Pesquisadores de Universidade Oceano da China desenvolveram um método escalável para produzir filetes de peixes cultivados em laboratório usando micro-alvo poroso comestível (EPMS) e bioprinting.
Com preocupações crescentes sobre a sobrepesca, as mudanças climáticas e a segurança alimentar, os frutos do mar cultivados estão ganhando atenção como uma alternativa à aquicultura tradicional. Mas aumentar a produção, mantendo a textura, a estrutura e o perfil nutricional intacto, permanece um desafio.
Agora, um estudo publicado em Comunicações da natureza Detalhes como o músculo do peixe e as células adiposas podem ser expandidas com eficiência, estruturadas em um bioink e 3D impressas em filetes que imitam de perto os frutos do mar capturados selvagens.
Os micro-alerta porosos permitem expansão celular de alta densidade
De acordo com a equipe, esta pesquisa se concentrou na otimização de EPMs baseados em gelatina para melhorar a adesão, crescimento e diferenciação celular. Ao introduzir cloreto de sódio (NaCl) durante a reticulação criogênica, os cientistas controlavam a formação de cristais de gelo para o tamanho de poros finos, criando um andaime com a porosidade direita para a cultura de células de alta densidade.
Com esse método, células de satélite muscular (SCS) e células-tronco derivadas de adiposas (ASCs) de grandes croakers amarelos expandidos para densidades de células de 6,25 × 105 e 5,77 × 105/ml de marcação de um aumento de 499 vezes e 461 vezes, respectivamente.
Para testar a escalabilidade, os pesquisadores passaram de frascos giratórios de 125 mililiter para um biorreator de 4 litros, onde ciclos de expansão consecutivos mantiveram a viabilidade celular acima de 80%. O método de digestão da colagenase mostrou -se o mais eficaz para transferir células para micro -alvo frescos, mantendo a distribuição uniforme e impedindo a perda de células.
O sequenciamento de RNA confirmou que essas células expandidas mantiveram sua capacidade de diferenciar, com aumentos notáveis nos genes relacionados ao crescimento muscular, remodelação da matriz extracelular e regulação do ciclo celular.
Uma vez amadurecido, as microtissuras musculares e de gordura foram misturadas em um bioink, que foi extrudado através de um bioprinter 3D comercial para criar filetes de peixes estruturados medindo 100 mm de comprimento e 15 mm de altura. Os filetes impressos tinham texturas em camadas semelhantes ao músculo pure do peixe e desenvolveram uma superfície dourada após o cozimento devido à reação de Maillard.
A análise mostrou que os filetes de peixes impressos retiveram a umidade (~ 70%) e tiveram uma perda de peso de ~ 35%, semelhante aos peixes convencionais. No entanto, propriedades texturais como mastigação e coesão foram um pouco mais baixas, deixando espaço para refinamento na estruturação de alimentos.
Nutricionalmente, os peixes cultivados tinham 8,5 gramas mais proteínas por 100 gramas do que sua contraparte pure, com 68,92% menos gordura e uma redução de 87,93% no colesterol. O perfil de ácidos graxos ômega-3 permaneceu estável, embora o teor de sódio fosse maior, excedendo o dos peixes naturais em 192,7 mg/100 g. Também foi observado um aumento de 51% nos aminoácidos essenciais, enquanto a análise de compostos de sabor destacou as diferenças nos perfis orgânicos voláteis, sugerindo áreas para otimização adicional no sabor e no aroma.
Embora a ampliação proceed sendo um desafio, os pesquisadores estimam que um biorreator de 100 litros poderia produzir cerca de 750 gramas de peixes cultivados por lote, sinalizando o potencial comercial para a expansão celular baseada em EPM.
Embora este estudo demonstre progresso significativo em frutos do mar cultivados estruturados, o alinhamento de fibra de ajuste fino, a composição de bioink e os custos de produção serão essenciais para fazer o mercado de peixes cultivado em laboratório pronto.
Esta pesquisa destaca a viabilidade da produção escalável de peixes cultivados, posicionando a bioprinting e a cultura de células de alta densidade como ferramentas que poderiam remodelar o futuro dos frutos do mar. À medida que a tecnologia avança, os peixes cultivados em laboratório podem em breve oferecer uma alternativa sustentável para atender à demanda international, reduzindo a pressão sobre os ecossistemas marinhos.
3D de impressão peixes em ascensão
Os esforços para melhorar os frutos do mar alternativos estão se expandindo, com empresas explorando abordagens únicas. No ano passado, empresa de tecnologia de alimentos sediada em Viena Revo Meals juntou-se à base belga Paleo para fazer o seu Salmão vegano impresso em 3D Ainda mais realista.
Apoiado por uma doação de € 2,2 milhões da UE Eureka Eurostars O Programa, o projeto de dois anos, iniciado em agosto de 2024, verá Paleo desenvolvendo uma proteína mioglobina especialmente fermentada para melhorar o sabor, a textura e o valor nutricional da alternativa de salmão de Revo Meals. Normalmente encontrado no músculo animal, a mioglobina será recriada sem uso animal para adicionar cor, ferro e aroma. Além disso, a Revo Meals reivindicou que seu processo de impressão 3D reduz o uso da água em 90% e as emissões de CO2 em 75%.
Em 2020, Vish lendáriouma startup fundada por um grupo de estudantes internacionais, estava trabalhando para trazer Alternativas de peixe à base de plantas impressas em 3D para o mercado. A idéia surgiu de um projeto de pesquisa financiado pela UE em 2017, onde a equipe desenvolveu um método baseado em extrusão para criar filetes de salmão estruturados usando bio-tintas baseadas em plantas.
Seu objetivo period oferecer uma alternativa sustentável de frutos do mar em meio a preocupações crescentes sobre a sobrepesca e os danos ambientais. Enquanto buscavam investimentos para dimensionar a produção, eles também exploraram a aprovação regulatória e as possíveis parcerias para se expandir para os mercados escandinavos e europeus.
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A imagem em destaque mostra a) Propriedades dos microtissores celulares baseados em micro-alvo bioinks. O diagrama foi criado usando Biornder. b) A aparência de protótipos de filete de peixe em 3D em 3D, em 3D. Imagem through Ocean College of China.