【应用分享】探索未来食物变革，REBEL：助力人造肉工艺创新发展

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人造肉概念，通常其实分两种，一种是以植物蛋白替代传统牲畜肉，也就是所谓的“植物蛋白肉”，这种“肉”主要是靠大豆蛋白和其他植物性蛋白通过挤压和添加风味物质等模拟肉的口感，本质上，“植物蛋白肉”并不是肉，而是一种对肉类形色和味道进行模仿的豆制品。而另一种，也就是“clean meat”，是依托于生物工程技术产生的，它不用宰杀牲畜，但却是真正的肉。

“clean meat”的生产是一种生物组织工程，是使用来源于与肉类相关的物种，包括鸟类、哺乳动物和鱼类的细胞系，通过细胞培养平台产生存在于肌肉细胞中的各种细胞类型，如脂肪细胞、结缔组织等。“clean meat”通过技术改进有可能取代传统肉的味道、质地、气味、天然成分和外观。相比较植物蛋白肉，需要添加各种添加剂模仿“肉”的滋味，“clean meat”本身就是肉，因而更受到动物/环境保护者等的认可和关注。

“clean meat”的造价高昂，其生产过程技术还有很长的路要走。生产工艺上尤其突出的是选择合适的培养基和生长因子的问题。最初“clean meat”的诞生使用的是添加了胎牛血清的培养基，而胎牛血清的添加，一方面带来了高昂的成本，一方面又违背了不宰杀动物的初心。在过去的十年里，无动物成分/血清的培养基由于基于细胞的生物制药行业的需求取得了长足的进步，目前存在数百种市售无血清培养基配方。无血清和无动物来源的培养基是否可以支持细胞存活、增殖和分化，这可能是限制“clean meat”工艺最重要的条件。

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而化学限定培养基的优化，通常需要大量的成分数据，尤其是（必需）氨基酸，维生素等组分的浓度，对细胞的生长分化具有相当重要的影响。如果是用传统方法检测这些数量庞大的样品，无疑是工作量巨大耗时耗力的行为。为了兼顾成本和效率，人造肉企业BlueNalu（美国）、Mosa Meat（荷兰）、Future Meat（以色列）等都在使用908devices的REBEL。REBEL作为专用的培养基分析仪，采用微流控芯片技术（CE-MS 毛细管电泳-质谱联用原理），帮助研发人员摆脱传统的分析表征流程（步骤多、耗时长），对于REBEL，样品仅需微升级别的消耗量即可完成多次分析（<30ul），单次分析不到10分钟就能完成>30种成分的浓度分析，操作和样品制备流程极为简易。

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目前有许多研究概述了开发新的无动物来源培养基配方的最佳实践，作为将配方扩展到肉类相关细胞系和物种的路线图[1]。用于动物细胞培养的多孔微流体设备的最新进展可以通过并行化数百或数千种条件，并通过自动图像分析促进复杂表型的筛选，从而大大加快培养基筛选过程[2]。对于应用于大规模生产的培养基，不仅需要考虑大型生物反应器的流体动力学优化粘度和pH等参数，还需要研究在大规模生长环境的独背景下适当添加某些成分以提高细胞存活率。除了研究如何让细胞长得更好，更要控制成本，为了达到与传统肉类同等的价格，需要大幅降低基础培养基和生长因子的成本。如何筛选模拟生长因子活性的分子，如何分析确定哪些培养基成分是限制细胞生长的限速条件，以及如何优化基础培养基配方，是“clean meat”工艺目前还在不断探索不断优化的主线。REBEL的存在，无疑可以加速人造肉产业的培养基优化过程，进而加速“clean meat”产业化商品化。

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而市场对于“clean meat”的态度，主要取决于消费者的接受度。动物的肉切割后会暴露在周围环境中，可能会有许多可怕的食源性病原体存在，如弯曲杆菌、沙门氏菌和大肠杆菌，食用后会导致致病性疾病。而用“clean meat”代替传统肉类，无疑会减少风险（这也是“clean meat”名称的由来）。与传统肉类相比，我们可以控制“clean meat”的生长条件。它有助于消除肉类暴露出有害产品，如杀虫剂、杀菌剂、重金属、黄曲霉毒素、三聚氰胺和抗体。尽管“clean meat”的工艺、质控、成本等还有许多挑战需要克服，但“clean meat”作为可食用肉类的替代品（甚至是无病原体的高配版），在人类对于肉类、蛋白类需求越来越大的未来，可能是解决蛋白质短缺的好办法。

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参考文献：1. Z. Xiao, M. Sabourin, G. Piras, S.F. Gorfien, Screening and Optimization of Chemically Defined Media and Feeds with Integrated and Statistical Approaches, in: Humana Press, Totowa, NJ, 2014: pp. 117–135. doi:10.1007/978-1-62703-733-4_9.

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2. P. Datta, L. Meli, L. Li, N. Migliore, E. Schaefer, S.T. Sharfstein, J.S. Dordick, R.J. Linhardt, Microarray platform affords improved product analysis in mammalian cell growth studies,Biotechnol. J. 9 (2014) 386–395.doi:10.1002/biot.201300288.

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