中国海洋大学自然通信: 魚の切り身の生産を拡大する新しい 3D プリント方法

2025年2月23日、アンタークティックベアは、中国海洋大学食品科学工学部の研究者が、食用多孔質マイクロキャリア（EPM）とバイオプリンティング技術を使用して、実験室で培養された魚の切り身を生産するスケーラブルな方法を開発したことを知りました。
関連研究は、Nature Communications誌に「養殖魚の切り身の3Dプリント用食用マクロ多孔性マイクロキャリアを使用した筋肉および脂肪細胞を含む微小組織のスケーラブルな生産」と題する論文として掲載されました。

論文リンク: https://www.nature.com/articles/s41467-025-57015-1
乱獲、気候変動、食品の安全性に対する懸念が高まる中、養殖魚介類は伝統的な水産養殖の代替として注目を集めています。しかし、食感、構造、栄養価を維持しながら生産量を拡大することは依然として課題です。
中国海洋大学の研究結果では、魚の筋肉と脂肪細胞を効果的に増殖させ、バイオインクを準備し、それを3Dプリントして野生の魚介類に極めて似た魚の切り身を作る方法が詳しく述べられている。
△ BioRender を使用して作成されたマイクロキャリアベースの細胞微小組織バイオインクの特性。 b: 刺身や調理済みの魚の切り身用に 3D プリントされた養殖魚の切り身のプロトタイプの外観。画像提供：中国海洋大学。
多孔質マイクロキャリアにより高密度細胞増殖が可能に<br /> 研究チームによると、新しいアプローチは、ゼラチンベースのEPMを最適化して細胞の接着、成長、分化を改善することに重点を置いています。科学者たちは、低温架橋プロセス中に塩化ナトリウム（NaCl）を導入することで、氷結晶の形成を制御して孔のサイズを微調整し、高密度細胞培養に適した多孔性を備えた足場を作り出した。
△ NaClで氷結晶の成長を制御し、EPMの細孔サイズを制御。新しい方法を使用して、大型キグチの筋肉衛星細胞（SC）と脂肪幹細胞（ASC）は、それぞれ6.25×105個/ mLと5.77×105個/ mLの密度まで増殖し、499倍と461倍に増加しました。
スケーラビリティをテストするために、研究者らは 125 mL スピナーフラスコから 4 L バイオリアクターに切り替え、連続的な増殖サイクルによって細胞生存率を 80% 以上に保ちました。コラーゲナーゼ消化は、細胞を新鮮なマイクロキャリアに移し、細胞の均一な分布を維持し、細胞の損失を防ぐ最も効果的な方法であることが示されました。
RNA 配列解析により、これらの増殖した細胞は分化能力を保持し、筋肉の成長、細胞外マトリックスのリモデリング、細胞周期の調節に関連する遺伝子が大幅に増加していることが確認されました。
成熟後、筋肉と脂肪の微小組織をバイオインクに混ぜ、市販の 3D バイオプリンターで押し出して、長さ 100 mm、高さ 15 mm の構造化された魚の切り身を形成しました。プリントされた魚の切り身は、天然の魚肉に似た層状の食感があり、調理後はメイラード反応により表面が茶色に変わります。
分析の結果、印刷された魚の切り身は水分（約 70%）を保持し、従来の魚と同様に重量が約 35% 減少していることがわかりました。しかし、噛みごたえや粘りなどの食感特性は若干低く、食品構造に改善の余地がありました。
栄養学的観点から見ると、養殖魚には天然魚に比べて 100 グラムあたり 8.5 グラム多くのタンパク質が含まれており、脂肪は 68.92% 少なく、コレステロールは 87.93% 少なくなっています。オメガ3脂肪酸含有量は安定していましたが、ナトリウム含有量は100gあたり192.7mgと、天然の魚よりも高くなっていました。必須アミノ酸も 51% 増加していることが観察され、風味化合物の分析では揮発性有機化合物含有量の違いが明らかになり、味と香りをさらに最適化する余地があることが示されました。
スケールアップは依然として課題だが、研究者らは、100リットルのバイオリアクターで1バッチあたり約750グラムの養殖魚を生産できると見積もっており、EPMベースの細胞増殖には商業的可能性があると示唆している。
この研究は構造化された養殖魚介類に向けた大きな進歩を示すものであるが、研究室で育てられた魚が市場に出るには、繊維の配列、バイオインクの組成、生産コストを微調整することが鍵となるだろう。
この研究は、スケーラブルな養殖魚生産の実現可能性を強調し、バイオプリンティングと高密度細胞培養を魚介類の未来を一変させる可能性のあるツールとして位置付けています。技術が進歩するにつれ、研究室で育てられた魚は、海洋生態系への圧力を軽減しながら世界的な需要を満たす持続可能な代替手段になるかもしれません。
3Dプリントされた魚の餌が人気上昇中<br /> 代替シーフードを改良する取り組みが拡大しており、各企業は独自のアプローチを模索している。昨年、ウィーンの食品テクノロジー企業RevoFoodsはベルギーのPaleoと提携し、3Dプリントされたビーガンサーモンをよりリアルに仕上げた。
△RevoFoods 3Dプリントサーモンフィレ。写真提供：Revo Foods。
EUのEureka Eurostarsプログラムから220万ユーロの資金提供を受け、2024年8月に開始されるこの2年間のプロジェクトでは、Paleoが特別に発酵させたミオグロビンを開発し、Revo Foodsのサーモン代替品の味、食感、栄養価を高めることを目指します。ミオグロビンは通常、動物の筋肉に含まれており、動物を使わずに新たに合成して、色、鉄、香りを加えることができます。これに加えて、Revo Foods は、3D プリントプロセスにより、水の使用量を 90%、CO2 排出量を 75% 削減できると主張しています。
2020年当時、留学生のグループによって設立されたスタートアップ企業であるLegendary Vishは、3Dプリントされた植物由来の魚の代替品を市場に投入する取り組みを行っていました。このアイデアは、2017年にEUが資金提供した研究プロジェクトから生まれたもので、研究チームは植物由来のバイオインクを使用して構造化されたサーモンの切り身を作成するための押し出しベースの方法を開発した。
彼らの目標は、乱獲と環境破壊に対する懸念が高まる中、持続可能なシーフードの代替品を提供することです。生産規模拡大のための投資を模索する一方で、スカンジナビアやヨーロッパの市場への進出に向けて規制当局の承認や潜在的な提携も模索している。

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