近日，浙(zhe)江大學(xué)生(sheng)物系統(tǒng)(tong)工程與食品科(ke)學(xué)學(xué)院研究人(ren)員在國(guó)際(ji)期刊《Sustainable Materials and Technologies》（中科院(yuan)二區(qū)(qu)，IF：9.2）發(fā)表(biao)了題為"Cold-temperature 3D bioprinting for cultured meat: A case of rainbow trout cell cultivtion"的研(yan)究論(lun)文。在該論文中(zhong)，研究人員(yuan)利用上海騰(teng)拔Universal TA國(guó)產(chǎn)質(zhì)構(gòu)(gou)儀用于測(cè)定(ding)培養(yǎng)肉支(zhi)架的硬度、彈性(xing)、膠粘性、咀(ju)嚼性(xing)和回(hui)復(fù)性(xing)指標(biāo)(biao)。

冷水魚細(xì)胞(bao)培養(yǎng)(yang)肉的生(sheng)產(chǎn)面臨一項(xiàng)(xiang)dute挑戰(zhàn)：細(xì)胞(bao)生長(zhǎng)需(xu)要顯(xian)著較低的(de)培養(yǎng)溫度。為此(ci)，冷生物(wu)打印用生物墨(mo)水需具備適(shi)宜的流變特性(xing)，以維持細(xì)胞活(huo)性。本研究開發(fā)(fa)了一(yi)種新型復(fù)合(he)水凝膠生物(wu)墨水，其(qi)由溫(wen)水魚明膠（FG）與冷(leng)水魚明(ming)膠（CFG）組成，經(jīng)優(yōu)(you)化后可用于虹(hong)鱒魚(yu)肌肉衛(wèi)星(xing)細(xì)胞(bao)（rtMSCs）的低溫（<18°C）3D 生物打(da)印（LT-bio3DP）。研究團(tuán)隊(duì)(dui)對(duì)該(gai)生物(wu)墨水的結(jié)(jie)構(gòu)特(te)性、流變特(te)性及生物特性(xing)進(jìn)行了系統(tǒng)評(píng)(ping)估。結(jié)果表(biao)明，隨著 CFG 含量(liang)的增加，凝膠(jiao)化溫度從(cong) 20.11°C 降至 2.33°C；隨之而來(lái)(lai)的儲(chǔ)能模量與(yu)黏度降低(di)（同時(shí)親水(shui)性增(zeng)強(qiáng)），會(huì)對(duì)打印(yin)性能和細(xì)胞行(xing)為產(chǎn)生(sheng)影響。研(yan)究確定，4FG6CFG 水凝(ning)膠是 LT-bio3DP 的最(zui)佳組分(fen)，其在結(jié)(jie)構(gòu)穩(wěn)定(ding)性、擠出(chu)性能和細(xì)胞相(xiang)容性方面(mian)達(dá)到平(ping)衡，能有效促進(jìn)(jin)虹鱒魚肌(ji)肉衛(wèi)星(xing)細(xì)胞（rtMSCs）的增殖與(yu)肌源(yuan)性分化。打印(yin)支架在長(zhǎng)(zhang)期培養(yǎng)過(guò)程(cheng)中可保(bao)持形(xing)態(tài)穩(wěn)定(ding)，且其質(zhì)(zhi)地硬度與天然(ran)虹鱒魚(yu)肉組織(zhi)相當(dāng)(dang)。綜上(shang)，本研究為開發(fā)(fa)低溫生物(wu)打印技(ji)術(shù)及定制化(hua)細(xì)胞培養(yǎng)生物(wu)材料提供(gong)了創(chuàng)新性策略(lve)。

圖 7. 4FG6CFG 支(zhi)架與rtMSCs共培(pei)養(yǎng) 12 天后的質(zhì)(zhi)構(gòu)特性分析（TPA），并(bing)與新(xin)鮮虹鱒魚(yu)肉對(duì)比(bi)。（A）虹鱒魚細(xì)胞培(pei)養(yǎng)肉(rou)（CCM）的外觀。添加(jia)食用色素(su)以模擬魚類組(zu)織的天(tian)然顏色(se)。（B）檢測(cè)有 / 無(wú)細(xì)(xi)胞時(shí)支架的(de)硬度、彈性、膠(jiao)黏性、咀嚼(jue)性和(he)回復(fù)性(xing)。采用單因(yin)素方差分析(xi)（One-way ANOVA）和鄧肯多重(zhong)比較檢驗(yàn)（Duncan's test）對(duì)(dui)各組數(shù)據(jù)進(jìn)(jin)行比(bi)較。a–c 表示組(zu)間存在顯(xian)著差異(yi)（P < 0.05），樣本量(liang) n = 3。

水凝膠支架(jia)的質(zhì)(zhi)構(gòu)特(te)性對(duì)(dui)培養(yǎng)(yang)肉產(chǎn)品的整(zheng)體品質(zhì)具有顯(xian)著影響。本研(yan)究將培(pei)養(yǎng)肉(rou)模型的質(zhì)構(gòu)特(te)性與新鮮虹(hong)鱒魚(yu)肉的(de)質(zhì)構(gòu)特性進(jìn)(jin)行了對(duì)比。如(ru)圖 7A 所示，與空(kong)白支架相(xiang)比，負(fù)載細(xì)胞的(de) 4FG6CFG 支架(jia)在彈性、膠黏(nian)性和咀嚼(jue)性方面均表現(xiàn)(xian)出顯著提升，這(zhe)可能(neng)是由于細(xì)胞(bao)外基質(zhì)蛋白(bai)的積(ji)累所致。此(ci)外，盡管該支(zhi)架在其他質(zhì)(zhi)構(gòu)參數(shù)上與新(xin)鮮魚肉存在一(yi)定差(cha)異，但(dan)其硬度與新(xin)鮮魚肉相(xiang)近。在眾多針(zhen)對(duì)培養(yǎng)肉（CCM）的(de)研究(jiu)中，天然(ran)肉類的(de)質(zhì)構(gòu)特性通(tong)常強(qiáng)(qiang)于培養(yǎng)肉。而本(ben)研究中(zhong)觀察到培(pei)養(yǎng)肉（CCM）質(zhì)構(gòu)(gou)特性增強(qiáng)的(de)現(xiàn)象(xiang)，可能是因(yin)為復(fù)合水(shui)凝膠支架與(yu)大量細(xì)胞(bao)實(shí)現(xiàn)了(le)良好結(jié)(jie)合，相比(bi)之下，魚(yu)肉本(ben)身的質(zhì)構(gòu)強(qiáng)(qiang)度較(jiao)弱。

參考文獻(xiàn)：Zhaojing Huang, et al. Cold-temperature 3D bioprinting for cultured meat: A case of rainbow trout cell cultivtion. Sustainable Materials and Technologies, 2025