原花青素和三聚磷酸钠交联提升可食性细胞培养肉支架性能

• Published in: 农业工程学报 Vol. 40; no. 24; pp. 283 - 293
• Main Authors: 刘泓, 段瑞培, 齐立伟, 张鸿儒, 郭玉杰, 张春晖
• Format: Journal Article
• Language: Chinese
• Published: 中国农业科学院农产品加工研究所,农业农村部农产品加工综合性重点实验室,北京 100193 2024
• Subjects: 原花青素; 胶原蛋白; chitosan; 壳聚糖; 交联机制; proanthocyanidins; crosslinking mechanism; 三聚磷酸钠; collagen; cell culture meat scaffold; sodium tripolyphosphate; 细胞培养肉支架
• ISSN: 1002-6819
• DOI: 10.11975/j.issn.1002-6819.202406166

TS251.1; 交联对于提升胶原蛋白基可食性细胞培养肉(cell cultured meat,CCM)支架性能至关重要.为探究交联剂原花青素(proanthocyanidins,PA)及三聚磷酸钠(sodium tripolyphosphate,TPP)及不同交联方式对可食性CCM支架性能精准可控的提升作用,制备了牛骨胶原蛋白(bovine bone collagen,BBC)/壳聚糖(chitosan,CS)自交联原纤维凝胶,通过PA、TPP及PA+TPP进一步交联获得BBC/CS支架样品(B/C/P、B/C/T、B/C/PT);并分别进行了样品交联前后的分子结构、理化特性和生物相容性的对比研究.结果表明:交联改善支架的结构且不影响BBC三螺旋分子结构的完整性,而B/C/P交联程度和结构有序性更高.交联后的B/C/P(98.3％,136 μm)、B/C/PT(96.5％,175 μm)和B/C/T(94.8％,203 μm)显示更高的孔隙率,但孔径更小.交联改善了 BBC/CS支架的热稳定性,但并未发现支架在更大温度范围内的热稳定性明显增强.同时,交联后的BBC/CS支架样品表现出性能提升,包括更低的溶散度,更高的交联度、溶胀率/保水率、酶抗性、机械强度及生物相容性.PA和TPP的潜在交联作用机制可能分别主要依靠其大量的羟基与BBC产生的氢键交联作用和其磷酸根与CS的氨基产生的离子交联作用,因而3种不同的交联方式(PA、TPP、PA+TPP)可基于不同作用机制,以不同成本、不同程度的精准提升BBC/CS支架性能.因此,在不同类型的可食性CCM支架生产实践中可基于支架的具体性能要求、生产成本及交联效率等因素,综合考虑采用适当的交联方式实现精准控制.研究结果可为基于PA和TPP交联构建性质和成本优良可控的可食性CCM支架提供参考.