Een team van door de Tufts University geleide onderzoekers die de ontwikkeling van kweekvlees onderzochten, ontdekte dat de toevoeging van het ijzerdragende eiwit myoglobine de groei verbetert, textuur en kleur van runderspier die is gegroeid uit cellen in kweek. Deze ontwikkeling is een stap in de richting van het uiteindelijke doel om vlees uit dierlijke dierlijke cellen te kweken voor menselijke consumptie.

De onderzoekers ontdekten dat myoglobine de proliferatie en metabolische activiteit van satellietcellen van runderspieren verhoogde. Toevoeging van ofwel myoglobine of hemoglobine leidde ook tot een kleurverandering die meer vergelijkbaar was met die van rundvlees. De resultaten, vandaag gepubliceerd in FOODS, wijzen op mogelijke voordelen van het toevoegen van heemeiwitten aan celmedia om de kleur en textuur van celgekweekt vlees te verbeteren.

"Smaak, kleur, en textuur zullen van cruciaal belang zijn voor de acceptatie door de consument van kweekvlees, " zei David Kaplan, Stern Family Professor of Engineering aan de Tufts University School of Engineering en corresponderende auteur van de studie. "Als het ons doel is om iets te maken dat lijkt op een biefstuk, we moeten de juiste omstandigheden vinden om cellen te laten groeien die de vorming van natuurlijke spieren nabootsen. De toevoeging van myoglobine lijkt nog een belangrijke toevoeging aan het recept te zijn die ons dichter bij dat doel brengt, " voegde Kaplan toe, voorzitter van de afdeling Biomedische Technologie en een programma-faculteitslid aan de Sackler School of Graduate Biomedical Sciences in Tufts.

De grondgedachte voor het ontwikkelen van kweekvlees (ook wel 'laboratoriumvlees' genoemd, 'cellulaire landbouw' of 'celgebaseerd vlees') is het potentieel om de hoeveelheid middelen die nodig zijn voor de vleesproductie te verminderen, en de ecologische voetafdruk aanzienlijk verkleinen ten opzichte van de veehouderij. De veehouderij wordt in verband gebracht met de uitstoot van broeikasgassen, problemen met antibioticaresistentie, zorgen over dierenwelzijn, en landgebruikskwesties, zoals het kappen van de Amazone-regenwouden. Het vermogen om kweekvlees te kweken in een bioreactor, zoals bij weefseltechnologie, zou deze problemen mogelijk kunnen verlichten. Echter, er moet nog veel worden gedaan om de cellen te laten groeien op een manier die de textuur repliceert, kleur en smaak van natuurlijk verkregen vlees.

Plantaardige vleesvervangers zoals de Impossible Burger bevatten heemeiwitten uit soja, waardoor het product qua uiterlijk en smaak meer vleesachtig wordt. Het door Tufts geleide onderzoeksteam veronderstelde dat het toevoegen van heem-eiwitten aan vleescelkweek niet alleen een soortgelijk effect zou kunnen hebben, maar ook de groei van spiercellen zou kunnen verbeteren die de heem-eiwitten nodig hebben om te gedijen.

Myoglobine is een natuurlijk bestanddeel van spieren, en hemoglobine wordt gevonden in het bloed. Als heemeiwitten, beide dragen ijzeratomen die verantwoordelijk zijn voor de natuurlijke bloedige, licht 'metallic' smaak van rundvlees. De onderzoekers ontdekten dat het toevoegen van hemoglobine of myoglobine de kleur van de biokunstmatige spier verandert in een roodbruine, vleesachtige tint. Myoglobine, echter, was veel beter voor het bevorderen van celproliferatie en differentiatie van de BSC's tot rijpe spiercellen, en beter in het helpen van de cellen om vezels te vormen en een rijke vleesachtige kleur toe te voegen.

"We wisten dat myoglobine een belangrijke rol speelt bij spiergroei, omdat het een van de meest voorkomende eiwitten in spiercellen is", zei de eerste auteur van de studie Robin Simsa, een industriële Ph.D. student uit Europa die de studies uitvoerde tijdens zijn fellowship-verblijf aan de Tufts University School of Engineering. "Het is mogelijk dat myoglobine zuurstof naar de mitochondriën van de cel brengt, hun energie een boost geven en hen helpen zich te vermenigvuldigen. Meer dan alleen een ingrediënt voor kleur, ijzergehalte en potentieel smaak, myoglobine zou ook een belangrijk element kunnen zijn in de opgeschaalde productie van celgebaseerd vlees om de celopbrengst te verhogen."