[發明專利]一種用于細胞培養肉二次凍干法制備的可食用三維支架水凝膠及其應用

在審

• 申請號: 202210908370.X
• 申請日: 2022-07-29
• 公開（公告）號: CN115044095A
• 公開（公告）日: 2022-09-13
• 發明（設計）人: 鄒靈
• 申請（專利權）人: 杭州極麋生物科技有限公司
• 主分類號: C08J9/28
• 分類號: C08J9/28;C08J3/075;C08L89/00;C08L5/04;A23L13/00
• 代理公司: 武漢菲翔知識產權代理有限公司 42284
• 代理人: 項佳懿

本發明是一種用于細胞培養肉二次凍干法制備的可食用三維支架水凝膠及其應用，為細胞在體外三維培養提供支撐，屬于未來食品科技領域。本發明以大豆分離蛋白(SPI)和海藻酸鈉(Alg)為主要原料通過二次凍干法來進行水凝膠的制備，以SPI和Alg的質量比、加酶量(TG酶)、鈣離子(CaCl₂)浸泡時長為主要因素，通過試驗優化制備具有高機械強度、合適孔徑、孔隙率使肌肉干細胞能進行貼附且能大量擴增的SPI/Alg三維支架水凝膠。

技術領域

本發明屬于未來食品科技技術領域，具體涉及一種用于細胞培養肉二次凍干法制備的可食用三維支架水凝膠及其應用。

背景技術

中國傳統肉制品歷史悠久，隨著食品工業不斷發展，傳統肉制品已經基本形成了一定程度的產業化。人口的不斷增長和人民生活水平的提高，人們對肉制品的需求將會繼續增加，據聯合國糧食及農業組織估計，到2050年，人們對肉類的需求將會增加約70％，未來肉制品的供需也將會出現嚴重失衡。而傳統畜牧業存諸多問題，比如環境污染、資源消耗、溫室氣體排放量大，還存在動物福利和健康等方面的問題。將發展合成生物學技術、探索“人造蛋白”等新型食品，實現食品工業迭代升級，降低傳統養殖業帶來的環境資源壓力。從長遠角度考慮，開發出一種新的食品技術——培養肉，迫在眉睫。培養肉不僅可以解決傳統農牧業中例如激素、抗生素、農藥殘留等潛在危害，還可解決人畜共感染病毒、寄生蟲和病原菌感染等一系列問題。

培養肉又稱細胞培養肉，是一種利用組織工程技術生產的肉，細胞培養肉在顏色、營養價值、風味、紋理和咀嚼性與傳統的肉類具有高度相似性。細胞培養肉制品目前面臨的挑戰在于如何有效模擬動物肌肉組織的生長環境，并在生物反應器中實現規模化生產。雖然動物細胞組織培養技術已經得到了不同程度的深入研究和成功應用，但現有的細胞組織培養仍存在成本高、技術要求高、無法實現大規模工業化培養等缺點。為了有效降低生產成本，達到工業化應用的目的，發展高效、安全的大型細胞培養技術是細胞培養肉生產急需解決的問題。其中細胞培養肉的支架系統是當前細胞培養肉研究中的一項關鍵技術。細胞支架的作用有：1、支持細胞粘附、生長；2、輔助細胞形成組織紋理；3、維持肌肉組織的三維結構。并且細胞肉的支架系統應滿足：可食用、可重復利用、可降解。

發明內容

本發明的目的是針對現有的問題，提供了一種用于細胞培養肉二次凍干法制備的可食用三維支架水凝膠及其應用。

本發明是通過以下技術方案實現的：

一種用于細胞培養肉二次凍干法制備的可食用三維支架水凝膠，其制備包括如下步驟：

(1)將大豆分離蛋白(SPI)和海藻酸鈉(Alg)進行干混；

(2)將TG酶溶于去離子水中；

(3)將CaCl₂溶于去離子水中；

(4)將步驟(2)中所得的TG酶溶液加入到步驟(1)干混后的大豆分離蛋白和海藻酸鈉中，充分攪拌均勻，得膠體備用；

(5)將步驟(4)中所得的膠體進行裝模，然后冷凍干燥；

(6)將步驟(5)中凍干后的膠體浸泡到步驟(3)中得到的CaCl₂溶液中；

(7)將步驟(6)中得到的膠體進行冷凍干燥，得到三維支架水凝膠；

(8)將步驟(7)中得到的三維支架水凝膠結合細胞進行培養。

進一步地，步驟(1)中所述的大豆分離蛋白和海藻酸鈉的重量比未1:1。

進一步地，步驟(2)中所述的TG酶的酶活力為40U/g。

進一步地，步驟(3)中所述的CaCl₂溶液的濃度為0.1mol/L。

進一步地，步驟(4)中所述的攪拌速度為60rpm。