[发明专利]一种物理交联制备细胞培养肉生物支架的方法

说明书

本发明涉及生物材料和食品领域，特别是涉及一种物理交联制备细胞培养肉生物支架的方法，物理交联方法使生物支架材料内部通过物理力结合从而形成生物支架，所述物理交联方法包括以下步骤：1)将支架材料定型并干燥；2)将干燥后的支架材料蒸汽交联。本发明采用物理交联方法制备可食用蛋白或多糖支架以支持动物细胞培养，生产过程中未使用化学交联试剂，未使用ECM蛋白等涂层，同时细胞在支架上增殖良好。本方法的物理交联步骤可与灭菌步骤合二为一，操作步骤简单，成本低廉，且适用于各种形态的支架制备。

技术领域

本发明涉及生物材料和食品领域，特别是涉及一种物理交联制备细胞培养肉生物支架的方法。

背景技术

由于肉类消费增长、环境恶化、动物福利问题、人类营养、食品安全和其他因素，需要开发替代蛋白质。细胞培养肉是一种新兴技术，也被称为体外肉、培养肉、清洁肉或实验室培养肉，是通过体外培养细胞而不是通过收获动物组织来生产的。培养肉商业化的一个重大挑战是大规模生产，这包括：(1)细胞系开发；(2)无血清培养基开发；(3)生物反应器设计；(4)支架开发。支架生物材料作为支持网络，使细胞附着，并促进氧气和营养物质运输到厚组织。此外，支架可以指导细胞的增殖、分化和对齐。理想情况下，用于养殖肉类的支架材料应该易于消化，食用安全且美味。此外，细胞肉支架还需要满足特定的口味、质地、热稳定性和营养要求，并能大规模、低成本地供应。

目前，报道用于细胞培育肉的支架生产方式有采用浸入式旋转喷射纺丝技术制备了纤维明胶支架，再现了天然肉制品的一些结构和机械特性，但此方法只适用于含有大量明胶成分的支架，在支架配方上具有限制。大豆组织蛋白(TSP)支架最近被用来支持牛骨骼肌细胞的生长和分化，其中纤维蛋白原在细胞播种期间用于改善细胞粘附。由植物蛋白和天然多糖组成的支架通常需要包覆细胞外基质(ECM)蛋白(如胶原蛋白、层粘连蛋白、玻璃蛋白)或带正电荷的聚合物(如多赖氨酸和多鸟氨酸)来改善细胞粘附。虽然动物ECM蛋白支持细胞粘附和增殖，但在养殖肉类支架的生产中需要避免它们，因为它们需要牲畜来生产，在一定程度上否定了非动物蛋白丰富来源产品的好处。

在组织工程和再生医学中，许多支架都是由合成高分子材料组成，以保证机械强度。交联剂在生产过程中经常需要保持性能，常见的交联剂包括1-乙基-3-(3-二甲胺丙基)碳二亚胺/n-羟基琥珀酰亚胺(EDC/NHS)和戊二醛。然而，这些化学品不具有普遍认可的食品安全性，因此它们不能用于食品生产。对于细胞培养肉生产来说，生产支架需要避免使用化学交联剂或添加剂，因为这些交联剂会影响味道、质量和健康。因此，培养肉生产支架需要选择符合食品安全的交联剂或交联方法。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种物理交联制备细胞培养肉生物支架的方法，用于解决现有技术中的问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种细胞培养肉生物支架的制备方法，所述制备方法包括使用物理交联方法使生物支架材料内部通过物理力结合形成生物支架。

在一种实施方式中，所述物理交联方法包括以下步骤：

1)将支架材料定型并干燥；

2)将干燥后的支架材料蒸汽交联。

所述生物支架材料内部通过物理力结合为通过氢键结合。

本发明还提供所述制备方法获得的细胞培养肉生物支架。

本发明还提供一种细胞培养肉，所述细胞培养肉包括所述细胞培养肉生物支架与附着在其上的细胞。

如上所述，本发明的物理交联制备细胞培养肉生物支架的方法，具有以下有益效果：采用一种新的方法制备可食用蛋白或多糖支架以支持动物细胞培养。生产过程中未使用化学交联试剂，未使用ECM蛋白等涂层，但细胞在支架上增殖良好。本方法采用水退火方法物理交联支架，既在高温水蒸气条件下引入氢键交联的方式稳定支架，又与支架制备的高温高压蒸汽灭菌步骤相结合，操作步骤简单，成本低廉，且适用于各种形态的支架制备。