นักวิจัยจาก Tufts University ประสบความสำเร็จในการผลิตเนื้อเยื่อไขมันจำนวนมากในห้องแล็บ ซึ่งมีเนื้อสัมผัสและองค์ประกอบคล้ายกับเนื้อเยื่อไขมันที่เกิดขึ้นตามธรรมชาติในสัตว์ ผลลัพธ์ที่อธิบายไว้ในการศึกษาที่ตีพิมพ์ในวันนี้ใน eLifeสามารถนำไปใช้กับการผลิตเนื้อสัตว์เพาะเลี้ยงที่เติบโตจากเซลล์ทั้งหมด ทำให้ได้เนื้อสัมผัสและรสชาติที่เหมือนจริงมากขึ้น
บริษัทสตาร์ทอัพทั่วโลกกำลังพัฒนาเนื้อสัตว์ที่เพาะปลูก เช่น ไก่ เนื้อวัว เนื้อหมู และปลาที่เพาะเลี้ยงเซลล์ ส่วนใหญ่ยังอยู่ในช่วงเริ่มต้นของการพัฒนา ยังไม่พร้อมสำหรับการผลิตขนาดใหญ่ และด้วยข้อยกเว้นบางประการ ยังไม่ได้รับการอนุมัติให้จำหน่ายเชิงพาณิชย์
ผลิตภัณฑ์ส่วนใหญ่ที่อยู่ในระหว่างการพัฒนาจะอยู่ในรูปของส่วนผสมของเซลล์แบบไม่มีโครงสร้าง ลองนึกถึงนักเก็ตไก่แทนอกไก่สักชิ้น สิ่งที่ขาดไปคือเนื้อสัมผัสที่แท้จริงของเนื้อปลาหรือสเต็ก ซึ่งเป็นเนื้อสัมผัสที่สร้างขึ้นจากเส้นใยกล้ามเนื้อ เนื้อเยื่อเกี่ยวพัน และไขมัน
เป็นไขมันที่ไม่เพียงมีส่วนสร้างเนื้อสัมผัสเท่านั้น แต่ยังมีส่วนทำให้เนื้อมีรสชาติที่อร่อยอีกด้วย การทดสอบของผู้บริโภคกับเนื้อวัวธรรมชาติที่มีปริมาณไขมันต่างกันทำให้ได้คะแนนสูงสุดสำหรับเนื้อวัวที่มีไขมัน 36%
การผลิตเนื้อเยื่อไขมันที่เพาะเลี้ยงในปริมาณที่เพียงพอเป็นความท้าทายที่สำคัญ เพราะเมื่อไขมันเติบโตเป็นมวล เซลล์ที่อยู่ตรงกลางจะขาดออกซิเจนและสารอาหาร โดยธรรมชาติแล้ว หลอดเลือดและเส้นเลือดฝอยจะส่งออกซิเจนและสารอาหารไปทั่วเนื้อเยื่อ นักวิจัยยังคงไม่มีทางที่จะจำลองเครือข่ายหลอดเลือดขนาดใหญ่ในเนื้อเยื่อที่ปลูกในห้องปฏิบัติการได้ ดังนั้น พวกมันจึงขยายกล้ามเนื้อหรือไขมันให้มีขนาดไม่กี่มิลลิเมตรได้เท่านั้น
เพื่อหลีกเลี่ยงข้อจำกัดนี้ นักวิจัยได้ขยายเซลล์ไขมันที่ได้จากหนูและสุกรในชั้นสองมิติแบนๆ ก่อน จากนั้นจึงเก็บเกี่ยวเซลล์เหล่านั้นและรวมเข้าด้วยกันเป็นมวลสามมิติด้วยสารยึดเกาะ เช่น แอลจิเนต (พัฒนาจากสาหร่ายทะเล) และ transglutaminase ของจุลินทรีย์ (MTG) ซึ่งทั้งสองอย่างนี้ใช้ในอาหารเชิงพาณิชย์แล้ว
“เป้าหมายของเราคือการพัฒนาวิธีง่ายๆ ในการผลิตไขมันจำนวนมาก เนื่องจากเนื้อเยื่อไขมันเป็นเซลล์ส่วนใหญ่ที่มีส่วนประกอบโครงสร้างอื่นๆ น้อย เราจึงคิดว่าการรวมเซลล์หลังจากการเจริญเติบโตจะเพียงพอที่จะสร้างรสชาติ คุณค่าทางโภชนาการ และลักษณะเนื้อสัมผัสของไขมันสัตว์ตามธรรมชาติ” จอห์น ยืน จูเนียร์ นักศึกษาระดับบัณฑิตศึกษาที่ ทำงานที่ ศูนย์ เกษตรกรรมเซลลูล่าร์แห่งมหาวิทยาลัยทัฟส์ (TUCCA) “วิธีนี้สามารถทำงานได้เมื่อสร้างเนื้อเยื่อเพื่อเป็นอาหารเท่านั้น เนื่องจากไม่จำเป็นต้องรักษาเซลล์ให้คงอยู่เมื่อเรารวบรวมไขมันจำนวนมาก”
