Opbygning af stivelsesrygrad til laboratoriedyrket kød ved hjælp af lego-stykker

En ny teknik til at spinde stivelsesfibre ved hjælp af lego-stykker kan have fremtidige anvendelser til laboratoriedyrket "rent" kød, ifølge et hold af fødevareforskere fra Penn State og University of Alabama.

"Der er stor interesse for naturlige fibre, " sagde Gregory Ziegler, professor og leder af kandidatstudier, Institut for Fødevarevidenskab i Penn State. "Stivelse er en af ​​de billigste naturlige fibre derude. Ingen havde været i stand til at elektrospinde rene stivelsesfibre før. Men vi fandt ud af en måde at gøre det på ved hjælp af denne våde elektrospinningsteknik."

For at fremstille fine stivelsesfibre ved hjælp af elektrospinning, elektricitet påføres en stivelsesopløsning, når den dispenseres fra en dyse. Det elektriske felt, der dannes mellem dysen og en roterende opsamlingstromle, trækker stivelsen til lange tråde. Ved våd elektrospinning, tromlen nedsænkes i et bad med alkohol og vand for at hjælpe med at størkne fibrene.

I en undersøgelse for nylig offentliggjort i Fødevarehydrokolloider , forskerne byggede en billig elektrospinningsenhed delvist ved hjælp af det populære børnelegetøj Lego.

"Grunden til, at vi valgte Lego er, at vi kommer til at have vand og ethanol derinde, og vi ønsker ikke, at enheden skal være ledende, " sagde Ziegler. "Plastikken var perfekt."

Ved at ændre tromlens rotationshastighed og mængden af ​​ethanol i elektrospinningsbadet, forskerne optimerede fiberjusteringen i stivelsesmåtterne. De fandt også ud af, at måtter med bedre afstemte fibre var stærkere end måtter med et krydskrydset array.

Stivelsesfibermåtter har potentielle biomedicinske og fødevareanvendelser, herunder til laboratoriedyrket "dyrket" kød. Det er rapporteret, at dyrket kød bruger mindre jord, vand og antibiotika at producere sammenlignet med traditionel landbrugspraksis, og ifølge Ziegler, der er stigende interesse for sådant kød.

At dyrke kød, animalske muskelceller dyrkes i en næringsrig bouillon. Hvis der ikke ydes strukturel støtte, cellerne vokser uden organisation og ligner hakket oksekød. Det er mere udfordrende at dyrke et steak-lignende produkt, fordi muskelcellerne skal vokse på et stillads af passende størrelse og justering for at danne den karakteristiske tekstur, forbrugerne forventer af en filet mignon eller T-bone.

Nu, naturlige stivelsesfibermåtter kunne udgøre stilladser til dyrkning af kødceller.

"Vi har været i stand til at justere vores stilladser, der kunne vokse justerede muskelceller, " sagde Ziegler. "Mange stilladser, der er blevet sat derude til biomedicinske applikationer, har syntetiske plastfibre. Hvem vil spise plastik, ret? Selvom det er biologisk nedbrydeligt, folk vil ikke have plastik i deres kød. Her har vi stivelse, og det kommer bare fra majs. Tanken er, at vi kunne lave et pænt spiseligt rent stillads til vores rene kød."

Ziegler siger, at det næste skridt er at teste, om muskelceller vil vokse på stivelsesmåtterne, og om de udvikler sig på linje med fibrene.

Forskerne udforsker måder at fremstille stivelsesfibre i specifikke mønstre ved hjælp af 3-D-printteknologi. De planlægger også at opskalere deres udstyr til at producere større mængder af fibrene.

Dette papir blev oprindeligt udgivet i december 2018 forud for tryk i maj 2019-udgaven af Fødevarehydrokolloider .