培养肉被视为未来可持续蛋白生产的重要方向，但要真正接近传统肉类，难点已不只是“把肌肉细胞培养出来”，还在于能否重建真实肉类中肌肉与脂肪协同存在的组织结构。尤其是肌内脂肪形成的“雪花纹”，直接关系到肉的嫩度、多汁性、风味以及脂溶性维生素和必需脂肪酸等营养特征。因此，如何在同一培养体系中同时实现肌肉形成和脂质沉积，已成为结构化培养肉研发的关键问题。
目前，研究者常通过生物组装、3D成型或生物打印，将分别培养的肌肉和脂肪组织组合起来。但相比后期“拼装”，肌细胞与脂肪细胞直接共培养更有望形成接近天然肉类的微观组织结构。问题在于，两类细胞对培养基和基质环境的需求并不相同，传统脂肪诱导体系中的地塞米松等成分还可能抑制肌肉分化，使“同时长肌肉、长脂肪”面临技术矛盾。
为此，该研究团队将目光投向n-3长链多不饱和脂肪酸——二十碳五烯酸（EPA）。既往研究表明，EPA参与脂质调控，同时能够促进肌肉蛋白合成、减少肌肉蛋白分解，因此可能成为连接肌肉形成与脂质沉积的新型诱导因子。与此同时，团队采用食品级κ-卡拉胶与魔芋葡甘聚糖构建可食用CK水凝胶，为两类细胞提供三维生长环境。在此基础上，本研究进一步探索EPA介导的肌肉—脂肪共分化策略，构建脂肪含量可调的厘米级培养肉，并从质构和营养等食品科学指标评价最终的培养“雪花猪肉”，为结构化培养肉的肌脂协同构建提供新的技术思路。
成果介绍
♦ 在传统猪肉中，肌内脂肪形成的“雪花纹”不仅影响视觉品质，更与肉的嫩度、多汁性和风味密切相关。然而，对于培养肉而言，让肌肉和脂肪在同一体系中协同生长并不容易：肌细胞和脂肪细胞所需的分化环境存在差异，传统脂肪生成诱导体系中的地塞米松等成分还可能抑制肌肉分化。
♦ 近日，浙江大学单体中教授团队在《Journal of Advanced Research》发表研究，提出一种基于二十碳五烯酸（EPA）的肌肉—脂肪共分化策略，并结合可食用水凝胶支架，构建具有肌肉和脂肪共存特征的培养“雪花猪肉”原型。
♦ 研究首先以食品级κ-卡拉胶和魔芋葡甘聚糖（KGM）构建CK复合水凝胶。该支架具有互联多孔结构，可为细胞提供三维生长空间。其中，κ-卡拉胶与KGM质量比为4∶6的1% CK水凝胶杨氏模量约为13.6 kPa，接近天然骨骼肌细胞外基质8～17 kPa的力学范围。实验表明，该支架既能支持肌母细胞增殖并形成成熟肌管，也能支持脂肪细胞分化和脂质积累，为同时“长肌肉”和“长脂肪”奠定基础。
♦ 真正的关键在于如何实现二者共分化。研究人员将猪肌肉卫星细胞（pMuSCs）与猪成纤维-脂肪祖细胞（pFAPs）共同培养。结果发现，采用含IBMX、地塞米松和胰岛素等成分的传统脂肪诱导方案，虽然能够促进脂肪形成，却明显抑制肌肉分化，MyoG、MyHC等肌源性标志物表达下降。
♦ 为解决这一矛盾，团队尝试使用100 μM EPA促进脂质沉积。在二维共培养体系中，相较于仅采用马血清诱导的对照组，EPA使细胞内甘油三酯（TG）和总胆固醇（TC）分别提高约4.06倍和1.63倍；与此同时，肌管更加长而致密，MyHC和Desmin表达分别提高约1.88倍和1.42倍。进一步在三维CK水凝胶体系中验证发现，EPA同样能够提高脂质积累，同时较好地维持肌肉分化和肌管成熟。
♦ 值得关注的是，EPA促进脂质积累并未伴随所有经典脂肪生成标志基因显著增强。因此作者推测，这一作用可能不仅源于传统脂肪细胞分化程序，还可能涉及脂肪酸运输、利用及细胞内脂质代谢调控，其具体机制仍需进一步研究。
♦ 最终，研究团队获得了厘米尺度的肌肉—脂肪复合培养肉。质构分析显示，与无细胞水凝胶相比，细胞培养明显改善了支架的硬度、咀嚼性、弹性等特征；EPA诱导培养肉的部分质构指标与实验所用市售五花肉较为接近。营养分析显示，每100 g湿重EPA培养肉约含4.56 g蛋白质和8.10 g脂肪，其中脂肪含量较马血清对照组提高约125%。
♦ 不过，这距离真正的猪肉仍有明显差距。目前培养肉的蛋白质和脂肪绝对含量均低于市售猪肉，而且论文用于比较的五花肉主要是肌肉与层状脂肪结构，并不能完全等同于天然肌内脂肪形成的“大理石纹”。研究人员也指出，未来仍需提高细胞生物量和组织成熟度，进一步优化脂肪空间分布，并系统评价氨基酸组成、脂肪酸谱、生物利用度及长期稳定性。
♦ 总体来看，这项研究的突破在于：利用可食用CK水凝胶构建三维培养环境，并用EPA在促进脂质沉积的同时减少传统脂肪诱导体系对肌肉形成的不利影响。这为未来开发脂肪含量可调、质构更接近真实肉类，甚至脂肪酸组成能够定制的新一代结构化培养肉提供了新的技术路径。