ลิ้มรสและสัมผัส
เซลล์ไขมันที่รวมตัวกันจะมีลักษณะเหมือนเนื้อเยื่อไขมันในทันที แต่เพื่อดูว่าเซลล์เหล่านี้จำลองลักษณะของไขมันพื้นเมืองจากสัตว์จริงๆ หรือไม่ ทีมได้ทำการทดลองเพิ่มเติม
ขั้นแรก พวกเขาสำรวจเนื้อสัมผัสโดยการบีบเนื้อเยื่อไขมันและดูว่าสามารถทนต่อแรงกดได้มากน้อยเพียงใดเมื่อเทียบกับไขมันสัตว์ตามธรรมชาติ พวกเขาพบว่าไขมันที่ปลูกในเซลล์ที่จับกับอัลจิเนตสามารถทนต่อแรงกดในปริมาณที่ใกล้เคียงกันกับเนื้อเยื่อไขมันในปศุสัตว์และสัตว์ปีก และไขมันที่ปลูกในเซลล์ที่จับกับ MTG นั้นมีลักษณะเหมือนไขมันที่แปรรูป คล้ายกับน้ำมันหมูหรือไขมันสัตว์ สิ่งนี้ชี้ให้เห็นว่าสามารถปรับแต่งเนื้อสัมผัสของไขมันที่เพาะเลี้ยงได้อย่างละเอียดโดยใช้ชนิดและปริมาณของสารยึดเกาะต่างๆ เพื่อให้มีลักษณะใกล้เคียงกับเนื้อสัมผัสของไขมันในเนื้อสัตว์ในชีวิตจริงมากที่สุด
องค์ประกอบโมเลกุลของไขมันก็มีความสำคัญเช่นกัน การปรุงอาหารปล่อยสารประกอบหลายร้อยชนิดที่เพิ่มรสชาติและกลิ่นหอมให้กับเนื้อสัตว์ และสารประกอบเหล่านี้ส่วนใหญ่มาจากไขมัน รวมทั้งลิพิดและกรดไขมันที่เป็นส่วนประกอบของพวกมัน
ทีมวิจัยของทัฟส์ได้ตรวจสอบองค์ประกอบของโมเลกุลจากไขมันที่เลี้ยงด้วยเซลล์และพบว่าส่วนผสมของกรดไขมันจากไขมันของหนูที่เพาะเลี้ยงนั้นแตกต่างจากไขมันของหนูพื้นเมือง แต่ไขมันหมูที่เพาะเลี้ยงนั้นมีรายละเอียดของกรดไขมันที่ใกล้เคียงกับเนื้อเยื่อพื้นเมืองมากกว่า การวิจัยเบื้องต้นของทีมงานชี้ให้เห็นว่าอาจเป็นไปได้ที่จะเสริมเซลล์ไขมันที่กำลังเติบโตด้วยไขมันชนิดต่างๆ เพื่อให้แน่ใจว่าไขมันเหล่านี้มีความใกล้เคียงกับองค์ประกอบของกรดไขมันในเนื้อสัตว์ตามธรรมชาติมากขึ้น
David Kaplan ศาสตราจารย์ด้านวิศวกรรมชีวการแพทย์ของ Tufts และ Stern Family กล่าวว่า “วิธีการรวมเซลล์ไขมันที่เลี้ยงด้วยสารยึดเกาะนี้สามารถแปลงเป็นการผลิตเนื้อเยื่อไขมันที่เพาะเลี้ยงในปริมาณมากในเครื่องปฏิกรณ์ชีวภาพ ซึ่งเป็นอุปสรรคสำคัญในการพัฒนาเนื้อสัตว์ที่เพาะเลี้ยง ผู้อำนวยการ TUCCA “เรายังคงพิจารณาทุกแง่มุมของการผลิตเนื้อสัตว์เพาะเลี้ยงด้วยสายตาที่นำไปสู่การผลิตเนื้อสัตว์จำนวนมากที่มีรูปลักษณ์ รสชาติ และความรู้สึกเหมือนของจริง”
TUCCA เป็นผู้นำในการพัฒนาอุตสาหกรรมที่กำลังเติบโตในด้านเกษตรกรรมเซลล์ และร่วมกับกลุ่มนักวิชาการและสมาชิกองค์กรอย่าง TUCCA Consortium ซึ่งกำลังแก้ปัญหาความท้าทายทางเทคโนโลยีที่สำคัญในการผลิตเนื้อสัตว์ที่ปลูกโดยเซลล์ วิสัยทัศน์ของพวกเขาไม่น้อยไปกว่าการนำเข้าสู่ยุคที่ 3 ใน การเก็บเกี่ยวอาหารของมนุษย์ ตั้งแต่การล่าสัตว์ไปจนถึงการเลี้ยงสัตว์ไปจนถึงการเพาะเลี้ยงเซลล์
