用于生产细胞生长介质的方法与流程

整体上讲，本公开涉及细胞生长介质或多种细胞生长介质；更具体地，本公开涉及生产细胞生长介质的方法。此外，本公开还涉及用于生产细胞生长介质的系统。

背景技术：

1、人类依赖各种食物来源来满足他们对均衡饮食的需求。典型地，均衡的人类饮食包括适当比例的蛋白、碳水化合物、脂肪、维生素和矿物质。虽然基于动物的食物来源提供了大部分上述营养物，但是它们并不是可持续的解决方案，这是因为饲养动物花费大量的土地、食物和水资源。此外，屠宰饲养的动物以换取仅仅少量的有用产品(诸如动物肉、血清等)，因此形成了畜牧业的不道德方面。此外，在全球范围内，肉类行业是大气二氧化碳(co2)的主要制造者。因此，长期以来一直需要可持续地生产动物蛋白，更具体地说，使用合适的细胞生长介质的细胞培养肉(cell-cultured meat)。值得注意的是，有效培养细胞和最终用于人类消耗的产品的最重要的成本驱动因素是生长介质(包括细胞生长介质和生长补充物)，其可占总成本的高达96％。值得注意的是，细胞生长介质和生长补充物是可持续大规模培养细胞和所得产品的限制因素。

2、传统的生长介质包含从屠宰场的牛胚胎中收获的商购可获得的血清。此外，该解决方案并不能规避与畜牧业相关的伦理和环境问题。此外，这种商购可获得血清补充物价格昂贵，而且不一定是食品级的。因此，确定血清补充物的价廉的食品级替代品是至关重要的。然而，技术挑战之一是配制可持续的无血清细胞培养基。另一挑战是提供一种细胞生长介质，其包括足量的铁和维生素b12，这些通常不存在于基于植物的生长介质中。

3、细胞培养技术的最新进展为鉴定来源于食物蛋白水解的生物活性肽铺平了道路，这些生物活性肽是用作细胞促进剂的潜在化合物(roeseler et al.,2017)。此外，以前已经证实，补充纤维蛋白和糖胺聚糖改善牛原代骨骼肌细胞的细胞生长(et al.,2013)，来自鸡肉副产品的生物活性肽(lima et al.,2019)改善葡萄糖摄取。此外，蛋壳膜是另一种具有抗炎特性的有前景的纤维材料，其含有活性组分(碳水化合物、蛋白和肽)、生长因子和支持细胞生长和存活的酶(ahmed et al.,2017；vuong et al.,2017)。此外，nofima已经表明，来自不同副产品(包括鸡胴体、鳕鱼骨架、蛋壳膜、蛋清粉、猪肉血浆和酵母提取物)的水解产物，都有可能被包含在特制的无血清介质中(andreassen et al.,2020)。

4、在过渡阶段，食品工业的副产品可以用作可持续的无血清生长介质的成分。此外，来源于食物蛋白(例如植物蛋白)水解的生物活性肽已被证明是用作细胞促进剂的潜在化合物(roeasler et al.,2017)。与商购可获得的水解产物相关的一个问题是保持其组成标准化具有挑战性。因此，养殖肉类的长期目标是使用完全来自农业的蛋白来源。

5、因此，鉴于前文的讨论，需要克服与常规细胞生长介质相关的缺点，所述生长介质是可负担得起的，仅包含食品级组分，并且有效促进细胞生长和分化。

技术实现思路

1、本公开寻求提供一种生产细胞生长介质的方法。本公开还寻求提供一种用于生产细胞生长介质的系统。本公开寻求提供使用基于动物或替代性基于植物的细胞生长介质来生产细胞培养肉中现有问题的解决方案。本公开的目的是提供至少部分克服现有技术中遇到的问题的解决方案。

