एमी रोवत के नेतृत्व में, जिनके पास यूसीएलए के मार्सी एच। रोथमैन प्रेसिडेंशियल चेयर ऑफ फूड स्टडीज हैं, शोधकर्ताओं ने अनुकूलित संरचनाओं और बनावट के साथ माइक्रोकैरियर्स नामक खाद्य कणों का आविष्कार किया है जो पूर्ववर्ती मांसपेशियों की कोशिकाओं को तेजी से बढ़ने और मांसपेशियों जैसे ऊतकों को बनाने में मदद करते हैं। खाद्य माइक्रोकैरियर उपभोक्ताओं को अपील करने वाली बनावट के साथ सुसंस्कृत मांस का उत्पादन करने के लिए आवश्यक व्यय, समय और अपशिष्ट को कम कर सकते हैं। परिणाम जर्नल में प्रकाशित होते हैं
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एकीकृत जीव विज्ञान और शरीर विज्ञान के एक सहयोगी प्रोफेसर रोवत ने कहा, “जानवर कोशिकाएं जिन्हें मांस के समान ऊतक बनाने के लिए मजबूर किया जा सकता है, महामारी से लेकर प्राकृतिक आपदाओं तक के खतरों के कारण खाद्य असुरक्षा का सामना करने वाली दुनिया को प्रोटीन स्रोत प्रदान कर सकता है।” यूसीएलए कॉलेज।
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क्या संवर्धित मांस व्यावसायिक रूप से उपलब्ध है?
“सुसंस्कृत मांस उत्पाद अभी तक अमेरिका में बाजार में नहीं हैं और बड़े पैमाने पर उत्पादन को सक्षम करने की रणनीतियां अभी भी उभर रही हैं।”
सुसंस्कृत मांस के बड़े पैमाने पर उत्पादन में कई चुनौतियों को पार करना शामिल होगा। वर्तमान तरीके एक सुसंस्कृत स्टेक का उत्पादन कर सकते हैं जो टी-हड्डी की संरचना की नकल करता है, लेकिन खाद्य उत्पादन के लिए आवश्यक मात्रा में नहीं।
सुसंस्कृत मांस का उत्पादन कैसे किया जाता है?
एक जानवर के शरीर में, भोजन के रूप में सबसे अधिक खाए जाने वाली मांसपेशियों की कोशिकाएं बाह्य कोशिकीय मैट्रिक्स नामक संरचना पर विकसित होती हैं, जो परिपक्व ऊतक के आकार को निर्धारित करती है। बाह्य मैट्रिक्स को बदलने के लिए कोलेजन, सोया प्रोटीन या किसी अन्य सामग्री से बने मचानों का उपयोग करके पशु ऊतक को प्रयोगशाला में उगाया जा सकता है। स्टेक या चॉप जैसे पूरे ऊतकों का उत्पादन करने के लिए आवश्यक यह प्रक्रिया श्रमसाध्य है और इसमें सप्ताह लगते हैं, जिससे औद्योगिक उत्पादन के लिए इसे बढ़ाना मुश्किल हो जाता है। एक किलोग्राम, या 2.2 पाउंड, सुसंस्कृत मांस का उत्पादन करने में लगभग 100 बिलियन मांसपेशी कोशिकाओं की आवश्यकता होती है।
बड़ी मात्रा में सुसंस्कृत मांस को तेज गति से उगाने में बायोरिएक्टर नामक कंटेनर में कोशिकाओं का पेस्ट या घोल बनाना शामिल है। दुर्भाग्य से, एक कठोर सब्सट्रेट के बिना, इस तरह से उगाए गए मांस में मांसपेशियों जैसी संरचना का अभाव होता है और इसलिए, बनावट और स्थिरता, जो लोग खाने के अभ्यस्त होते हैं।
वर्तमान प्रकार के माइक्रोकैरियर्स का उपयोग कोशिकाओं को संलग्न करने के लिए और निलंबन-विकसित ऊतकों को व्यवस्थित करने के लिए एक मचान प्रदान करने के लिए किया जा सकता है, लेकिन वे अखाद्य हैं और उपभोग से पहले मांस से हटा दिए जाने चाहिए।
यूसीएलए के माइक्रोकैरियर्स को सुसंस्कृत मांस के साथ खाया जा सकता है जिससे वे बढ़ने में मदद करते हैं। रोवत ने कहा कि मांसपेशियों के ऊतकों के विकास में तेजी लाने और मांस बनावट को अनुकूलित करने के लिए माइक्रोकैरियर्स की संरचना और बनावट को ट्यून किया जा सकता है। खाद्य माइक्रोकैरियर्स ने गोजातीय मांसपेशियों की कोशिकाओं के विकास का भी समर्थन किया और गोमांस का उत्पादन किया जो पकाए जाने पर अच्छी तरह से भूरा हो गया।
