【技術實現步驟摘要】
本專利技術屬于細胞培養肉，尤其涉及一種以魚膠/魚膠原蛋白為基底的細胞培養肉用可食用微載體及制備方法。
技術介紹
1、細胞培育肉是通過組織工程技術生產的肉類類似物，其制備主要分為四步：首先是動物原代細胞的分離；然后將這些細胞在生物反應器中擴增以產生大量的細胞團；接著為了創建肌肉樣的組織結構，將這些細胞團在支架上培養，使其分化為肌肉組織；最后通過食品化加工等步驟對肌肉組織進一步加工，以更好地模仿傳統肉類的風味、質地和營養價值。其中利用生物反應器擴增細胞得到細胞團作為核心步驟，較大程度影響著細胞培育肉的生產效率以及成本。細胞在生物反應器中的擴增方式為三維細胞培養，而三維細胞培養離不開載體的使用。微載體由于其比表面積高、適用于動態培養體系等優點，是生物反應器中細胞擴增過程所使用的細胞載體首選。
2、微載體主要是直徑為200-300微米的微球，其合成方法大多使用乳液法。具體流程是首先將一定濃度的原料水溶液與疏水溶劑按照一定比例混合，加入乳化劑和交聯劑，經過一定時間反應后得到w/o型乳液(油包水型乳液)；隨后通過一定的相分離方法(俗稱破乳)將水相物質從乳液體系中分離，通過后處理得到微載體產物。根據現有技術資料，微載體合成原料主要包括合成高分子材料(聚丙烯、聚苯乙烯、聚乳酸等)和天然高分子材料(多糖、多肽、天然纖維、植物蛋白等)。其中合成高分子材料由于其不可食用性不適用于細胞培養肉用微載體的制備，而天然高分子材料中的一些可食用性物質諸如殼聚糖、明膠、植物蛋白等已經應用于可食用性微載體的制備。
3、也有微載體的合成方法使
4、但目前在微載體制備過程中的原料篩選上有明顯缺陷。一是對于多糖類物質(殼聚糖、葡聚糖等)，其大多數在水溶液中的溶解度偏低，有些糖類溶解的甚至需要加入其它物質所謂輔助，例如殼聚糖一般需要在0.1～0.2m的乙酸溶液中才能溶解，而且即使溶解，其最終的質量分數僅僅為1％～2％。多糖溶解度較低的情況必然會帶來如下缺陷：1.微載體的產量難以提升；2.原料水溶液濃度降低有可能會導致最后形成的微載體顆粒存在中空結構，后期凍干過程會對微載體顆粒結構造成損害；3.乙酸等助溶劑的加入對微載體的細胞相容性和食品安全性有較大影響。
5、二是對于目前微載體制備中使用較多的明膠類原料，雖然其具有較好的細胞相容性和可食用性，在水中溶解度也較大，但是明膠材料溶脹現象較為明顯，導致其在液體培養基中使用時容易變形。若想使明膠微載體不發生溶脹，則要在制備時提高明膠分子之間的交聯度，使用更多的交聯劑，而交聯劑用量的增加必然會帶來食品安全風險。
6、三是對于植物蛋白類物質(絲素蛋白、谷物蛋白等)，其分子結構中的活性官能團(氨基、羥基等)數量較少，若要達到一定的結構強度也必須使用大量的交聯劑，因此也增加細胞培養肉的食品安全風險。
7、另外，在使用傳統乳液法制備微載體的過程中，由于需要使原料水溶液分散在油相溶劑中，因此乳化劑的使用必不可少。目前常用的乳化劑有司盤60，司盤80等，其用量在整個乳液體積的1％左右。雖然乳化劑的用量相比其它物質較少，但是容易吸附于微載體表面，不能通過后期的洗滌完全去除，因此極容易殘留。目前大多數食品乳化劑被認為是安全的，但依然有部分人群攝入后會出現惡心、嘔吐和腹部疼痛等癥狀。此外，長期攝入乳化劑可能會對心血管造成刺激，增加患高血脂、糖尿病等疾病的風險。因此，乳化劑的使用有極大可能引起細胞培養肉的食品安全風險。
