穀蛋白是一種小麥蛋白，它支持培育肌肉和脂肪層，從而模仿真正肉類的質地和成分，為實驗室肉類生產帶來了希望，隨著全球人口的增加，它將成為傳統肉類的永續替代品。隨著全球人口的增長，由實驗室培養的動物肌肉和脂肪細胞組成的實驗室培育肉類，為滿足日益增長的蛋白質需求提供了一個前景廣闊的解決方案。

此外，價格低廉的植物蛋白可以作為這些細胞培養物的基礎。最近發表在《ACS 生物材料科學與工程》（ACS Biomaterials Science & Engineering）上的研究結果表明，非過敏性小麥蛋白谷蛋白能成功培養出橫紋肌層和扁平脂肪層，將它們結合在一起可產生類似肉類的質地。

培養細胞需要一個基質或支架來黏附，以生產實驗室培育的肉類。植物蛋白可食用、含量豐富且價格低廉，因此是很有吸引力的支架候選材料。先前的研究表明，由麩質蛋白製成的植物薄膜是培養牛骨骼肌細胞的成功基質。

但是，要使這種技術生產出有希望的肉類替代品，肌肉細胞需要形成排列整齊的纖維，與真實組織的質地相似。此外，三維結構中還需要添加脂肪，以複製傳統肉製品的成分。麩質蛋白是麩質中的一種蛋白質，患有乳糜瀉或對麩質蛋白敏感的人通常不會對這種蛋白質產生反應，為了利用麩質蛋白的這一優勢，姚雅、約翰-袁、李春梅、大衛-卡普蘭及其同事希望用它來開發以植物為基礎的薄膜，以培育有質感的肌肉細胞和脂肪層。

研究人員從小麥麩質中分離出穀蛋白，並形成了平面和脊狀圖案的薄膜。然後，他們將發育成骨骼肌的小鼠細胞沉積在蛋白質基底上，並將細胞覆蓋的薄膜培養兩週。細胞在平膜和脊膜上生長和增生。不出所料，與在明膠製成的對照薄膜上生長的細胞相比，穀蛋白薄膜的性能要差一些，但這也足夠了。

研究人員說，還需要進一步改進細胞附著在植物基薄膜上的方式，以接近在動物源生物材料上的生長情況。在培養的第二週，圖案化薄膜上的細胞形成了長長的平行束，再現了動物肌肉的纖維結構。

透過在植物蛋白基底中加入脊，培養的肌肉細胞以模仿動物肌肉纖維排列的模式生長。資料來源：改編自《ACS 生物材料科學與工程》2024 期，DOI: 10.1021/acsbiomaterials.3c01500

在另一項試驗中，將產生脂肪組織的小鼠細胞沉積在平整的穀蛋白薄膜上。在培養期間，隨著細胞的增殖和分化，它們產生了可見的脂質和膠原蛋白沉積。

附著在可食用穀蛋白薄膜上的培養肉和脂肪層可以堆疊起來，形成類似肉類的三維替代蛋白質。研究人員說，由於穀蛋白材料基底支持紋理動物肌肉和脂肪層的生長，因此它可用於製造更逼真的培養肉製品。

編譯來源：ScitechDaily