近日，浙江大學(xue)生物系(xi)統(tǒng)工程與食(shi)品科(ke)學學(xue)院研究人員(yuan)在國(guo)際期刊《Sustainable Materials and Technologies》（中科(ke)院二區(qū)，IF：9.2）發(fā)表了(le)題為(wei)"Cold-temperature 3D bioprinting for cultured meat: A case of rainbow trout cell cultivtion"的研究論文。在該論文中，研(yan)究人員利用(yong)上海騰拔Universal TA國(guo)產質(zhi)構儀用(yong)于測定培養(yǎng)肉(rou)支架的硬(ying)度、彈性、膠粘性(xing)、咀嚼性和回復(fu)性指標(biao)。

冷水(shui)魚細胞培養(yǎng)(yang)肉的生(sheng)產面臨一項(xiang)dute挑戰(zhàn)：細胞生長(zhang)需要(yao)顯著較低的(de)培養(yǎng)溫度。為此(ci)，冷生物打印(yin)用生物墨水(shui)需具備適宜的(de)流變特(te)性，以維(wei)持細(xi)胞活性。本(ben)研究開發(fā)了一(yi)種新型復合(he)水凝(ning)膠生物墨(mo)水，其由溫水(shui)魚明膠（FG）與冷(leng)水魚(yu)明膠（CFG）組(zu)成，經優(yōu)化(hua)后可用于虹(hong)鱒魚(yu)肌肉衛(wèi)(wei)星細胞(bao)（rtMSCs）的低溫(wen)（<18°C）3D 生物(wu)打?。↙T-bio3DP）。研(yan)究團隊對該生(sheng)物墨水的結構(gou)特性、流變特(te)性及(ji)生物特(te)性進行了系統(tǒng)(tong)評估(gu)。結果表明，隨(sui)著 CFG 含量的(de)增加，凝膠(jiao)化溫度從 20.11°C 降(jiang)至 2.33°C；隨之而來(lai)的儲能模量與(yu)黏度降低（同時(shi)親水(shui)性增強），會(hui)對打印性(xing)能和細胞行(xing)為產生影(ying)響。研究(jiu)確定，4FG6CFG 水(shui)凝膠是 LT-bio3DP 的最佳(jia)組分，其(qi)在結構穩(wěn)(wen)定性、擠(ji)出性能和細(xi)胞相(xiang)容性方(fang)面達到(dao)平衡，能(neng)有效促進虹(hong)鱒魚(yu)肌肉(rou)衛(wèi)星細胞（rtMSCs）的(de)增殖與(yu)肌源(yuan)性分化。打印支(zhi)架在長(zhang)期培(pei)養(yǎng)過(guo)程中可(ke)保持形(xing)態(tài)穩(wěn)(wen)定，且其質地(di)硬度(du)與天然虹鱒魚(yu)肉組織(zhi)相當(dang)。綜上，本(ben)研究為開(kai)發(fā)低溫生物(wu)打印技(ji)術及定制化(hua)細胞(bao)培養(yǎng)生物材料(liao)提供(gong)了創(chuàng)新性策(ce)略。

圖 7. 4FG6CFG 支架與(yu)rtMSCs共培養(yǎng) 12 天后(hou)的質構(gou)特性分析（TPA），并(bing)與新鮮虹(hong)鱒魚肉對(dui)比。（A）虹(hong)鱒魚細胞培(pei)養(yǎng)肉（CCM）的外(wai)觀。添加食(shi)用色素以模(mo)擬魚(yu)類組織的天然(ran)顏色。（B）檢測有 / 無(wu)細胞時支架的(de)硬度、彈性、膠黏(nian)性、咀嚼性和回(hui)復性。采用(yong)單因素方(fang)差分析（One-way ANOVA）和鄧(deng)肯多重比較檢(jian)驗（Duncan's test）對各組數(shu)據進行比較。a–c 表(biao)示組間存(cun)在顯著差異(yi)（P < 0.05），樣本(ben)量 n = 3。

水凝膠支(zhi)架的質構(gou)特性對(dui)培養(yǎng)肉產品的(de)整體(ti)品質具有顯著(zhu)影響。本(ben)研究(jiu)將培(pei)養(yǎng)肉模型(xing)的質(zhi)構特性與新(xin)鮮虹鱒魚肉的(de)質構特性(xing)進行了對比。如(ru)圖 7A 所示，與(yu)空白支架相比(bi)，負載細胞(bao)的 4FG6CFG 支架在彈(dan)性、膠黏(nian)性和(he)咀嚼性(xing)方面(mian)均表現(xiàn)出(chu)顯著提升，這(zhe)可能是(shi)由于細胞外(wai)基質(zhi)蛋白的積累所(suo)致。此外，盡管該(gai)支架在(zai)其他質構參(can)數上與(yu)新鮮魚(yu)肉存在一(yi)定差異，但其(qi)硬度與新鮮魚(yu)肉相(xiang)近。在眾多(duo)針對培養(yǎng)(yang)肉（CCM）的研(yan)究中(zhong)，天然肉類的(de)質構特性通常(chang)強于培養(yǎng)(yang)肉。而本研究(jiu)中觀(guan)察到(dao)培養(yǎng)肉（CCM）質構(gou)特性增強的現(xiàn)(xian)象，可能是因為(wei)復合水凝膠支(zhi)架與大(da)量細胞(bao)實現(xiàn)了良(liang)好結合，相比之(zhi)下，魚肉本身(shen)的質構強(qiang)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