技術實現思路
1、為了解決以上技術問題，本專利技術提供一種以魚膠/魚膠原蛋白為基底的細胞培養肉用可食用微載體及制備方法，食用安全，該微載體不僅能夠在極大程度上避免因乳化劑使用所引起的細胞培養肉食品安全風險，而且制備過程簡單，原料易得。
2、解決以上技術問題的本專利技術中的一種以魚膠/魚膠原蛋白為基底的細胞培養肉用可食用微載體的制備方法，包括以下步驟：
3、(1)將魚膠/魚膠原蛋白溶解在水中配置成魚膠水溶液，加入油相溶劑混合均勻；其中，魚膠水溶液與油相溶劑的體積比為0.2/1～0.5/1；
4、(2)加入乳化劑司盤60或司盤80，用機械攪拌進行乳化；
5、(3)在機械攪拌的條件下將交聯劑溶液緩慢滴加入乳液體系；其中，交聯劑為聚賴氨酸水溶液，所述聚賴氨酸水溶液質量分數為0.1～0.3；
6、聚賴氨酸水溶液質量分數在0.1～0.3的范圍內可以保證魚膠分子鏈之間交聯的較為充分，低于0.1會導致交聯不充分，造成最終微載體顆粒物理結構不穩定；高于0.3會造成一定浪費，增加沒有必要的制備成本。
7、(4)在磁力攪拌的條件下將乳液加入相分離液中進行低溫相分離，待相分離完全后，再減壓抽濾得冰凍的乳液粒子；低溫溫度為-20℃～-80℃；
8、(5)將冰凍的乳液粒子放入凍干機，冷凍干燥后即得微載體顆粒。
9、魚膠的本質是一種組成復雜的蛋白質，其分子結構中包含大量的親水官能團(氨基、羥基、羧基、巰基等)和疏水官能團(甲基、乙基、異丁基、芐基等)，因此魚膠具有較強的兩親性，能夠在微量乳化劑存在甚至無乳化劑的條件下較好的分散在油相溶劑中形成均一乳液。
10、優化方案中，步驟(1)中所述魚膠/魚膠原蛋白水溶液的質量分數為20％～50％。
11、進一步，步驟(2)中所述乳化劑占油相溶劑的體積分數為1‰～2‰。
12、所述步驟(2)中機械攪拌時的溫度為30℃，攪拌時間為40min，攪拌轉速為600rpm。
13、進一步，步驟(3)中緩慢滴加的速率＜5ml/min，滴加交聯劑時的攪拌速率為600rpm。
14、進一步，步驟(4)中乳液加入相分離液中的速度＜5ml/s，相分離液的溫度為-20-80oc，相分離完全的時間為5～10min。
15、所述磁力攪拌的轉速為1000rpm；減壓抽濾的濾紙孔徑＜50μm。
16、所述步驟(4)中相分離劑為正己烷、正戊烷和異戊烷中一種或幾種。
17、進一步，步驟(5)中冷凍干燥的溫度≤-40℃，真空度≤5pa，凍干時間為24-48h。
18、所述步驟(2)中由不加入乳化劑，直接在機械攪拌轉速下進行乳化操作的步驟替換。
19、所述不加入乳化劑的步驟(2)中攪拌溫度為30～40℃，攪拌時間為50～60min，攪拌轉速為600rpm。
20、專利技術中以魚膠/魚膠原蛋白為基底的細胞培養肉用可食用微載體制備方法制備的載體。
21、所述油本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.一種以魚膠/魚膠原蛋白為基底的細胞培養肉用可食用微載體的制備方法，其特征在于：包括以下步驟：
