通过“浸入式旋转喷射纺丝”生产的明胶纤维是人造肉的生长基础
实验室种植或养殖的肉类可以彻底改变食品生产，为大规模肉类生产提供更绿色，更可持续，更符合道德的替代方案。但是，将实验室种植的肉类从培养皿中转移到餐盘上需要解决几个主要问题，包括如何制作大量肉类以及如何使其感觉和味道更像真肉。
现在，哈佛大学约翰·保尔森工程与应用科学学院的研究人员已经成功在可食用的明胶材料上培养出了兔和牛的肌肉细胞，它们与肉有着近似的质地和稠度，从而证明了最终的现实肉制品可能无需饲养和宰杀动物。
该研究发表在《食品自然科学》上。
生物工程与应用物理教授，该研究的高级作者基特·帕克（Kit Parker）说：“厨师在材料科学方面的专业知识令人印象深刻。与他们讨论之后，我开始思考我们是否可以将我们对再生医学所知的全部知识应用于合成食品的设计。毕竟，我们所学到的有关为再生医学构建器官和组织的一切知识都适用于食品：健康细胞和健康的食材是构建人造肉的基础，这是我们将工程设计和可扩展制造引入食品创造的第一项努力。”
明胶纤维（顶部）和天然兔骨骼肌（底部）的微观比较，纤维直径和质地相似
动物肉主要由骨骼肌和脂肪组织组成，骨骼肌长而细，就像在牛排上或在切碎猪肉或鸡肉时所见的那样，培养这些纤维是肉类生物工程中的最大挑战之一。
该研究的第一作者，生物启发工程研究所的博士后研究员卢克·麦克昆（Luke Macqueen）说：“肌肉细胞是粘附细胞类型，这意味着它们在生长时需要紧紧抓住。要生长类似肉类的肌肉组织，我们需要找到一种可食用的'支架'材料，并使肌肉细胞以3-D方式附着并生长。我们需要找到一种有效的方法来生产大量这些支架以证明其在食品生产中的潜在用途。”
为了克服这些挑战，研究人员使用了由帕克教授及其疾病生物物理学小组开发的浸入式旋转喷射纺丝（iRJS）技术，该技术利用离心力使特定形状和尺寸的长纳米纤维纺丝。该小组将食品安全明胶纤维纺丝构建为生长细胞的基础。纤维模仿天然肌肉组织的细胞外基质，将组织粘合在一起并有助于其质地的胶。
该研究小组在纤维上植入了兔和牛的肌肉细胞，这些细胞锚固在明胶上，并长成细长的结构，类似于真实的肉。研究人员使用机械测试将实验室种植的肉与真实的兔子，培根，牛里脊肉，熏火腿和其他肉类产品的质地进行了比较。
麦克昆说：“当我们分析微观结构和质地时，我们发现，尽管养殖产品和天然产品具有相似的质地，但天然肉中含有更多的肌纤维，这意味着它们更成熟。体外肌肉和脂肪细胞的成熟仍然是一个很大的挑战，将需要结合先进的干细胞来源，无血清培养基配方，可食用的支架（例如我们的明胶材料）以及生物反应器培养方法的进步来克服。”
将浸没式旋转喷射纺丝生产的明胶纤维剥离，这些纤维模仿长而细的肌肉纤维
不过，这项研究表明，完全可以在实验室种植肉类。麦克昆说：“我们的方法总是在改进，我们有明确的目标，因为我们的设计规则是基于天然肉类。最终，我们认为可以设计具有一定质地，口味和营养成分的肉类，就像酿造酒类一样。”
帕克说：“我们近期研究目标是营养含量，口味，质地和可负担的价格。长期目标是减少食品的环境足迹。”
New Harvest农业研究机构的主任凯特·克鲁格（Kate Krueger）说：“培养人造肉涉及许多技术挑战，包括能够成功支持细胞的支架材料的配制，以及适合于大规模消费的适于培养的细胞系的开发。这项研究的科学家们开发了人造肉的基础材料，这些材料在该领域显示出巨大的希望。”