Gluten, ein Weizenprotein, unterstützt die Entwicklung von Muskel- und Fettschichten, um die Textur und Zusammensetzung von echtem Fleisch nachzuahmen, was die Hoffnung weckt, dass die Fleischproduktion im Labor mit zunehmender Weltbevölkerung zu einer nachhaltigen Alternative zu herkömmlichem Fleisch wird. Da die Weltbevölkerung wächst, bietet im Labor gezüchtetes Fleisch, das aus im Labor gezüchteten tierischen Muskel- und Fettzellen besteht, eine vielversprechende Lösung, um den wachsenden Proteinbedarf zu decken.
Darüber hinaus können kostengünstige Pflanzenproteine als Basis für diese Zellkulturen dienen. Kürzlich in ACS Biomaterials Science & Engineering veröffentlichte Ergebnisse zeigen, dass das nicht allergene Weizenprotein Gluten erfolgreich quergestreifte Muskelschichten und abgeflachte Fettschichten wachsen lassen kann, die in Kombination eine fleischähnliche Textur erzeugen.
Um im Labor gezüchtetes Fleisch zu produzieren, benötigen kultivierte Zellen eine Matrix oder ein Gerüst, an dem sie haften können. Pflanzliche Proteine sind essbar, reichlich vorhanden und günstig, was sie zu attraktiven Kandidaten für Gerüste macht. Frühere Untersuchungen haben gezeigt, dass Pflanzenfilme aus Glutenproteinen erfolgreiche Substrate für die Kultivierung boviner Skelettmuskelzellen sind.
Damit diese Technik jedoch einen vielversprechenden Fleischersatz herstellen kann, müssen Muskelzellen gut ausgerichtete Fasern bilden, die der Textur von echtem Gewebe ähneln. Darüber hinaus muss Fett in die dreidimensionale Struktur eingearbeitet werden, um die Zusammensetzung traditioneller Fleischprodukte nachzubilden. Um Gluten zu nutzen, ein Protein im Gluten, auf das Menschen mit Zöliakie oder Glutenempfindlichkeit oft nicht reagieren, wollten Yao Yao, John Yuan, Chunmei Li, David Kaplan und Kollegen damit pflanzliche Filme entwickeln, um strukturierte Muskelzellen und Fettschichten wachsen zu lassen.
Die Forscher isolierten Gluten aus Weizengluten und bildeten Filme mit flachen und geriffelten Mustern. Anschließend legten sie Mauszellen, die sich zu Skelettmuskeln entwickelten, auf einem Proteinsubstrat ab und kultivierten den mit Zellen bedeckten Film zwei Wochen lang. Zellen wachsen und vermehren sich auf der Flachmembran und der Rückenmarksmembran. Wie erwartet zeigten die Glutenfilme eine schlechtere Leistung als Zellen, die auf einem Kontrollfilm aus Gelatine gewachsen waren, aber sie waren ausreichend.
Die Forscher sagen, dass weitere Verbesserungen bei der Befestigung von Zellen an pflanzlichen Filmen erforderlich sind, um das Wachstum auf tierischen Biomaterialien anzunähern. Während der zweiten Kulturwoche bildeten die Zellen auf dem gemusterten Film lange, parallele Bündel, die die Faserstruktur tierischer Muskeln nachahmten.
In einem anderen Experiment wurden Mäusezellen, die Fettgewebe produzieren, auf flache Glutenfilme aufgebracht. Während der Kultur entwickeln die Zellen während der Proliferation und Differenzierung sichtbare Lipid- und Kollagenablagerungen.
An essbaren Glutenfolien befestigte Schichten aus kultiviertem Fleisch und Fett können gestapelt werden, um ein dreidimensionales fleischähnliches alternatives Protein zu erzeugen. Da die Glutenmaterialbasis das Wachstum strukturierter tierischer Muskel- und Fettschichten unterstützt, könnte sie zur Herstellung realistischerer Kulturfleischprodukte verwendet werden, sagen die Forscher.
Zusammengestellte Quelle: ScitechDaily