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从专利角度看“人造肉”的发展

时间:70-01-01 08:00 来源:

迩来,“人造肉”备受关注。此前汉堡王在美国推出了一款“人造肉”汉堡Impossible Whopper,据报道称其口感近似牛肉、外不雅逼真,价格比真肉汉堡还要贵1美元。紧接着,Beyond Meat 公司在美国纳斯达克上市,股价在当天收盘时上涨163%,成为“人造肉第一股”。

着实,“人造肉”并非新事物,它早在一百年前就已存在。简单地说,“人造肉”便是肉的模拟物,分为两类:一类是植物肉,以大年夜豆蛋白为主料经纤维化后制成;另一类是动物肉,也叫培植肉,是使用动物体内分离获得的干细胞进行培养,引诱细胞分解增殖获得的肌肉类似物。

“人造肉”的需要身分

不少食物龙头企业加入了“人造肉”财产的大年夜营,吃“人造肉”是否有需要呢?事实是,跟着肉食比例的持续上升,举世畜牧业大年夜力扩大,大年夜量资本被占用,包括举世70%的农业用地,60%的粮食,1/4的淡水……而动物排放的二氧化碳是导致举世温室效应的主要缘故原由之一,据申报,它们的排放量占举世排放量的近一半。养殖动物分泌物的迫害也不容小觑,抗生素、激素等的应用使得它们不能被贸然回田。而红肉的过多食用将给人们带来潜在的康健风险。“人造肉”是办理上述问题的手段之一,其质料为植物蛋白或动物细胞,既节能减排、康健环保,产量也高。据报道,使用细胞培养制作“人造肉”,一小块肌肉组织就能培植出1万公斤牛肉。按照45%-50%的净宰率来谋略,1万公斤牛肉便是40头牛的产肉量。这将大年夜大年夜减小地球的情况压力和对动物的杀戮。

“人造肉”的成长起源

早在1916年英国人格雷弗就提出使用蛋白临盆肉替代物(公开号:GB191503699A),而美国人波耶在1953年供给了新规划:以脱脂蛋白粉如大年夜豆粕为质料,将其分散在碱液中形成胶体溶液,然后用喷丝器喷丝,颠末酸的盐溶液淋洗,使丝凝固,再颠末调味、成型制得(公开号:GB699692A)。这颠覆了之前将蛋白粉加水、捏团、切丝、粘合成型的简单做法。然则,因为采纳脱脂质料,且颠末酸、碱处置惩罚,是以该措施存在资源高、营养丧掉较大年夜、肉口感差等毛病。1985年,长春市工程食物钻研所提交了“植物蛋白纤维丝机”实用新型专利申请,实现了以纯机器的措施直接加工全脂大年夜豆粉成纤维丝;随后又提交了“全脂大年夜豆素肉制造措施”的发现专利申请,办理了以全脂大年夜豆临盆“人造肉”难以组织化的问题,避免了酸、碱的应用,改良了产品的口感和外不雅。

使用细胞体外培养来制作“人造肉”的构思最早可追溯到上世纪30年代,温斯顿·丘吉尔提出:“经由过程在相宜的介质平分手培养鸡胸或鸡翅,就不用养整鸡,却能吃鸡胸和同党了。”颠末近60年的成长,干细胞技巧、细胞体外培养技巧和组织工程学的成长使得这一设法主见徐徐成为现实。

1997年4月,KOBAYASHI发现了一项装配,其包括能够支撑细胞和球形颗粒的基体、流动系统、轮回系统和过滤系统,以血液和其他营养因素培养肌肉细胞得到可替代肉的蛋白质(公开号:JPH10276772A)。同年12月, 美国人艾伦、 库顿、沃斯特霍夫合营提交了工业化临盆培植肉的发现专利申请(公开号:WO9931222A1),经由过程使用肌肉细胞、干细胞等进行体外培养,引诱细胞在三维基体中发展增殖,出现三维布局,然后制成“人造肉”。

“人造肉”的邪术变身

植物肉也好,培植肉也好,它们终归不能带来真实肉感。是以,若何逼真地模拟真肉的质构、外不雅、喷鼻味是取得市场认可的关键所在。早在20世纪70年代,科学家们就想到采纳加入由动物血液、亚硝酸盐和抗坏血酸组成的着色剂对“人造肉”着色,经由过程血液付与“人造肉”真实的肉色和味道。然而,血液的应用存在安然隐患,且资源较高。近年,科学家们发清楚明了与动物血红蛋白同源性极高的大年夜豆血红蛋白。Impossible Foods 公司以此提出将大年夜豆血红蛋白加入“人造肉”中以模拟肉的味道、颜色(公开号:WO2013010042A1),并经由过程重组技巧得到了可渗出含有血红素多肽的芽孢杆菌重组细胞(公开号:US2017342131A1)、可编码大年夜豆血红蛋白的毕赤酵母(公开号:US2018371469A1),办理了大年夜豆血红蛋白难以大年夜量合成的问题,使得“人造肉”更为逼真。

为了真实显示肉的纹理,美国马斯公司经由过程调剂植物肉的蛋白质含量,节制挤出孔的横截面积、挤出温度和压力,使得产品形成了类似瘦肉的外不雅(公开号为:WO2008151381A1)。3D打印技巧的异军突起也使得“人造肉”在仿照肉的形状上得以更为逼真。

同时,美国“人造肉”创业公司Beyond Meat公司也不甘示弱,其经由过程在植物蛋白仿肉食物中增添主要由油脂、凝胶、喷鼻味分子、调味剂、脂肪酸等组成的试剂开释体系,使得此中的喷鼻味分子、调味剂、脂肪酸等得以迟钝开释,从而达到模拟食品烹饪时的嘶嘶声和喷鼻味的效果(公开号:WO2017070303A1)。

针对培植肉的口感问题,VEIN提出在引诱细胞在三维基体上增殖时使其裸露于电流或震荡中,得到口感更靠近真肉的产品(公开号:US2005010965A1)。2013年,马克·波斯特使用相似的技巧制作出了天下上第一只在实验室培养出的汉堡包,成为人造牛肉第一人。

美国Modern Meadow公司则使用3D打印来制作“人造肉”:在可食用的微载体上培养大年夜量的肌肉细胞以形成细胞微载体,微载体上包孕水凝胶和多肽,将细胞微载体作为特殊的“生物墨水”,经3D打印机打印出具有期望尺寸和外不雅的“人造肉”(公开号:US2015079238A1)。

“人造肉”的未来前景

虽然“人造肉”有优越的技巧根基,但在走向大年夜众餐桌的路上依然艰苦重重。“人造肉”大年夜规模市场化的主要制约身分包括:1.临盆资源过于高昂,今朝培植肉的临盆资源在几十万元阁下;2.食品给人的感到是错综繁杂的,今朝的“人造肉”产品在形状上、营养上均能达到和真肉基真相同,然而,对付影响食用体验的繁杂口感尚难以较好地模拟;3.各个地区饮食文化差异较大年夜,大年夜众吸收度难以猜测;4.细胞培养制作“人造肉”可能会带来新的公共安然问题。只管争议重重,“人造肉”为我们的肉类破费市场供给了一种不一样的选择,或许它会改变未来。(朱 晓)

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