Hiện nay, các nhà nghiên cứu tại trường Kỹ thuật và Khoa học Ứng dụng John A. Paulson trực thuộc Đại học Havard (SEAS) đã nuôi cấy thành công các tế bào cơ thịt thỏ và thịt bò trên nền gelatin ăn được mô phỏng cấu trúc và kết cấu của thịt nhằm chứng minh thịt thật có thể được sản xuất mà không cần giết mổ.
Thịt nuôi cấy trong phòng thí nghiệm có tiềm năng tạo một cuộc cách mạng trong ngành sản xuất thực phẩm, cung cấp giải pháp thay thế bền vững và nhân đạo hơn cho quy trình sản xuất thịt quy mô lớn. Tuy nhiên, việc đưa thịt từ đĩa petri của phòng thí nghiệm đến đĩa thức ăn hàng ngày vẫn đòi hỏi phải giải quyết một số vấn đề lớn, chẳng hạn như sản xuất số lượng lớn và cải thiện hương vị sao cho giống như thịt thật.
Các sợi gelatin được sản xuất bằng phương pháp dệt phun sợi quay chìm – kỹ thuật dệt sợi lấy cảm hứng từ việc làm kẹo bông. Những sợi này sẽ làm phần nền để phát triển các tế bào bên trong, tương tự như chất 'keo' ngoại bào trong mô cơ tự nhiên giúp liên kết và cấu thành cấu trúc mô. Ảnh cung cấp bởi Đại học Harvard.
Giáo sư Kit Parker, tác giả nghiên cứu bắt đầu hành trình nghiên cứu thực phẩm sau khi làm giám khảo một cuộc thi nấu ăn trên kênh Food Network và có ấn tượng sâu sắc với kiến thức khoa học chuyên môn của các đầu bếp. Sau quá trình thảo luận, ông bắt đầu hứng thú với việc ứng dụng các kiến thức y học tái tạo vào việc thiết kế thực phẩm tổng hợp.
Ảnh chụp bằng kính hiển vi điện tử các sợi gelatin (hình trên) và cơ xương thỏ tự nhiên (hình dưới), cho thấy lớp nền gelatin và cơ xương có đường kính sợi và kết cấu tương tự nhau. Ảnh cung cấp bởi Đại học Havard.
Thịt động vật chủ yếu bao gồm cơ xương (và mô mỡ) mọc thành các sợi dài, mỏng như trong thớ thịt bò bít tết hoặc khi xé thịt lợn hoặc thịt gà. Việc tái tạo các sợi này là một trong những thách thức lớn nhất trong sản xuất thịt sinh học. Theo Luke Macqueen, tác giả nghiên cứu đầu tiên, nghiên cứu sinh sau tiến sĩ tại Viện Wyss về Kỹ thuật sinh học, để phát triển các mô cơ giống như thịt, cần phải có một phần nền ăn được cho phép tế bào cơ bám vào và phát triển trong không gian ba chiều. Lúc này, thách thức đặt ra là làm sao để sản xuất số lượng lớn các “nền” này để ứng dụng trong sản xuất thực phẩm.
Các nhà nghiên cứu đã sử dụng kỹ thuật dệt phun sợi quay chìm (iRIS - immersion Rotary Jet-Spinning), sử dụng lực ly tâm để quay các sợi nano dài có hình dạng và kích cỡ cụ thể. Nhóm nghiên cứu đã dệt các sợi gelatin ăn được để tạo nên cho các tế bào đang phát triển. Các sợi này mô phỏng ma trận ngoại bào của mô cơ tự nhiên – đóng vai trò như keo dán liên kết và cấu thành kết cấu các mô. Các mô thịt thỏ và thịt bò được chọn để nuôi cấy trên lớp nền này và phát triển thành các cấu trúc dài, mảnh tương tự như thịt thật.
Sau đó, thử nghiệm cơ học được thực hiện để để so sánh kết cấu của thịt được nuôi trong phòng thí nghiệm với thịt thỏ thật, thịt xông khói, thăn bò, thịt dăm bông Parma và các sản phẩm thịt khác. Kết quả cho thấy, mặc dù có cấu trúc tương đương với thịt nuôi cấy, thịt tự nhiên vẫn phát triển được và chứa nhiều sợi cơ hơn. Do đó, sự phát triển của tế bào cơ và mỡ trong ống nghiệm vẫn là một thách thức lớn và đòi hỏi sự kết hợp của nhiều yếu tố, bao gồm các nguồn tế bào gốc tiên tiến, công thức nuôi cấy không huyết thanh, lớp nền ăn được cũng như những tiến bộ trong phương pháp nuôi cấy sinh học.
Tuy nhiên, kết quả nghiên cứu vẫn cho thấy nuôi cấy thịt sinh học toàn phần là hoàn toàn có tiềm năng. Nghiên cứu được đăng tải trên chuyên mục Khoa học Thực phẩm, tạp chí Nature.
Nguồn: https://phys.org/news/2019-10-lab-grown-meat-muscle-cells-edible.html