NatureCommunications發文：風味可轉換支架來產生具有類似真實肉風味的培養肉

　　Nature Communications重磅發文：風味可轉換支架來產生具有類似真實肉風味的培養肉

　　近日，韓國延世大學研究人員在國際期刊《Nature Communications》發表了題為“Flavor-switchable scaffold for cultured meat with enhanced aromatic properties”的研究性論文。

　　作為一種可持續肉，培養肉可以將動物屠宰和環境污染最小化，吸引了廣泛關注。以前很多對培養肉的研究集中在開發支架來模擬肉的形狀。很多以前的研究已經關注策略通過依賴細胞量和分化來模擬肉的性質。然而，一些食品相關的特性例如質地和風味與血液和各種生物組織例如肌肉、脂肪和結締組織有關。由于目前對培養肉的研究仍然處在細胞培養規模階段而不是組織培養水平，在模擬肉的感官特性上存在局限性。

　　風味是肉的關鍵感官特性，決定肉的品質。特別是，研究人員識別出肉烹飪期間產生的風味化合物，包括醛類、醇類和含硫化合物。在高溫下(超過150℃)，肽與還原糖反應，也就是所謂的“美拉德反應”，來產生這些風味化合物。取決于氨基酸的類型以及蛋白質和糖的量，不同的美拉德反應產物會產生，最終決定烹飪肉的整體風味。體外組織和傳統肉之間氨基酸狀況的不同導致培養肉在模擬傳統肉美拉德風味上存在挑戰。因此，也需要模擬培養肉的美拉德風味來增加培養肉和傳統肉之間的感官相似性。最近，很多研究來改善培養肉的風味特性，然而由于不同氨基酸組成，僅僅是培養肉而不經過任何處理來模擬傳統肉風味存在挑戰。最近，研究人員揭示提升鼠和牛成肌細胞的擴增和分化可以使培養肉具有相對更類似肉的風味。然而，對于培養肉來呈現很好烹飪肉產品的風味特性，仍然需要一個策略來產生烹飪期間的美拉德反應化合物。

　　對風味的關注不只局限在培養肉上，最近研究人員利用合成風味化合物來優化傳統肉工業中食物的品質。然而，這些合成風味化合物易揮發，從而快速擴散到空氣中。由于其制備過程，風味化合物過量釋放的問題在培養肉中很重要。長細胞培養周期能夠加速風味的流失，導致制備的培養肉中無殘留風味化合物。在該工作中，總細胞培養時間是15天，它可能需要28天或更長時間來細胞擴增和分化，這取決于培養系統。因此，一個材料科學方法產生烹飪過程中的風味化合物至關重要。

　　在該研究中，研究人員開發一種能夠烹飪期間產生燒烤牛肉風味的培養肉。特別是，研究人員開發一種可轉換風味化合物(SFC)，其在烹飪溫度下加熱可釋放共軛風味組(美拉德反應化合物)。SFC主要由風味組和兩個結合組組成。風味組是具有肉風味的揮發化合物，在該研究中是furfuryl mercaptan。Furfuryl mercaptan (IUPAC nomenclature: furan-2-ylmethanethiol) 被選擇是因為它是一種已知的烹飪牛肉中形成的美拉德反應產物。SFC結合組是能夠和甲基丙烯酰胺反應(明膠骨架結合組)的功能組。將SFC引入到甲基丙烯酰化明膠(GelMA)后，制備出一個三維和溫度響應牛肉風味支架。換句話說，支架由SFC引入GelMA構成。將牛原代成肌細胞分化引入到支架后可以產生具有可轉換風味化合物的培養肉(CM

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　　SFC)。由于SFC和GelMA結合組之間的共價鍵，在細胞培養狀況下SFC能夠穩定結合在支架中。然后，假設由于風味組動態二硫交換，在加熱下SFC能夠釋放風味組。最后，CM

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　　SFC能夠復制傳統肉美拉德反應。當培養肉在美拉德反應溫度下被烹飪時，產生各種風味化合物。揮發化合物被歸為兩大類，具有魚和刺鼻風味的揮發化合物被歸類為異味，而具有肉、含硫、類似杏仁、花、脂肪和水果風味的化合物被歸類為愉悅風味。在該研究中，模擬美拉德反應的支架通過增加愉悅風味化合物的比率來豐富培養肉的風味特性。令人驚訝的是，用這種風味可轉換的支架制備的培養肉具有類似牛肉的風味模式。該研究通過開發能夠模擬傳統肉自然烹飪風味的一個功能支架，為開發感官特性得到提升的培養肉提供了一個策略。