细胞培养肉取得新进展！新国大苏研院黄德建团队在《Advanced Materials》发表科研成果
近日，新加坡国立大学苏州研究院（以下简称“新国大苏研院”）大健康生物与食品工程卓越研究中心首席研究员黄德建教授团队在细胞培养肉领域取得新进展，相关成果发表于国际权威期刊《先进材料》（Advanced Materials）。黄德建教授团队首次使用谷物醇溶蛋白（玉米、大麦和黑麦）作为纯植物基的墨水和支架材料，同时结合新型的高精度3D打印技术，制造了与猪肌肉组织具有相似性的超细蛋白纤维支架，为细胞培养肉的制造提供了新思路。
细胞培养肉技术是一种颠覆性的未来食品生产技术，其关键在于可食用三维生物支架的开发。静电场电流体喷射3D打印技术（EHDP）能够制备微结构可控的超细纤维支架，被广泛用于三维细胞培养与组织工程等领域。然而，由于该技术对打印墨水的性质有很高的要求，目前尚可应用的墨水材料十分有限且多为合成高分子材料，难以满足制作细胞培养肉的基本需求。因此，探索食品级墨水材料，制造可食用级的3D打印支架具有重要意义。
黄德建教授团队从谷物中提取出谷物醇溶蛋白，调整醇溶蛋白墨水浓度和不同醇溶蛋白的比例，获得与EHDP常用的聚酯内酯（PCL）墨水具有相似流变行为及电导性能的纯植物蛋白墨水，并通过3D打印技术制造了具有良好生物相容性和稳定性的超细蛋白纤维支架。通过在蛋白支架上连续培养并诱导分化肌肉干细胞12天后，研究人员培育出了直径为2.5厘米的人造猪肉片。
▲（A）zein/secalin支架实物图；（B-D）zein/hordein；（E）zein/secalin；（F）PCL支架的SEM微观结构图；（G-H） 醇溶蛋白支架的水合作用；（I）醇溶蛋白支架的力学性质。
▲（A）醇溶蛋白支架在PBS中浸泡7天；（B）培养肌肉细胞2天；（C-D）培养5天后的形貌图；（E-F）人造肉模型。
该研究创新性地提出使用低成本、且可大规模获取的谷物醇溶蛋白作为可食用生物材料和墨水材料，并将高精度3D打印支架引入细胞培养肉的制造，将为细胞培养肉技术的成熟和落地提供新的解决方案。有助于推动肉类高效率绿色生产，实现食品工业迭代升级。
▲3D打印的可食用谷物蛋白支架及人造猪肉的示意图
本成果以”3D-Printed Prolamin Scaffolds for Cell-based Meat Culture”为题发表在《Advanced Materials》上。论文第一作者为新加坡国立大学食品科学与工程系博士生苏凌珊，通讯作者为新国大苏研院大健康生物与食品工程卓越研究中心首席研究员黄德建教授，新国大苏研院大健康生物与食品工程卓越研究中心副研究员敬霖志博士为论文的共同第一作者和共同通讯作者。
新国大苏研院的科研工作聚焦前沿技术，开展原创性、应用性研究，与产业发展强关联，与苏州工业园区及地方科技深融入，已建立环境与能源纳米科技、智慧医疗技术、大健康生物与食品工程等卓越研究中心以及生物医学工程创新中心。新国大苏研院致力于推动科技成果转化落地工作，希望通过研究产生有影响力的高科技创新产品，赋能地方产业升级。目前，研究院承担各项科研项目100余项，在国际著名期刊发表了950余篇有影响力的科研论文，其中2篇发表在Nature母刊，22篇发表在Nature子刊。
