3D 打印在食品领域中应用具有诸多优点，例如定制化食品设计、个性化和数字化营养定制、简化食品供应链和拓宽食品原料来源等等。
此前，基于 “人造肉” 技术培育出的大多是非结构化的肉类食物。例如肯德基曾宣布与俄罗斯公司 3D Bioprinting Solutions 合作开发生物打印技术，从而能够利用鸡肉细胞和植物材料 “打印” 鸡肉。通常情况下，利用 3D 打印出的肉类产物仅能够模仿绞肉的味道和质地。想要在 “人造肉” 中模拟出交织的脂肪、肌肉和血管组织，使其在成分和结构上与真正的牛排相似，仍然具有极大的挑战性。和牛作为牛肉市场中价格最贵的牛肉之一，含有大量的肌肉内脂肪，使得该类牛肉具有独特的味道和大理石花纹。日前，日本大阪大学的研究人员借助于 3D 打印技术和干细胞技术，研制出世界第一款 3D 打印和牛肉，尽可能准确地再现了其纹理，并包含了脂肪、肌肉和血管等复杂结构。相关研究报告发表在 Nature Communications 杂志上。（来源：Nature Communications）“使用牛肉的组织结构作为模型，我们开发了新的 3D 打印方法，重现了肌肉纤维、脂肪和血管等复杂结构。” 研究人员称，这项技术可广泛提供养殖肉，更接近于现有产品。在未来，相关技术将允许消费者根据自己口味订购肉制品，比如调整所需要的脂肪和瘦肉比例。研究团队在实验室里使用牛卫星细胞和脂肪干细胞进行 “人造和牛肉” 的培育。在培育出了牛肉组织后，研究人员使用生物打印技术从这些细胞中制造出包括肌肉、脂肪或血管在内的单个纤维，然后将纤维按照组织学结构在三个维度上排列，以再现真正的和牛肉的结构。这一过程使得以可定制的方式重建复杂的肉组织结构成为可能。图丨牛排结构染色结构及构建过程示意图（来源：论文）论文中展示了由三种类型的牛细胞纤维（肌肉、脂肪和血管）组装而成的工程牛排样组织的体外构建。其制备流程主要包括：从牛肉中收集可食用牛卫星细胞（bSCs）和牛脂肪干细胞（bADSCs），随后利用这些细胞进行扩增；肌腱凝胶集成生物打印 (TIP) 的开发，用于制造细胞纤维并随后将其分化为骨骼肌、脂肪和毛细血管纤维；通过模仿实际牛排的组织学结构，将分化的细胞纤维组装起来以构建人造牛排。图丨将纤维肌肉、脂肪和血管组织组装到培养的牛排上（来源：论文）在此过程中，肌腱凝胶集成生物打印 (TIP) 成为了研究人员关注的焦点。该技术主要用于让 “人造肉” 表现出高度仿真的和牛结构。在 bSCs 衍生细胞纤维的培养过程中，抵抗细胞间收缩力对于实现肌肉原纤维高度对齐至关重要。在 TIP 中，基于胶原凝胶的肌腱组织能够在 bSCs 分化过程中承受细胞牵引力，从而获得良好的纤维结构并帮助保持细胞排列、细胞密度、压缩模量和含水量。研究人员认为， TIP 将在未来的肌肉组织工程中展示出强大作用。目前，研究团队所展示出的培养牛排组织体积较小且不能食用。因此在未来的研究中仍需要验证基于 TIP 技术细胞打印的可扩展性和可食用性。不过，研究人员并没有透露这种牛排的最终生产成本，也没有说明该产品需要多长时间才能进入市场。https://www.nature.com/articles/s41467-021-25236-9
