Ein Durchbruch in der Produktion von Laborfleisch
Da die Weltbevölkerung weiter steigt, wird die Nachfrage nach nachhaltigen und effizienten Proteinquellen immer drängender. Laborgezüchtetes oder kultiviertes Fleisch, bestehend aus in Laborbedingungen gezüchteten Tiermuskel- und Fettzellen, wurde als vielversprechende Lösung identifiziert. In einer bahnbrechenden Entwicklung haben Forscher einen Weg entdeckt, ein essbares und erschwingliches Pflanzenprotein, Glutenin, ein nicht-allergenes Weizenprotein, effektiv zur Kultivierung dieser Zellkulturen zu verwenden.
Diese innovative Methode, detailliert in ACS Biomaterials Science & Engineering beschrieben, zeigt, dass Glutenin erfolgreich gestreifte Muskel- und flache Fettschichten entwickeln kann. Diese Schichten können dann zusammengefügt werden, um Texturen zu schaffen, die traditionellem Fleisch ähneln. Kultivierte Zellen benötigen eine Basis oder ein Gerüst für Anhaftung und Wachstum. Pflanzenproteine, insbesondere Glutenin, erweisen sich als ideale Kandidaten für diese Gerüste aufgrund ihrer Essbarkeit, Fülle und geringen Kosten.
Frühere Studien hatten bereits das Potenzial von Glutenin als Basis für die Kultivierung von Kuh-Skelettmuskelzellen gezeigt. Damit diese Methode jedoch einen lebensfähigen Fleischersatz liefert, ist es entscheidend, dass die Muskelzellen ausgerichtete Fasern bilden, die die Textur von echtem Tiergewebe nachahmen. Darüber hinaus ist die Integration von Fett in diese 3D-Struktur wesentlich, um die umfassende Zusammensetzung konventioneller Fleischprodukte zu replizieren.
Erstellen von texturierten Fleischalternativen mit pflanzlichen Folien
Um das Potenzial von Glutenin zu nutzen, hat ein Team von Forschern, darunter Ya Yao, John Yuen Jr., Chunmei Li und David Kaplan, damit begonnen, pflanzliche Folien mit diesem Protein zu entwickeln. Ihr Ziel war es, texturierte Muskelzellen und Fettzellen effektiv zu züchten. Das Team isolierte Glutenin aus Weizengluten und schuf Folien mit sowohl flachen als auch gerillten Oberflächen. Mäusezellen, die dazu bestimmt waren, sich zu Skelettmuskeln zu entwickeln, wurden dann auf diesen Proteinbasen abgelagert.
Über zwei Wochen Inkubation proliferierten Zellen auf beiden Arten von Folien. Obwohl das Wachstum auf gluteninbasierten Folien nicht so robust war wie auf Kontrollfolien aus Gelatine, war es dennoch ausreichend. Dieser Befund deutet auf einen Bedarf an weiterer Verbesserung hin, wie Zellen an die pflanzliche Folie anhaften, um ein Wachstum zu erreichen, das mit tierischen Biomaterialien vergleichbar ist.
In einer besonders vielversprechenden Entwicklung bildeten Zellen auf der gemusterten Folie während der zweiten Woche lange, parallele Bündel, die effektiv die Faserstruktur charakteristisch für Tiermuskeln nachbildeten. Ein weiteres Experiment umfasste das Ablegen von Mäusezellen, die Fettgewebe produzieren, auf flachen Gluteninfolien. Diese Zellen proliferierten und differenzierten sich, wobei sichtbare Lipid- und Kollagenablagerungen entstanden, wesentliche Bestandteile von echtem Fleisch.
