上海騰拔質構儀助力浙江大學發表3D生物打印培養肉的期刊論文

近日，浙江大學生物系統工程與食品科學學院研究人員在國際期刊《Sustainable Materials and Technologies》（中科院二區，IF：9.2）發表了題為"Cold-temperature 3D bioprinting for cultured meat: A case of rainbow trout cell cultivtion"的研究論文。在該論文中，研究人員利用上海騰拔Universal TA國產質構儀用于測定培養肉支架的硬度、彈性、膠粘性、咀嚼性和回復性指標。

冷水魚細胞培養肉的生產面臨一項dute挑戰：細胞生長需要顯著較低的培養溫度。為此，冷生物打印用生物墨水需具備適宜的流變特性，以維持細胞活性。本研究開發了一種新型復合水凝膠生物墨水，其由溫水魚明膠（FG）與冷水魚明膠（CFG）組成，經優化后可用于虹鱒魚肌肉衛星細胞（rtMSCs）的低溫（<18°C）3D 生物打印（LT-bio3DP）。研究團隊對該生物墨水的結構特性、流變特性及生物特性進行了系統評估。結果表明，隨著 CFG 含量的增加，凝膠化溫度從 20.11°C 降至 2.33°C；隨之而來的儲能模量與黏度降低（同時親水性增強），會對打印性能和細胞行為產生影響。研究確定，4FG6CFG 水凝膠是 LT-bio3DP 的最佳組分，其在結構穩定性、擠出性能和細胞相容性方面達到平衡，能有效促進虹鱒魚肌肉衛星細胞（rtMSCs）的增殖與肌源性分化。打印支架在長期培養過程中可保持形態穩定，且其質地硬度與天然虹鱒魚肉組織相當。綜上，本研究為開發低溫生物打印技術及定制化細胞培養生物材料提供了創新性策略。

圖 7. 4FG6CFG 支架與rtMSCs共培養 12 天后的質構特性分析（TPA），并與新鮮虹鱒魚肉對比。（A）虹鱒魚細胞培養肉（CCM）的外觀。添加食用色素以模擬魚類組織的天然顏色。（B）檢測有 / 無細胞時支架的硬度、彈性、膠黏性、咀嚼性和回復性。采用單因素方差分析（One-way ANOVA）和鄧肯多重比較檢驗（Duncan's test）對各組數據進行比較。a–c 表示組間存在顯著差異（P < 0.05），樣本量 n = 3。

水凝膠支架的質構特性對培養肉產品的整體品質具有顯著影響。本研究將培養肉模型的質構特性與新鮮虹鱒魚肉的質構特性進行了對比。如圖 7A 所示，與空白支架相比，負載細胞的 4FG6CFG 支架在彈性、膠黏性和咀嚼性方面均表現出顯著提升，這可能是由于細胞外基質蛋白的積累所致。此外，盡管該支架在其他質構參數上與新鮮魚肉存在一定差異，但其硬度與新鮮魚肉相近。在眾多針對培養肉（CCM）的研究中，天然肉類的質構特性通常強于培養肉。而本研究中觀察到培養肉（CCM）質構特性增強的現象，可能是因為復合水凝膠支架與大量細胞實現了良好結合，相比之下，魚肉本身的質構強度較弱。

參考文獻：Zhaojing Huang, et al. Cold-temperature 3D bioprinting for cultured meat: A case of rainbow trout cell cultivtion. Sustainable Materials and Technologies, 2025