《Future Foods》：Ensuring quality in cultivated meat: A review of recent developments in flavor, texture, and nutrition
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摘要
利用培养动物细胞生产肉类，有望带来显著的环境、健康和社会效益。要实现这些效益，培养肉必须在感官和营养特性上与传统肉类相当。目前，在风味、质地和营养各领域的证据质量及表面性能表现参差不齐，总体而言，该技术仍处于早期发展阶段。然而，基础工艺的改进仍有巨大潜力
摘要
利用培养动物细胞生产肉类，有望带来显著的环境、健康和社会效益。要实现这些效益，培养肉必须在感官和营养特性上与传统肉类相当。目前，在风味、质地和营养各领域的证据质量及表面性能表现参差不齐，总体而言，该技术仍处于早期发展阶段。然而，基础工艺的改进仍有巨大潜力，可进一步释放感官和营养方面的提升空间。虽然确保产品在这些基准上的成功主要是个体企业的责任，但学术界在理解和解决该领域共通的感官与营养挑战方面可发挥重要作用。这需要组织工程、材料科学、食品科学和感官科学等多学科的紧密合作。本综述探讨了现有培养肉产品及原型在风味、质地和营养相关指标上的表现，以及各类输入和加工步骤如何影响这些产品特性。在可能的情况下，研究人员针对已测得的感官和营养特性缺陷，以及数据空白问题，推荐了具体策略。
培养肉品质保障：风味、质地与营养研究进展解读
一、研究背景与意义
全球肉类消费量持续增长，但传统肉类生产带来了巨大的环境和社会成本。人均国内生产总值与肉类消费呈正相关，这意味着随着经济持续发展，可持续食品体系的建设将变得更加紧迫。培养肉（cultivated meat, CM）被视为以更可持续、更人道方式满足日益增长的肉类需求的一种解决方案。培养肉的生产过程通常包括：从活体或刚屠宰的动物体内获取相关细胞群并鉴定其稳定性；将细胞置于适宜的生物反应器中进行增殖；改变培养条件诱导细胞分化为目标细胞类型；收获细胞或组织并加工成模拟传统肉类感官和营养特性的最终产品。自2013年首个培养肉产品公开品鉴以来，该领域在产业界和学术界的发展势头不断增强。截至2025年10月，已有包括GOOD Meat、UPSIDE Foods、Aleph Farms、Vow、Meatly、Mission Barns、Wildtype、Believer Meats和PARIMA在内的多家公司获得监管批准。培养肉在市场上的成功不仅取决于规模化生产和成本竞争力，还取决于其在风味、质地等感官指标上的表现以及提供消费者期望的营养益处。目前，学术界对培养肉感官品质的系统性关注才刚刚开始，现有培养肉原型在同时满足所有感官和营养指标方面仍存在显著差距和不一致性。此外，由于培养肉生产成本竞争力仍是挑战，结合植物蛋白与培养肉的杂交产品正受到越来越多的关注。
二、研究内容与主要结论
本综述聚焦于已发表的培养肉原型与传统对照在风味、质地和营养方面的差距，旨在定位有助于该领域更高效实现潜力的研究方向。研究人员假设培养肉的近期未来将主要由杂交产品构成，其中植物蛋白贡献了产品的大部分质量和特性，而培养细胞则在风味、质地和/或营养方面提供额外提升。
三、主要技术方法
研究人员综合运用了多种方法：感官评价方法（包括描述性分析、消费者喜好测试、强制选择品尝任务等）；仪器分析方法（包括气相色谱-质谱联用（GC-MS）、气相色谱-嗅闻联用（GC-O）、电子鼻（e-nose）、电子舌（e-tongue）、质地剖面分析（TPA）等）；组学方法（包括脂质组学、代谢组学）；以及文献综述方法，系统整合了培养肉与传统肉类在风味、质地和营养方面的比较研究。
