示，這也將為未來開展不同魚類乃至其他經濟動物的細胞培養獲取優質蛋白提供新的思路，在解決可持續肉類供應方面發揮更大潛力。

細胞培養魚肉走上餐桌還遠嗎

要解決未來人類餐桌肉品和蛋白供應、減少人工養殖肉類動物對水資源與土地資源的高度依賴，細胞培養肉被認為是最有潛力的技術之一。

談起這項新技術，陳軍表示，學科匯聚是重要基礎。該研究除了有學校生物系統工程與食品科學學院、生命科學學院參與，還吸引了機械工程學院的研究員尹俊和高分子科學與工程學系研究員朱旸團隊的師生，共同參與前沿探索和交叉研究。

“細胞培養魚肉走向餐桌還要進行大量的安全性評估。我相信，在技術不斷深化的背景下，可見的未來一定能實現批量化大生產。”對于研究的未來應用，劉東紅表示，要看到“魚肉”背后的技術突破與創新，它們將為未來食品行業發展開辟新的道路。

《中國教育報》2023年09月04日第7版