【COSMOlogic应用实例】达索BLOG分享：食品科学:人造肉和其他种类的肉

背景：

栽培肉、植物蛋白和发酵蛋白构成了一类替代传统肉类的蛋白质。营养方面的这种新趋势引起了争议，但也为解决当今人类面临的更根本的挑战带来了希望，比如饥饿和贫困、气候变化、健康和动物安全。

 

对于发酵蛋白的开发，研究人员通过分离特定菌株的细菌或酵母来设计精确的发酵过程。为了优化生长潜力和营养特性，关键是要找到最佳的工艺条件，包括特定目标菌株生长的生物反应器，纯化，最终制定符合目标要求的产品。

 

基于植物的蛋白质设计始于作物发育阶段，生物学家在此阶段研究作物基因型，以及植物蛋白质的功能鉴定和表征，然后是育种和培养植物。

 

植物蛋白和发酵蛋白是市场上公认的肉类替代品，而人造肉仍然落后，主要是因为获得监管部门的批准更加困难。在研发和扩大生产的成本方面也存在复杂性。

 

自2013年第一个人造肉制成的汉堡问世以来，推动这一领域发展的研究一直在升温。自2020年以来，已经发表了大约300篇关于这一主题的科学论文，许多初创企业也在这一领域开展工作。

 

讨论：

在养殖肉类的发展中，一些最重要的参数是营养、可持续性和安全性。对于人造肉来说，目标不仅是产生细胞聚集，更重要的是要与传统肉类的味道相匹配。肌肉组织是一种复杂的细胞结构，不容易从单一的特定细胞株中培养出来。

 

培养肉的发育过程有三个阶段：下游阶段、增加生物量阶段(成肌细胞阶段)和上游阶段。上游过程包括从动物身上获取干细胞，在营养培养基(由蛋白质、氨基酸、激素和其他生长因子组成)中增殖，然后推动它们分化成肌肉细胞，并附着在微支撑或“支架”上，最终形成细胞或纤维簇。

 

例如，为了制造汉堡包的红肉，细胞融合形成具有多个细胞核(称为肌管)的纤维，从而形成肌肉组织。成肌细胞被放置在一种凝胶中，这种凝胶散布在一根管子周围，从而形成组织环。细胞的收缩和松弛使它们生长。作为最后一步，大约20,000个环被小心地分层来制作肉。人造肉工业化的一个主要问题是扩大规模；这必须在未来进行优化，因为达到大产量是一项艰巨的挑战。

 

使用BIOVIA应用程序，可以在实验室中支持完整的生物过程。科学家记录了从生物反应器中细胞分离和生物量扩增到细胞分化和纯化以及生物反应器设计的步骤。在监测生物反应器中不同参数的过程中，可以使用许多类型的传感器，并且显然需要将设备的数据测量直接连接到实验。细胞增殖和分化阶段产生大量的原始数据，这些数据可以很容易地用BIOVIA的数据采集系统捕获。这些数据经过可视化处理，以显示生物反应器条件和工艺性能。通过BIOVIA应用程序组合，我们可以提供对捕获数据的改进监控，并使用我们的分析工具生成和比较不同类型的代谢物浓度、细胞随时间的生长和产量的图表。

 

还有一个隔离和分离步骤来处理最终的食品产品。为此，科学家必须确保产品中没有有毒/不需要的工艺辅助材料。在此，使用BIOVIA毒性数据库和代谢物预测工具可以帮助保证最终产品的安全性和质量。

 

结论：

几项研究表明，尽管养殖肉类的直接碳足迹减少，但养殖红肉的能耗高于养殖鸡肉和猪肉。消费者的意识正在增强，养殖肉类不仅要符合法规，还要符合消费者的口味。在我参加的一次欧洲食品配料会议上，一份消费者测试报告显示，人造肉不容易被公众接受。消费者愿意用人造肉喂养他们的宠物，但他们不准备自己吃。素食主义者会吃人造肉吗?需要考虑的一个重要方面是，如何将人工培育的肉类融入具有更严格口味标准的美食世界。传统的“勃艮第牛肉”配上人工培育的肉类，和传统的配上美味的勃艮第夏洛莱葡萄酒，味道会一样好吗?这才是真正的问题!

 

了解更多关于生物技术的进步和工具，如BIOVIA ELN和LIMS塑造替代蛋白质生产的未来。

 

文章详情：https://blog.3ds.com/brands/biovia/science-in-food-cultivated-meat-and-other-kinds-of-meat/

 

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