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随着全球对可持续食物需求增长,培养肉成为研究热点。研究人员开展 “培养肉与传统鸡肉的代谢组学比较” 研究。结果显示,两者代谢谱有差异,但培养肉安全性在可接受范围。该研究为培养肉安全性评估提供依据。
在全球人口不断增长的今天,人们对肉类的需求也与日俱增。传统的畜牧业在满足人们口腹之欲的同时,却带来了一系列的问题。一方面,大量的土地、水资源被用于养殖牲畜,对环境造成了巨大的压力;另一方面,动物福利问题也日益受到关注。而且,从未来的发展趋势看,现有的肉类供应能力很难满足不断增长的蛋白质需求。在这样的背景下,培养肉(Cultured meat)作为一种新兴的替代产品,逐渐进入了人们的视野。它是通过先进的细胞培养技术生产出来的,理论上可以缓解环境压力、解决动物福利问题,还能保障食物安全。但由于是新兴事物,人们对培养肉的安全性和营养成分存在诸多疑虑,这些问题严重阻碍了培养肉的商业化进程。
为了解开这些疑惑,来自韩国成均馆大学(Sangmyung University)、东德女子大学(Dongduk Women’s University)以及 Neo Cremar Co., Ltd 的研究人员共同开展了一项研究。他们以传统鸡肉为对照,对培养肉相关的肌肉卫星细胞(Muscle satellite cells)和肌管形成细胞(Myotube formed cells)进行了代谢组学分析。最终研究成果发表在《Scientific Reports》上。这项研究意义重大,它为培养肉的安全性评估提供了重要的数据支持,也让人们对培养肉的代谢特征有了更深入的了解,有助于推动培养肉在可持续食物领域的发展。
在研究方法上,研究人员采用了非靶向代谢组学工作流程。首先是样本收集,传统鸡肉购自传统养殖农场刚屠宰的鸡胸脯肉;肌肉卫星细胞从 16 日龄鸡胚胎腿部肌肉中分离;肌管形成细胞则由肌肉卫星细胞诱导培养获得。接着进行代谢组学样本制备,包括细胞裂解、超声处理、蛋白质定量等步骤,之后用冷甲醇溶液提取代谢物,经干燥、复溶后进行液相色谱 - 串联质谱(LC - MS/MS)分析。最后,利用 Compound Discoverer 3.3?和 MetaboAnalyst 6.0 等软件对数据进行处理和分析。
研究结果部分:
- 聚类和相关性分析:在正离子模式下,样本基本按培养类型聚类,两组培养细胞与传统肉相比有 45 种常见差异代谢物;负离子模式下,样本未显示聚类,两组培养细胞有 7 种常见差异代谢物。
- 代谢组学分析:确定差异代谢物筛选标准为 p<0.05 和 VIP>1 。正离子模式下,肌肉卫星细胞和肌管形成细胞分别有 66 种和 69 种差异代谢物;负离子模式下,分别有 13 种和 11 种。肌肉卫星细胞、肌管形成细胞中均有多种代谢物上调或下调,部分代谢物具有潜在安全性风险。根据 HMDB 分类,这些代谢物涵盖多种类别,多数对安全无影响,但部分芳香化合物可能存在潜在风险。
- 代谢途径富集分析:利用 KEGG 和 SMPDB 数据库对差异代谢物进行代谢途径富集分析。肌肉卫星细胞和肌管形成细胞在多种代谢途径中存在显著富集,如嘌呤代谢、β - 丙氨酸代谢等,这些途径涉及细胞能量代谢、氨基酸代谢、膜合成等重要过程。
- 网络分析:对肌肉卫星细胞和肌管形成细胞进行网络分析,发现 ATP、AMP 等能量相关分子处于中心位置,参与能量代谢、信号传导和核苷酸合成等过程,同时还涉及氨基酸代谢、神经递质代谢等多条代谢途径,体现了代谢过程的复杂性和相互关联性。
在研究结论和讨论部分,代谢组学作为评估食品安全的重要工具,在本研究中发挥了关键作用。研究结果揭示了培养细胞与传统肉在代谢谱上存在差异,但这些差异并未表明培养肉存在毒性问题。不过,代谢差异意味着培养肉的营养成分可能与传统肉不同,这提示在未来的研究中,需要进一步优化培养肉的生产工艺,以提高其营养价值,使其更接近或超越传统肉产品。同时,本研究样本量相对较小,后续需要更大规模的研究来进一步验证和拓展这些发现。此外,消费者对培养肉的接受程度受安全性和营养益处认知的影响,因此在推广培养肉时,需要向公众清晰、透明地传达代谢组学数据,消除他们的疑虑。只有这样,培养肉才能在可持续食物领域真正发挥其潜力,为解决全球食物问题贡献力量。