近日，浙(zhe)江大學生物(wu)系統(tǒng)工程與食(shi)品科學學(xue)院研(yan)究人員在(zai)國際(ji)期刊《Sustainable Materials and Technologies》（中(zhong)科院二區(qū)，IF：9.2）發(fā)表(biao)了題為"Cold-temperature 3D bioprinting for cultured meat: A case of rainbow trout cell cultivtion"的研究(jiu)論文。在該論文中(zhong)，研究(jiu)人員利用上(shang)海騰拔(ba)Universal TA國產(chǎn)(chan)質(zhì)構(gòu)儀(yi)用于(yu)測定培(pei)養(yǎng)肉支(zhi)架的硬度、彈(dan)性、膠粘性(xing)、咀嚼(jue)性和(he)回復性指(zhi)標。

冷水魚細(xi)胞培(pei)養(yǎng)肉的生(sheng)產(chǎn)面臨(lin)一項dute挑戰(zhàn)(zhan)：細胞生長(zhang)需要顯著(zhu)較低的(de)培養(yǎng)溫度。為此(ci)，冷生(sheng)物打印用(yong)生物墨(mo)水需具(ju)備適(shi)宜的流變(bian)特性，以(yi)維持細胞(bao)活性。本研究開(kai)發(fā)了一種新型(xing)復合水凝(ning)膠生物墨水(shui)，其由溫水魚明(ming)膠（FG）與冷(leng)水魚(yu)明膠（CFG）組成(cheng)，經(jīng)優(yōu)化后可(ke)用于虹鱒魚肌(ji)肉衛(wèi)星細(xi)胞（rtMSCs）的低(di)溫（<18°C）3D 生物打印(yin)（LT-bio3DP）。研究團隊對(dui)該生物墨水的(de)結(jié)構(gòu)特(te)性、流變特性及(ji)生物特(te)性進行了(le)系統(tǒng)評估。結(jié)(jie)果表明，隨著(zhe) CFG 含量(liang)的增加，凝膠(jiao)化溫度從 20.11°C 降(jiang)至 2.33°C；隨之而(er)來的儲能(neng)模量與(yu)黏度降低（同(tong)時親水(shui)性增強），會對打(da)印性(xing)能和細胞(bao)行為產(chǎn)(chan)生影響。研究(jiu)確定，4FG6CFG 水凝膠是(shi) LT-bio3DP 的最佳(jia)組分，其在(zai)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定(ding)性、擠出(chu)性能和細胞(bao)相容性(xing)方面達到平衡(heng)，能有(you)效促進虹鱒(zun)魚肌肉衛(wèi)星細(xi)胞（rtMSCs）的增殖與肌(ji)源性分(fen)化。打(da)印支架在長期(qi)培養(yǎng)過程中可(ke)保持形(xing)態(tài)穩(wěn)(wen)定，且其(qi)質(zhì)地硬度(du)與天然虹鱒(zun)魚肉組織(zhi)相當。綜上，本研(yan)究為(wei)開發(fā)低溫生(sheng)物打印技術(shù)及(ji)定制化細胞(bao)培養(yǎng)生(sheng)物材料提(ti)供了創(chuàng)新(xin)性策略。

圖 7. 4FG6CFG 支架與(yu)rtMSCs共培養(yǎng) 12 天(tian)后的質(zhì)(zhi)構(gòu)特性分析（TPA），并(bing)與新鮮(xian)虹鱒魚肉(rou)對比。（A）虹鱒魚細(xi)胞培養(yǎng)肉(rou)（CCM）的外觀。添加食(shi)用色素(su)以模(mo)擬魚類(lei)組織的天(tian)然顏色。（B）檢測有(you) / 無細胞時支(zhi)架的(de)硬度、彈性、膠黏(nian)性、咀嚼性和回(hui)復性。采用(yong)單因素方差(cha)分析(xi)（One-way ANOVA）和鄧(deng)肯多重(zhong)比較檢(jian)驗（Duncan's test）對各(ge)組數(shù)據(jù)(ju)進行(xing)比較。a–c 表(biao)示組間存在顯(xian)著差異（P < 0.05），樣本(ben)量 n = 3。

水凝膠支架的(de)質(zhì)構(gòu)(gou)特性對培養(yǎng)(yang)肉產(chǎn)品的整(zheng)體品質(zhì)具有顯(xian)著影(ying)響。本研究將(jiang)培養(yǎng)(yang)肉模型(xing)的質(zhì)構(gòu)特(te)性與(yu)新鮮虹鱒(zun)魚肉的質(zhì)構(gòu)特(te)性進行了(le)對比。如圖(tu) 7A 所示，與空白支(zhi)架相比(bi)，負載細胞的 4FG6CFG 支(zhi)架在彈(dan)性、膠黏(nian)性和(he)咀嚼(jue)性方面均表現(xiàn)(xian)出顯著(zhu)提升，這可能是(shi)由于細(xi)胞外基(ji)質(zhì)蛋白的積累(lei)所致。此外(wai)，盡管(guan)該支(zhi)架在(zai)其他(ta)質(zhì)構(gòu)參數(shù)上與(yu)新鮮魚肉(rou)存在一(yi)定差異(yi)，但其硬度與新(xin)鮮魚肉相近。在(zai)眾多針對培養(yǎng)(yang)肉（CCM）的(de)研究中，天(tian)然肉類的質(zhì)構(gòu)(gou)特性通常強(qiang)于培養(yǎng)(yang)肉。而本研究中(zhong)觀察到培養(yǎng)(yang)肉（CCM）質(zhì)構(gòu)特性(xing)增強的現(xiàn)(xian)象，可能是(shi)因為復(fu)合水凝膠支架(jia)與大量細胞(bao)實現(xiàn)了(le)良好(hao)結(jié)合，相(xiang)比之下(xia)，魚肉本身的(de)質(zhì)構(gòu)強度較(jiao)弱。

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