เนื้อสัมผัสที่แท้จริงสำหรับเนื้อสัตว์ที่ปลูกในห้องปฏิบัติการ

ตอนนี้ นักวิจัยจาก Harvard John A. Paulson School of Engineering and Applied Sciences (SEAS) ได้ปลูกเซลล์กล้ามเนื้อกระต่ายและวัวบนนั่งร้านเจลาตินที่กินได้ซึ่งเลียนแบบพื้นผิวและความสม่ำเสมอของเนื้อสัตว์ ซึ่งแสดงให้เห็นว่าในที่สุดแล้วผลิตภัณฑ์เนื้อสัตว์อาจถูกผลิตขึ้นโดยไม่ต้องใช้ ต้องเลี้ยงและเชือดสัตว์ งานวิจัยนี้ตีพิมพ์ในวารสาร Nature Science of Food Kit Parker ศาสตราจารย์ด้านวิศวกรรมชีวภาพและฟิสิกส์ประยุกต์ของตระกูล Tarr ที่ SEAS และผู้เขียนอาวุโสของการศึกษานี้ เริ่มเข้าสู่วงการอาหารหลังจากตัดสินการแข่งขันในรายการ Food Network "ความเชี่ยวชาญด้านวัสดุศาสตร์ของเชฟนั้นน่าประทับใจมาก" ปาร์คเกอร์กล่าว "หลังจากพูดคุยกับพวกเขา ฉันเริ่มสงสัยว่าเราจะนำสิ่งที่เรารู้เกี่ยวกับเวชศาสตร์ฟื้นฟูมาใช้ในการออกแบบอาหารสังเคราะห์ได้หรือไม่ เพราะทุกสิ่งที่เราได้เรียนรู้เกี่ยวกับการสร้างอวัยวะและเนื้อเยื่อสำหรับเวชศาสตร์ฟื้นฟูสามารถนำไปใช้กับอาหารได้: เซลล์ที่แข็งแรงและ โครงร่างที่ดีต่อสุขภาพคือพื้นผิวของอาคาร กฎการออกแบบเหมือนกัน และเป้าหมายก็เหมือนกัน นั่นคือสุขภาพของมนุษย์ นี่เป็นความพยายามครั้งแรกของเราในการนำการออกแบบทางวิศวกรรมที่ไม่ยอมใครง่ายๆ และการผลิตที่ปรับขนาดได้มาสู่การสร้างอาหาร" เนื้อสัตว์ส่วนใหญ่ประกอบด้วยกล้ามเนื้อโครงร่าง (และเนื้อเยื่อไขมัน) ซึ่งเติบโตเป็นเส้นใยยาวบางๆ ดังที่เห็นได้จากเนื้อสเต็กหรือเมื่อหั่นหมูหรือไก่ การผลิตเส้นใยเหล่านี้ซ้ำเป็นหนึ่งในความท้าทายที่ยิ่งใหญ่ที่สุดในวิศวกรรมชีวภาพสำหรับเนื้อสัตว์ Luke Macqueen ผู้เขียนคนแรกของการศึกษาและเพื่อนร่วมงานหลังปริญญาเอกของ SEAS และ Wyss Institute for Bioinspired Engineering กล่าวว่า "เซลล์กล้ามเนื้อเป็นเซลล์ที่ยึดติดกัน ซึ่งหมายความว่าเซลล์เหล่านี้ต้องการสิ่งที่ยึดเกาะไว้ในขณะที่มันเติบโต "ในการปลูกเนื้อเยื่อของกล้ามเนื้อที่มีลักษณะคล้ายเนื้อสัตว์ เราจำเป็นต้องหาวัสดุ 'นั่งร้าน' ที่กินได้และอนุญาตให้เซลล์กล้าม เนื้อ ยึดติดและเติบโตในแบบ 3 มิติ สิ่งสำคัญคือต้องหาวิธีที่มีประสิทธิภาพในการสร้างโครงเหล่านี้จำนวนมาก ศักยภาพในการใช้ในการผลิตอาหาร" เพื่อเอาชนะความท้าทายเหล่านี้ นักวิจัยได้ใช้เทคนิคที่พัฒนาโดย Parker และ Disease Biophysics Group ซึ่งรู้จักกันในชื่อ immersion Rotary