近日，浙(zhe)江大學(xué)(xue)生物系(xi)統(tǒng)工程與(yu)食品科學(xué)學(xué)(xue)院研究人員(yuan)在國(guo)際期刊(kan)《Sustainable Materials and Technologies》（中科院二區(qū)(qu)，IF：9.2）發(fā)表了題(ti)為"Cold-temperature 3D bioprinting for cultured meat: A case of rainbow trout cell cultivtion"的研究論文。在該論文中(zhong)，研究人(ren)員利用上海騰(teng)拔Universal TA國產(chǎn)質(zhì)構(gòu)儀(yi)用于測定(ding)培養(yǎng)肉支架(jia)的硬度(du)、彈性、膠粘(zhan)性、咀(ju)嚼性和回復(fù)(fu)性指(zhi)標(biāo)。

冷水魚細(xì)(xi)胞培養(yǎng)(yang)肉的生產(chǎn)(chan)面臨一(yi)項(xiàng)dute挑(tiao)戰(zhàn)：細(xì)胞生長(zhang)需要顯(xian)著較低的(de)培養(yǎng)溫(wen)度。為此(ci)，冷生物打印用(yong)生物(wu)墨水(shui)需具備適宜(yi)的流變(bian)特性，以維持細(xì)(xi)胞活性。本研(yan)究開(kai)發(fā)了(le)一種新型(xing)復(fù)合水凝(ning)膠生物墨(mo)水，其由(you)溫水(shui)魚明膠（FG）與冷水(shui)魚明膠(jiao)（CFG）組成，經(jīng)(jing)優(yōu)化后可用(yong)于虹鱒魚肌肉(rou)衛(wèi)星細(xì)胞(bao)（rtMSCs）的低溫(wen)（<18°C）3D 生物打印（LT-bio3DP）。研究(jiu)團(tuán)隊(duì)對(duì)(dui)該生(sheng)物墨水的結(jié)(jie)構(gòu)特性、流變特(te)性及(ji)生物特性(xing)進(jìn)行了系統(tǒng)評(píng)(ping)估。結(jié)(jie)果表明，隨著(zhe) CFG 含量的增加(jia)，凝膠化(hua)溫度從(cong) 20.11°C 降至 2.33°C；隨之而(er)來的(de)儲(chǔ)能(neng)模量(liang)與黏度降低(di)（同時(shí)(shi)親水性增(zeng)強(qiáng)），會(huì)對(duì)打印性(xing)能和細(xì)胞行(xing)為產(chǎn)生影響。研(yan)究確(que)定，4FG6CFG 水凝膠是 LT-bio3DP 的(de)最佳(jia)組分，其在結(jié)(jie)構(gòu)穩(wěn)定(ding)性、擠出性能和(he)細(xì)胞相容(rong)性方面(mian)達(dá)到平衡(heng)，能有效(xiao)促進(jìn)虹(hong)鱒魚(yu)肌肉衛(wèi)星(xing)細(xì)胞（rtMSCs）的(de)增殖(zhi)與肌源性分化(hua)。打印支架在長(zhang)期培養(yǎng)(yang)過程中可保(bao)持形態(tài)穩(wěn)定，且(qie)其質(zhì)地硬度(du)與天然虹鱒(zun)魚肉(rou)組織相當(dāng)(dang)。綜上，本研究為(wei)開發(fā)低溫(wen)生物(wu)打印技術(shù)及(ji)定制化細(xì)(xi)胞培養(yǎng)生物材(cai)料提供了(le)創(chuàng)新(xin)性策略。

圖 7. 4FG6CFG 支架(jia)與rtMSCs共培養(yǎng)(yang) 12 天后的質(zhì)構(gòu)特(te)性分析（TPA），并(bing)與新鮮虹鱒魚(yu)肉對(duì)比。（A）虹鱒(zun)魚細(xì)胞培養(yǎng)(yang)肉（CCM）的外觀(guan)。添加食用色(se)素以模擬魚(yu)類組織(zhi)的天然顏色(se)。（B）檢測有 / 無細(xì)胞(bao)時(shí)支架(jia)的硬度、彈性(xing)、膠黏性、咀嚼(jue)性和回復(fù)性(xing)。采用單(dan)因素(su)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)(ju)進(jìn)行比(bi)較。a–c 表(biao)示組間(jian)存在顯著差異(yi)（P < 0.05），樣本量 n = 3。

水凝膠支(zhi)架的(de)質(zhì)構(gòu)特性(xing)對(duì)培(pei)養(yǎng)肉產(chǎn)(chan)品的整體(ti)品質(zhì)具有顯著(zhu)影響。本(ben)研究(jiu)將培(pei)養(yǎng)肉模型(xing)的質(zhì)構(gòu)特(te)性與(yu)新鮮虹(hong)鱒魚肉的質(zhì)(zhi)構(gòu)特性進(jìn)行了(le)對(duì)比。如圖(tu) 7A 所示，與空白支(zhi)架相比，負(fù)(fu)載細(xì)胞的 4FG6CFG 支(zhi)架在彈(dan)性、膠黏性和(he)咀嚼(jue)性方面均(jun)表現(xiàn)出(chu)顯著提升，這可(ke)能是由于細(xì)胞(bao)外基質(zhì)蛋白(bai)的積累所致。此(ci)外，盡管該支架(jia)在其(qi)他質(zhì)構(gòu)參(can)數(shù)上與(yu)新鮮魚肉存在(zai)一定差異，但(dan)其硬度與新鮮(xian)魚肉相(xiang)近。在眾多(duo)針對(duì)培養(yǎng)肉(rou)（CCM）的研究中(zhong)，天然肉類的質(zhì)(zhi)構(gòu)特性(xing)通常強(qiáng)于培養(yǎng)(yang)肉。而本研(yan)究中觀察(cha)到培養(yǎng)肉（CCM）質(zhì)構(gòu)(gou)特性(xing)增強(qiáng)(qiang)的現(xiàn)象，可(ke)能是因(yin)為復(fù)合(he)水凝(ning)膠支架與(yu)大量(liang)細(xì)胞實(shí)現(xiàn)(xian)了良(liang)好結(jié)合，相比之(zhi)下，魚肉本身的(de)質(zhì)構(gòu)強(qiáng)度較弱(ruo)。

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