四、研究结果
4.1 风味
4.1.1 传统肉类的风味生成
肉类的味道主要由鲜味化合物主导，特别是谷氨酸和天冬氨酸等氨基酸以及肌苷5′-单磷酸和鸟苷5′-单磷酸等5′核苷酸。肉类的大部分香气在生鲜产品中无法检测到，而是在烹饪过程中产生的。脂肪和低分子量水溶性化合物是这些香气生成反应的重要前体。肉类风味中许多挥发性化合物来源于美拉德反应（Maillard reaction）、脂质氧化、美拉德-脂质相互作用或硫胺素降解。含硫氨基酸，尤其是半胱氨酸，被认为对肉香味的生成最为重要。磷脂在生成物种特异性风味方面可能发挥特别重要的作用。
4.1.2 培养肉原型中的风味评估
通过感官方法直接评估培养肉风味的研究很少。早期研究仅包含定性评估，系统性感官实验直到最近才出现在文献中。仪器方法（如GC-MS、GC-O、电子鼻、电子舌）更为常用。在一项盲法强制选择品尝任务中，67%的参与者（n=30）偏好含有培养鸡脂肪的杂交鸡肉产品而非同等植物基产品。在电子舌研究中，鲜味过量在许多案例中出现，但一项研究观察到相反情况；咸味水平不正确的现象出现在五项研究中，但差异方向不一致。在香气方面，三项使用描述性分析的比较研究显示，培养肉样品中最显著的共同点是物种特异性风味减少。
4.1.3 培养肉香气的优化
证据表明，通过相对简单的培养基配方改变即可优化培养肉的香气。在一项研究中，向猪脂肪细胞分化培养基中补充肌红蛋白（myoglobin）后，加热样品中30种挥发性化合物显著增加，表明肌红蛋白水平的调节可能是产生培养肉复杂香气的有力手段。研究人员提出了优化培养肉香气的策略框架：首先通过感官和仪器比较识别特定的异味或缺失的风味及其相关化合物；其次基于文献提出关于这些化合物在烹饪过程中如何形成、其前体是什么的假设；然后调整培养参数并重复感官和/或仪器测试以评估策略效果。
4.2 质地
传统肉类的质地主要来源于肌纤维本身（特别是其中的肌原纤维蛋白）和结缔组织或细胞外基质（extracellular matrix, ECM）。培养肉原型的质地研究方面，感官实验数据仍然稀少。现有证据表明，在杂交产品中加入低比例的培养细胞——虽然可以改善风味——对感官质地几乎没有影响。然而，含有高比例分化动物肌肉细胞的培养肉原型的感官表现尚未在已发表文献中报道。目前有大量TPA数据可用，这种机械数据不能完全替代感官测试，但可提供培养肉与传统肉类之间质地比较的见解。
4.3 营养
培养肉在营养方面的表现也是消费者期望的重要方面。研究指出，培养肉的营养成分可能受到培养基组成、细胞类型和分化状态等因素的影响，需要通过优化培养条件来确保培养肉提供与传统肉类相当的营养益处。
五、讨论与结论
本综述指出，培养肉在风味、质地和营养方面的证据质量和表面性能在各领域间存在差异，总体技术仍处于早期发展阶段。然而，基础工艺的改进仍有巨大潜力可进一步释放感官和营养方面的提升空间。现有研究表明，培养脂肪细胞、成肌细胞和成纤维细胞在最小优化条件下能够相当接近地模拟传统肉类的风味。在某些情况下，即使含有极低比例（1.2%）培养细胞的杂交产品也能在感官表现上较对照植物基产品有显著改善。研究人员强调，迫切需要更多设计良好的感官研究来评估培养肉的风味。在质地方面，需要更多直接比较不同培养细胞比例杂交原型的感官测试。在营养方面，需要通过优化培养条件来确保培养肉提供适当的营养特性。培养肉的成功不仅取决于其规模化能力和成本竞争力，还取决于其在风味、质地等感官指标上的表现以及提供消费者期望的营养益处。确保产品在这些基准上的成功主要是个体企业的责任，但学术界在理解和解决该领域共通的感官与营养挑战方面可发挥重要作用，这需要组织工程、材料科学、食品科学和感官科学等多学科的紧密合作。