रोवत और उनकी यूसीएलए प्रयोगशाला के छात्रों और पोस्टडॉक्टरल विद्वानों सैम नॉरिस, स्टेफ़नी कावेकी, एश्टन डेविस और कैथलीन चेन ने खाद्य कणों का उत्पादन करने के लिए स्थापित पानी में तेल इमल्शन तकनीकों को अनुकूलित किया। उन्होंने जिलेटिन और ट्रांसग्लुटामिनेज सहित खाद्य सामग्री का इस्तेमाल किया, एक एंजाइम जो मांस में स्वाभाविक रूप से होता है और कई खाद्य उत्पादों में बाध्यकारी एजेंट के रूप में उपयोग के लिए बैक्टीरिया द्वारा बड़े पैमाने पर उत्पादित होता है। इससे उन्हें अलग-अलग कठोरता के माइक्रोकैरियर बनाने और जिलेटिन को स्थिर करने में मदद मिली। सेल लगाव और वृद्धि के लिए माइक्रोकैरियर सतह बनावट को अनुकूलित करने के लिए, उन्होंने कणों पर खांचे को उभारने का एक तरीका तैयार किया।
समूह ने प्रारंभिक परीक्षण चलाने के लिए माउस अग्रदूत मांसपेशी कोशिकाओं के साथ माइक्रोकैरियर्स को वरीयता दी। उन्होंने उभरा हुआ माइक्रोकैरियर्स की तुलना चिकनी सतह वाले लोगों से की। एक नियंत्रण के रूप में, उन्होंने विकास माध्यम के एक अलग फ्लास्क में एक ही प्रकार की कोशिकाओं के साथ पारंपरिक अखाद्य माइक्रोकैरियर्स को बीज दिया। आठ दिनों के बाद कोशिकाओं ने छोटे-छोटे गुच्छों का निर्माण किया था। उभरे हुए और चिकने माइक्रोकैरियर्स पर गुच्छों के आकार में कोई महत्वपूर्ण अंतर नहीं था, हालांकि उभरा हुआ वाहकों पर कोशिकाओं में शुरू में तेजी से वृद्धि हुई थी।
रोवत के डॉक्टरेट छात्रों में से एक, अध्ययन के सह-लेखक कावेकी ने कहा, “हम ग्रोव्ड माइक्रोकैरियर्स पर सुसंस्कृत मांसपेशियों की कोशिकाओं के तेज विकास की प्रवृत्ति को देखकर उत्साहित थे।” “किसी भी समय सेल कल्चर के समय में कमी से सुसंस्कृत मांस उत्पादन की लागत में काफी कमी आ सकती है, खासकर जब इन प्रक्रियाओं को बड़े पैमाने पर लाया जाता है।”
खाद्य माइक्रोकैरियर्स पर उगाए गए ऊतक की आंतरिक संरचना अखाद्य वाहकों की तुलना में प्राकृतिक मांसपेशी ऊतक की तरह दिखती है, यह सुझाव देती है कि खाद्य माइक्रोकैरियर्स ने अधिक प्राकृतिक विकास को प्रोत्साहित किया। नॉरिस, जो एक पोस्टडॉक्टोरल विद्वान हैं, यह जानकर आश्चर्यचकित हुए कि कोशिकाओं और माइक्रोकैरियर्स ने सहज रूप से सूक्ष्म ऊतकों को बनाने के लिए संयुक्त किया जिसमें मायोट्यूब की एक महत्वपूर्ण मात्रा होती है, जो मांसपेशी फाइबर के अग्रदूत होते हैं।
इसके बाद, उन्होंने गोजातीय कोशिकाओं के साथ ताजा खाद्य माइक्रोकैरियर्स बोए और इसी तरह के परिणाम प्राप्त किए।
“तथ्य यह है कि हम एक उत्तेजित बायोरिएक्टर में बड़ी मात्रा में प्रोटीन युक्त मांसपेशियों के ऊतकों को विकसित कर सकते हैं, सच्चे सुसंस्कृत मांस के उत्पादन को बढ़ाने में एक बड़ा कदम है,” नॉरिस ने कहा।
ऊतकों को काटने के लिए, एक अपकेंद्रित्र ने कोशिका के गुच्छों को विकास माध्यम से अलग कर दिया। विकास माध्यम के निशान को हटाने के लिए उन्हें दो सेंटीमीटर या लगभग 3/4 इंच व्यास में संकुचित किया गया था, और जैतून के तेल के साथ एक फ्राइंग पैन में पकाया गया था। पकी हुई पैटी में खुरदरी, भूरी सतह की बनावट और एक छोटे हैमबर्गर पैटी की समग्र उपस्थिति थी।
शोधकर्ताओं ने कहा कि माइक्रोकैरियर निर्माण प्रक्रिया का उपयोग बड़ी मात्रा में मांस का उत्पादन जल्दी और सस्ते में किया जा सकता है। माइक्रोकैरियर कठोरता और बनावट में हेरफेर करके विभिन्न बनावट के मांस का उत्पादन किया जा सकता है।
खाने योग्य माइक्रोकैरियर्स को जिलेटिन के साथ नहीं बनाया जाना चाहिए। रोवत ने कहा कि अगर-अगर या पशु-मुक्त जिलेटिन जैसे पौधों पर आधारित जैल का इस्तेमाल किया जा सकता है।
स्रोत: यूरेकलर्ट