Jet-Spinning (iRJS) ซึ่งใช้แรงเหวี่ยงเพื่อหมุนเส้นใยนาโนยาวที่มีรูปร่างและขนาดเฉพาะ ทีมงานปั่นเส้นใยเจลาตินที่ปลอดภัยต่ออาหารเพื่อสร้างฐานสำหรับการเติบโตของเซลล์ เส้นใยนี้เลียนแบบเมทริกซ์นอกเซลล์ของเนื้อเยื่อกล้ามเนื้อธรรมชาติ ซึ่งเป็นกาวที่ยึดเนื้อเยื่อไว้ด้วยกันและก่อให้เกิดเนื้อสัมผัส ทีมงานได้ทำการเพาะเส้นใยด้วยเซลล์กล้ามเนื้อของกระต่ายและวัว ซึ่งยึดเกาะกับเจลาตินและเติบโตเป็นโครงสร้างยาวและบาง คล้ายกับเนื้อสัตว์จริงๆ นักวิจัยใช้การทดสอบเชิงกลเพื่อเปรียบเทียบเนื้อสัมผัสของเนื้อสัตว์ที่เลี้ยงในห้องปฏิบัติการกับเนื้อกระต่าย เบคอน เนื้อสันใน เนื้อโพรสชุตโต และผลิตภัณฑ์จากเนื้อสัตว์อื่นๆ "เมื่อเราวิเคราะห์โครงสร้างจุลภาคและเนื้อสัมผัส เราพบว่าแม้ว่าผลิตภัณฑ์จากการเลี้ยงและผลิตภัณฑ์จากธรรมชาติจะมีเนื้อสัมผัสที่ใกล้เคียงกัน แต่เนื้อธรรมชาติก็มีเส้นใยกล้ามเนื้อมากกว่า "การเจริญเติบโตของกล้ามเนื้อและเซลล์ไขมันในหลอดทดลองยังคงเป็นความท้าทายที่ยิ่งใหญ่อย่างแท้จริง ซึ่งจะต้องใช้การผสมผสานระหว่างแหล่งสเต็มเซลล์ขั้นสูง สูตรอาหารเลี้ยงเชื้อที่ปราศจากซีรั่ม ถึงกระนั้น การวิจัยนี้แสดงให้เห็นว่าเนื้อสัตว์ที่เลี้ยงในห้องปฏิบัติการนั้นเป็นไปได้ "วิธีการของเรามีการปรับปรุงอยู่เสมอและเรามีเป้าหมายที่ชัดเจนเนื่องจากกฎการออกแบบของเราได้รับการแจ้งจากเนื้อสัตว์ตามธรรมชาติ ในที่สุด เราคิดว่าอาจเป็นไปได้ที่จะออกแบบเนื้อสัตว์ที่มีพื้นผิว รสชาติ และคุณค่าทางโภชนาการที่กำหนดไว้ เช่นเดียวกับการหมักเบียร์" กล่าว แมคควีน. "ก้าวไปข้างหน้า เป้าหมายคือเนื้อหาทางโภชนาการ รสชาติ เนื้อสัมผัส และราคาที่จับต้องได้ เป้าหมายระยะยาวคือลดผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมของอาหาร" ปาร์กเกอร์กล่าว Kate Krueger ผู้อำนวยการฝ่ายวิจัยของ New กล่าวว่า "การพัฒนาเนื้อสัตว์เพาะเลี้ยงนั้นเกี่ยวข้องกับความท้าทายทางเทคนิคหลายประการ ซึ่งรวมถึงการกำหนดวัสดุนั่งร้านที่สามารถรองรับเซลล์ได้สำเร็จ และการพัฒนาเซลล์ไลน์ที่เอื้อต่อการเพาะเลี้ยงเพื่อการบริโภคในปริมาณมาก" Harvest ซึ่งเป็นสถาบันวิจัยการเกษตรระดับเซลล์ซึ่งไม่ได้เกี่ยวข้องกับการวิจัย "ผู้เขียนเอกสารฉบับนี้ได้พัฒนาวัสดุโครงร่างที่แสดงถึงความหวังที่ดีในด้านเหล่านี้" สำนักงานพัฒนาเทคโนโลยีของฮาร์วาร์ดได้ปกป้องทรัพย์สินทางปัญญาที่เกี่ยวข้องกับโครงการนี้และกำลังสำรวจโอกาสเชิงพาณิชย์