可持续食品供应中的解决方案


部分切片的烤鸡胸肉与黑胡椒和岩盐隔离在白色上。

在全球范围内,每年有超过3.5亿吨的肉类被生产出来,而且这个数字预计只会增加。能源资源状况、消费者意识的提高和日益严重的气候紧急情况是替代性蛋白质崛起背后的驱动因素。当世界寻找解决方案,为日益增长的全球人口提供足够的蛋白质,同时解决耕地使用问题和气候变化问题时,种植的肉类和乳制品是一种解决方案,可以支持更可持续的食品供应。

2020年12月,新加坡食品局(SFA)批准了养殖鸡的销售,成为世界上第一个将养殖肉类产品商业化的国家。养殖鸡被允许在新加坡作为鸡块产品的成分出售。

一堆鸡块
养殖鸡被允许在新加坡作为鸡块产品的成分出售。

什么是栽培肉和乳制品?

通过直接培养动物细胞,培养肉也被称为 "培养肉",可以为减少蛋白质生产的环境影响提供一个解决方案。培养肉指的是使用生物反应器进行细胞农业。也通常被称为。

  • 实验室培植的肉
  • 离体肉
  • 合成肉
  • 细胞培植的肉

培养肉的过程从选择动物的细胞开始。选择具有最佳繁殖和更新能力的细胞,并允许其在生物反应器内的细胞培养基中繁殖,该容器包含细胞培养基并为细胞繁殖提供受控环境。细胞培养基内有关键的营养物质,如氨基酸、脂类、维生素、葡萄糖和盐。接下来,生长因子被添加。在生物反应器内,细胞繁殖并形成一种将发展成肌肉纤维(肌管)的细胞类型。在形成肌肉细胞的同时,脂肪细胞(脂肪细胞)和连接组织细胞(成纤维细胞)也在生物反应器中生长。这个过程需要几个星期。然后,收获的细胞被进一步加工,以制造出所需的产品。通常情况下,3D打印被用来创造一个具有熟悉的肉切形状的产品。

培养的牛奶与肉制品不同,因为酵母和/或微生物发酵或来自哺乳动物乳腺的细胞被用来生产牛奶蛋白,而不是细胞作为最终产品。在发酵过程中,生产酪蛋白和乳清蛋白的DNA被整合到酵母或微生物中,并通过该过程生产牛奶蛋白。一旦发酵过程完成,牛奶蛋白从培养基中过滤出来,与植物脂肪、糖和水混合。

基于细胞的过程开始于从乳腺中提取细胞,然后将其添加到生物反应器的培养基中进行增殖。然后这些细胞被转移到泌乳介质中,在那里它们开始生产牛奶。使用中空纤维生物反应器技术可以将牛奶与泌乳介质分离。

在自然界的阳光下,将牛奶倒在酒杯上的早晨
在发酵过程中,生产酪蛋白和乳清蛋白的DNA被整合到酵母或微生物中,并产生了牛奶蛋白。

利用细胞技术创造培养的乳制品

该生物技术公司 龟甲树 与沃特世公司的 International Food and Water Research Centre (在新加坡的IFWRC("IFWRC")。他们正在迅速扩大他们在新加坡和美国的研究设施和实验室。在获得大量全球资金后,TurtleTree加快了他们对人类和牛乳中的功能性和生物活性蛋白质和糖类的生产研究。

我与TurtleTree研发团队的成员坐下来(虚拟),了解更多关于使用细胞技术作为蛋白质来源的情况,并收集他们对液相色谱(LC)和液相色谱结合质谱(LC-MS)等分析技术如何支持其行业的想法。


问:TurtleTree是如何支持更可持续和高效的食品生产目标的?

答:TurtleTree致力于生产新一代的营养品--对地球更好,对动物更好,对世界各地的人们更好。利用我们专有的基于细胞的技术,我们公司正在以可持续和可负担的方式创造 "更适合你 "的牛奶成分,其好处已延伸到餐桌之外。

问: 你认为种植的肉类和乳制品将在替代性蛋白质市场中扮演什么角色?

答:栽培食品可以为建立一个多样化的替代蛋白质市场做出贡献。当然,植物性蛋白质仍将是替代性蛋白质的支柱。但我们不必失去动物图案蛋白质的好处,因为现在基于细胞的技术使我们能够重新创造它们而不依赖整个动物。

这样做的好处是,我们可以将所有这些类型的蛋白质,包括细胞基和植物基的蛋白质结合起来,制成伟大的食品。

这也与TurtleTree的包容性价值观相一致。我们想确保随着我们吃的食物的变化,文化不会改变。这个空间并不只是关于鸡块;这只是这个空间的开场戏,我们不打算在那里定居。我们希望看到所有的文化和美食为我们所设想的同一个未来带来他们令人惊叹的食物。

问:诸如LC和LC-MS等分析技术如何支持这个行业?

答:像LC和LC-MS这样的技术可以帮助科学家通过精确识别感兴趣的蛋白质和分析样品中的蛋白质和杂质更好地执行产品质量控制。这对蛋白质的质量控制和研究与开发(R&D)的数据收集至关重要。

问:你们今天有哪些需求来支持你们的栽培肉和奶制品过程?

答:我们正在寻找解决方案,以帮助改进我们的分离技术和样品的定量,确保蛋白质的纯度。这种改进将有助于提高我们实验数据的可信度以及我们的产品质量。

问:像沃特世这样的公司如何支持你应对分析方面的挑战?

答:随着我们扩大生产规模,我们希望继续与像Waters这样的知名实验室设备公司合作,共同制定解决方案,生产质量稳定的高纯度蛋白质。

当我们支持不断增长的替代蛋白质领域的众多公司时,我们继续处于科学进步的前沿。


更多资源:

应用说明。 Automated Sample Preparation

2022年沃特世食品检测论坛--第三天:追求安全、真实、营养和可持续食品供应链的创新

参考文献

新加坡食品局(2021年)。替代蛋白的安全性

Warner RD.回顾。细胞肉生产过程和驱动因素的分析。Animal.2019 12;13(12):3041-3058.DOI: 10.1017/S1751731119001897.Epub 2019 Aug 28.PMID: 31456539 

Watson E. (2020) TurtleTree labs筹集了620万美元以支持细胞培养的牛奶平台。

Zsofia Mendly-Zambo, Lisa Jordan Powell & Lenore L. Newman (2021) Dairy 3.0: cellular agriculture and future of milk, Food, Culture & Society