2、一方面，本公开的实施方式提供了一种生产细胞生长介质的方法，所述方法包括：

3、-通过气体发酵培养微生物细胞以获得生物质浆料；

4、-通过使固相与液相分离并去除液相来浓缩所述生物质浆料；

5、-用高压均质化对经浓缩的生物质浆料进行均质化，其中所述微生物细胞至少部分地降解；

6、-通过加入至少一种蛋白酶来处理经均质化的生物质浆料；以及

7、-加热经处理的生物质浆料。

8、在另一方面，本公开的实施方式提供了一种用于生产细胞生长介质的系统，所述系统包括：

9、-生物反应器，用于通过气体发酵培养微生物细胞以获得生物质浆料；

10、-分离器，用于分离生物质的固相和液相；

11、-均质化装置，用于通过高压均质化对所述生物质浆料进行均质化，以使所述微生物细胞至少部分地降解；

12、-反应室，用于通过添加至少一种蛋白酶来处理生物质浆料；和

13、-孵育器，用于加热所述生物质浆料。

14、本公开的实施方式基本上消除或至少部分解决了现有技术中的上述问题，并提供了一种生产源自微生物细胞的细胞生长介质的有效方法。有益的是，上述细胞生长介质是细胞培养中使用的胎牛血清(fbs)的可持续替代物。此外，有益的是，上述细胞生长介质是通过类似发酵的过程产生的富含蛋白的粉末或浆料，在类似发酵的过程中，活的微生物利用电、空气和水来产生蛋白。除了蛋白之外，上述细胞生长介质还天然包含大量的铁、b-维生素、其他相关微量营养素和核酸，它们都作为生长促进因子。此外，上述细胞生长介质完全不涉及农业，并且可以用作培养肉的成分。

15、根据附图和结合所附权利要求描述的说明性实施方式的详细描述，本公开的其他方面、优点、特征和目的将变得明显。

16、应当理解的是，在不脱离由所附权利要求限定的本公开的范围的情况下，本公开的特征易于以各种组合进行组合。

技术特征：

1.一种生产细胞生长介质的方法，所述方法包括：

2.根据权利要求1所述的方法，进一步包括：从经加热的生物质浆料中分离并去除不溶性组分。

3.根据权利要求1或2所述的方法，进一步包括：用热处理孵育经培养的生物质浆料。

4.根据前述权利要求中任一项所述的方法，进一步包括：对经加热的生物质浆料进行干燥。

5.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述至少一种蛋白酶选自风味蛋白酶、碱性蛋白酶、中性蛋白酶、木瓜蛋白酶、胰蛋白酶、胃蛋白酶中的至少一种。

6.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，加热所述生物质浆料在80℃至130℃的温度下进行。

7.根据前述权利要求中任一项所述的方法，进一步包括：在通过加入至少一种蛋白酶来处理所述生物质浆料之前，将所述生物质浆料的ph调节至4.0至10。

8.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，通过加入至少一种蛋白酶来处理所述生物质浆料在30℃至75℃的温度下进行。

9.根据前述权利要求中任一项所述的方法，进一步包括：

10.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，用于通过气体发酵进行培养的进料包含选自co2、ch4、h2、o2、nh3、矿物质中的至少一种。

11.根据权利要求中任一项所述的方法，其中，所述微生物细胞包括经分离的细菌菌株vtt-e-193585或其衍生物。

12.一种用于生产细胞生长介质的系统，所述系统包括：

13.根据权利要求12所述的系统，进一步包括：用于从经加热的生物质浆料中分离不溶性组分的分离器。

14.根据权利要求12或13所述的系统，进一步包括：用于孵育所述生物质浆料的热交换器。

15.根据权利要求12至14中任一项所述的系统，进一步包括：用于对经加热的生物质浆料进行干燥的喷雾干燥器。

16.根据权利要求12至15中任一项所述的系统，其中，所述至少一种蛋白酶选自风味蛋白酶、碱性蛋白酶、中性蛋白酶、木瓜蛋白酶、胰蛋白酶、胃蛋白酶中的至少一种。

17.根据权利要求12至16中任一项所述的系统，其中，用于通过添加至少一种蛋白酶来处理所述生物质浆料的所述反应室中的温度为30℃至75℃。

18.根据权利要求12至17中任一项所述的系统，其中，用于所述生物反应器中的气体发酵的进料包含选自co2、ch4、h2、o2、nh3中的至少一种，至少一种矿物质。

19.根据权利要求12至18中任一项所述的系统，其中，所述微生物细胞包括经分离的细菌菌株vtt-e-193585或其衍生物。

20.一种通过根据权利要求1至11中任一项所述的方法获得的细胞生长介质。

技术总结
公开了一种生产细胞生长介质的方法。方法包括：通过气体发酵培养微生物细胞以获得生物质浆料；通过使固相与液相分离并去除液相来浓缩生物质浆料；用高压均质化来对经浓缩的生物质浆料进行均质化，其中微生物细胞至少部分地降解；通过加入至少一种蛋白酶来处理经均质化的生物质浆料；以及加热经处理的生物质浆料。

技术研发人员：迪莱克·厄西里-库拉,帕斯·瓦伊尼卡,尤哈-佩卡·皮特卡宁,锡塞尔·罗宁,西里什·乌布舍特,妮娜·索尔伯格,莱内·奥弗比,卡廷卡·丹克尔
受保护的技术使用者：太阳食物有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/16