近(14)日，韓國延世大學(Yonsei University)開發出創新的未來永續食品──牛肉米，研究人員將牛肉細胞與米粒進行3D細胞培養，可像一般煮飯一樣進行烹調，不僅同時具有米飯與牛肉的營養價值，也可降低飼養牛的環境汙染，有望發展成為應對緊急情況、開發中國家、戰爭期間和太空的緊急救援食品。該研究發表於《Cell》子刊《Matter》。
 
研究人員採用與其他培養肉類似的方式製造，首先，透過魚明膠和微生物轉麩胺酸醯胺基酶(Microbial transglutaminase, MTGase)組成可食用的奈米塗層，並塗覆於米粒上，以增加米粒的結構穩定性以及米粒與細胞之間的黏附性，同時也可增加米粒作為支架所能容納的細胞量。
 
研究人員解釋，魚明膠是一種最接近細胞外基質(ECM)的非哺乳動物材料，具有高度細胞親和力。微生物轉麩胺酸醯胺基酶則是常用於改善食品蛋白質性質的食品添加物，可有效交聯魚明膠中的麩醯胺酸(glutamine)與離胺酸(lysine)。
 
研究團隊進一步在米粒中植入牛的肌纖維母細胞(myoblasts)和源於脂肪組織的間質幹細胞(adipose tissue-derived mesenchymal stem cells, adMSCs)，並在培養基中培養一週，便可像一般米粒一樣清洗並蒸煮成米飯。
 
營養成分也有所不同，但與米粒差異不大，每100克的牛肉米脂肪含量比一般米增加0.01克，增加了7%，蛋白質含量增加0.31克，增加了9%；總體來說，每100克的牛肉米，碳水化合物為48.35公克，蛋白質為3.89公克，脂肪為0.15公克，相當於吃了100克米飯與1克牛前胸肉(Beef Brisket)。
 
這是因為牛肉細胞的含量很低，細胞可能只是在米飯上形成一層薄薄的薄膜，研究團隊正在研究，透過增加米粒中牛細胞的數量來提高營養成分，尤其是提高脂肪的含量，但由於脂肪細胞生長速度不如肌肉細胞，因此十分挑戰。
 
此外，研究團隊也正嘗試降低牛肉米的價格，以便讓糧食不足的開發中地區使用，研究人員估計，目前生產1公斤牛肉米的售價為2.23美元，與普通米的2.2美元差不多，且遠低於牛肉的14.88美元，碳足跡亦遠低於養殖牛肉。
 
研究人員認為，米是十分安全的食品，不易造成過敏，並含有穀蛋白、葉酸等功能性成分，對骨骼肌的細胞代謝具有關鍵作用。而米粒本身在細胞培養時，可以滋養並促進細胞增生，例如，米粒中的硒可調節氧化還原並參與哺乳動物細胞的細胞週期，此外，米粒的多孔組織以及小顆粒堆積的結構可以提供動物細胞黏附與生長，因此米粒十分適合作為3D細胞支架。
 
近年來，為減少飼養牛隻對環境的影響，尋找替代蛋白質來源或是提高傳統畜牧的生產效率成為顯學，也刺激產學界紛紛開發出鮭魚片到牛絞肉等各種人造肉產品，但是，截至去年，只有美國和新加坡批准販售實驗室培育的肉品。
 
參考資料：https://www.nature.com/articles/d41586-024-00398-w
論文：https://doi.org/10.1016/j.matt.2024.01.015
 
(編譯/李林璦)