2.根據權利要求1中所述的一種以魚膠/魚膠原蛋白為基底的細胞培養肉用可食用微載體的制備方法，其特征在于：所述步驟(1)中魚膠/魚膠原蛋白水溶液的質量分數為20％～50％。根據權利要求1中所述的一種以魚膠/魚膠原蛋白為基底的細胞培養肉用可食用微載體的制備方法，其特征在于：所述步驟(2)中乳化劑占油相溶劑的體積分數為1‰～2‰。
3.根據權利要求1中所述的一種以魚膠/魚膠原蛋白為基底的細胞培養肉用可食用微載體的制備方法，其特征在于：所述機械攪拌時的溫度為30℃，攪拌時間為40min，攪拌轉速為600rpm。
4.根據權利要求1中所述的一種以魚膠/魚膠原蛋白為基底的細胞培養肉用可食用微載體的制備方法，其特征在于：步驟(3)中緩慢滴加的速率＜5mL/min，滴加交聯劑時的攪拌速率為600rpm。
5.根據權利要求1中所述的一種以魚膠/魚膠原蛋白為基底的細胞培養肉用可食用微載體的制備方法，其特征在于：步驟(4)中乳液加入相分離液中的速度＜5mL/
6.根據權利要求1中所述的一種以魚膠/魚膠原蛋白為基底的細胞培養肉用可食用微載體的制備方法，其特征在于：所述磁力攪拌的轉速為1000rpm；減壓抽濾的濾紙孔徑＜50μm。
7.根據權利要求1中所述的一種以魚膠/魚膠原蛋白為基底的細胞培養肉用可食用微載體的制備方法，其特征在于：所述步驟(4)中相分離劑為正己烷、正戊烷和異戊烷中一種或幾種。
8.根據權利要求1中所述的一種以魚膠/魚膠原蛋白為基底的細胞培養肉用可食用微載體的制備方法，其特征在于：所述步驟(2)中由不加入乳化劑，直接在機械攪拌轉速下進行乳化操作的步驟替換。
9.根據權利要求8中所述的一種以魚膠/魚膠原蛋白為基底的細胞培養肉用可食用微載體的制備方法，其特征在于：所述不加入乳化劑的步驟(2)中攪拌溫度為30～40℃，攪拌時間為50～60min，攪拌轉速為600rpm。
10.一種以魚膠/魚膠原蛋白為基底的細胞培養肉用可食用微載體制備方法制備的載體。
...【技術特征摘要】
1.一種以魚膠/魚膠原蛋白為基底的細胞培養肉用可食用微載體的制備方法，其特征在于：包括以下步驟：
2.根據權利要求1中所述的一種以魚膠/魚膠原蛋白為基底的細胞培養肉用可食用微載體的制備方法，其特征在于：所述步驟(1)中魚膠/魚膠原蛋白水溶液的質量分數為20％～50％。根據權利要求1中所述的一種以魚膠/魚膠原蛋白為基底的細胞培養肉用可食用微載體的制備方法，其特征在于：所述步驟(2)中乳化劑占油相溶劑的體積分數為1‰～2‰。
3.根據權利要求1中所述的一種以魚膠/魚膠原蛋白為基底的細胞培養肉用可食用微載體的制備方法，其特征在于：所述機械攪拌時的溫度為30℃，攪拌時間為40min，攪拌轉速為600rpm。
4.根據權利要求1中所述的一種以魚膠/魚膠原蛋白為基底的細胞培養肉用可食用微載體的制備方法，其特征在于：步驟(3)中緩慢滴加的速率＜5ml/min，滴加交聯劑時的攪拌速率為600rpm。
5.根據權利要求1中所述的一種以魚膠/魚膠原蛋白為基底的細胞培養肉用可食用微載體的制備方法，其特征在于：步驟(...
【專利技術屬性】
技術研發人員：王守偉，祁宇，郭翔，楊峰，胡海娟，唐鐸，劉屹森，趙鵬飛，李石磊，李瑩瑩，劉文婷，李暢，郭晨，任文佳，時宏霞，李雨軒，梁小娟，付周，
申請(專利權)人：中國肉類食品綜合研究中心，
類型：發明
國別省市：
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