人造肉，又稱為細胞培養肉或實驗室培養肉，是一種通過體外培養，從肌肉細胞生長出來的肉類代替品，它基本具備真實肉類的口感，且可以在保證營養的同時進行大規模生產，生產過程也較傳統畜牧業更為綠色環保，是極具潛力的發展方向。
在進行體外細胞培養時，研究人員常將細胞放置在一種特殊的支架上供它生長、遷移和附著，模擬自然的細胞成長環境，方便營養物和代謝物的運輸。此類支架常用靜電場電流體噴射3D打印技術（EHDP）制作，然而，該技術能夠使用的墨水大多無法食用，因此不適用于打印細胞肉的培養支架，找到可食用的3D打印墨水便成為研究人員面臨的一大挑戰。
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（圖片說明：動物肌肉細胞在3D打印支架上生長成人造肉）
針對以上問題，來自西交利物浦大學智能工程學院的孫捷教授和新加坡國立大學、新加坡國立大學蘇州研究院的學者首次從大麥和黑麥面粉中提取了植物蛋白，調配出適用于EHDP技術的谷物醇溶液蛋白墨水，并打印出了完全可食用的細胞培養支架。這種墨水是從谷物殼之類的食物廢料中提煉而來的，不但價格便宜，且打印出的支架可以被肌肉細胞完全吸收，無需再用其他步驟去除，十分方便。
（圖片說明：使用3D打印技術打印出的細胞培養支架）
在本次研究中，他們培養了豬肉和小鼠肉。據孫教授介紹，過去食品打印的典型方法是把營養物質放在一種類似針管的容器中，擠壓成型后進行加熱。
“而現在走向了體外培養的方法，我們將動物的肌肉細胞放置在3D打印出來的植物蛋白支架上培養，讓它隨著支架的結構生長，并使用甜菜為長出的肉片上色，使其兼備色澤與口感。通過這種方法去實現大規模繁殖細胞肉，是一個顛覆性的想法，用食物廢料中的營養成分打印支架不但對資源進行了再利用，且提升了廢料的價值，而生產細胞肉本身也可以緩解畜牧業帶給環境的壓力。”孫教授表示。
“然而，植物蛋白導電性質復雜，用它做支架能否保證穩定性，并且它的強度不如其他墨水材料，能否支持細胞生長，這些問題都是我們重點關注解決的難點。”
“培養細胞肉時，我們希望肉絲能夠平均分布生長，這樣口感也會更好，因此植物蛋白支架雖然強度沒有其他材料的那么高，但卻非常適合我們這項研究。我們對于墨水成分也做了大量優化，保證了它的穩定性。”孫教授解釋道。
（圖片說明：未使用甜菜色素處理和使用后的人造肉的模擬外觀）
孫教授表示，他們希望通過打印的技術以及墨水的進步來促進支架大規模的制造，加速人造肉生產的商業化。
“人造肉成本較高的一大原因是肌肉細胞的營養液，目前，大部分的營養液都是用動物的血清蛋白，最常見的是牛的血清蛋白，未來如果能找到適合的植物提取物來供給細胞營養，那將很大程度降低人造肉的成本，創造商業化機會。”孫教授總結道。
有關該技術的論文“3D-Printed Prolamin Scaffolds for Cell-based Meat Culture”被收錄于國際權威期刊《先進材料》，影響因子32。(記者：金畫恬 編輯：張蔚)
