Bovina skelettmuskelceller odlade i närvaro av myoglobin (mitten) eller hemoglobin (höger). Kredit:Robin Simsa &David Kaplan, Tufts University
Odlat kött skulle kunna minska resurser som krävs för köttproduktion, med ett mindre miljöavtryck i förhållande till djuruppfödning.
Ett team av Tufts University-ledda forskare som undersökte utvecklingen av odlat kött fann att tillsatsen av det järnbärande proteinet myoglobin förbättrar tillväxten, konsistensen och färgen hos nötkreatursmuskler som odlats från celler i kultur. Denna utveckling är ett steg mot det slutliga målet att odla kött från djurceller från boskap för mänsklig konsumtion.
Forskarna fann att myoglobin ökade spridningen och den metaboliska aktiviteten hos satellitceller från bovina muskel. Tillsats av antingen myoglobin eller hemoglobin ledde också till en färgförändring som var mer jämförbar med nötkött. Resultaten, publicerade den 21 oktober 2019, i FOODS , indikerar de potentiella fördelarna med att lägga till hemproteiner till cellmedia för att förbättra färgen och konsistensen på cellodlat kött.
"Smak, färg och konsistens kommer att vara avgörande för konsumenternas acceptans av odlat kött", säger David Kaplan, Stern Family Professor of Engineering vid Tufts University School of Engineering och motsvarande författare till studien. "Om vårt mål är att göra något som liknar en biff måste vi hitta rätt förutsättningar för celler att växa som replikerar bildandet av naturliga muskler. Tillägget av myoglobin ser ut att vara ytterligare ett viktigt tillägg till receptet som för oss närmare det målet”, tillade Kaplan, ordförande för institutionen för biomedicinsk teknik och en programfakultetsmedlem vid Sackler School of Graduate Biomedical Sciences vid Tufts.
Skälet för att utveckla odlat kött (även kallat "labbodlat kött", "cellulärt jordbruk" eller "cellbaserat kött") är potentialen att minska mängden resurser som krävs för köttproduktion, samt att avsevärt krympa dess miljöavtryck i förhållande till djuruppfödning. Djuruppfödning har förknippats med utsläpp av växthusgaser, problem med antibiotikaresistens, djurskyddsproblem och markanvändningsfrågor, såsom röjning av Amazonas regnskogar. Förmågan att odla odlat kött i en bioreaktor, som i vävnadsteknik, skulle potentiellt kunna lindra dessa problem. Men mycket återstår att göra för att odla cellerna på ett sätt som replikerar texturen, färgen och smaken hos naturligt framställt kött.
Växtbaserade köttersättningar som Impossible Burger har inkorporerat hemproteiner från soja, vilket gör produkten mer köttlik i utseende och smak. Det Tufts-ledda forskarteamet antog att tillsats av hemproteiner till köttcellskultur inte bara kunde ha en liknande effekt utan också skulle kunna förbättra tillväxten av muskelceller som kräver att hemproteinerna frodas.
Myoglobin är en naturlig komponent i muskler, och hemoglobin finns i blodet. Som hemproteiner bär båda järnatomer som är ansvariga för den naturliga blodiga, lätt "metalliska" smaken av nötkött. Forskarna fann att tillsats av hemoglobin eller myoglobin ändrar färgen på den bioartificiella muskeln till en rödbrun köttliknande nyans. Myoglobin var dock mycket bättre för att främja cellproliferation och differentiering av BSC till mogna muskelceller, och bättre för att hjälpa cellerna att bilda fibrer och tillföra en rik köttliknande färg.
"Vi visste att myoglobin har en viktig roll att spela i muskeltillväxt, eftersom det är ett av de vanligaste proteinerna i muskelceller", säger första författaren till studien Robin Simsa, en industriell Ph.D. student från Europa som genomförde studierna under sin stipendievistelse vid Tufts University School of Engineering. "Det är möjligt att myoglobin för syre till cellens mitokondrier, ökar deras energi och hjälper dem att föröka sig. Mer än bara en ingrediens för färg, järnhalt och potentiell smak, kan myoglobin också vara ett viktigt inslag i den uppskalade produktionen av cellbaserat kött för att öka cellutbytet.”
Referens:"Extracellular Heme Proteins Influence Bovine Myosatellite Cell Proliferation and the Color of Cell-Based Meat" av Robin Simsa, John Yuen, Andrew Stout, Natalie Rubio, Per Fogelstrand och David L. Kaplan, 21 oktober 2019, FOODS .
DOI:10.3390/foods8100521
Andra författare som bidrar till studien inkluderar John Yuen, Andrew Stout och Natalie Rubio, alla doktorander vid Tufts University School of Engineering och arbetar med mål för cellulärt jordbruk; och Per Fogelstrand vid Göteborgs universitet, PI-handledare för Robin Simsa.
Detta arbete stöddes av National Institutes of Health (#P41EB002520) och New Harvest. Simsa fick stöd av Europeiska unionens forsknings- och innovationsprogram Horizon 2020 under Marie Skłodowska-Curie-anslaget #722779, som genomfördes inom nätverket "Training 4 Cell Regenerative Medicine" (T4CRM). Innehållet är enbart författarnas ansvar och representerar inte nödvändigtvis de officiella åsikterna från National Institutes of Health.
