Ujian Organoleptik: Metrik Utama untuk Daging Ternak

Q: How is the juiciness of cultivated meat made similar to traditional meat?

Cultivated meat matches the juiciness of traditional meat by blending muscle and fat cells within specially crafted scaffolds. These scaffolds, often created from materials like gelatin or alginate, are designed to hold moisture and replicate the familiar texture of animal meat. By adjusting factors like stiffness and water retention, these scaffolds recreate the delicate fat-water balance found in conventional meat. This careful design ensures that moisture release, tenderness, and mouthfeel closely resemble the experience of eating traditional meat.

Q: What are flavour-switchable scaffolds, and how do they enhance cultivated meat?

Flavour-switchable scaffolds are cutting-edge biomaterials crafted to support cell growth while enhancing the sensory appeal of cultivated meat. These scaffolds are made using a gelatin-based hydrogel infused with temperature-responsive flavour compounds (SFCs) . Here's how it works: during the cell-culture phase, the scaffold remains inactive, ensuring it doesn't interfere with tissue development. But once heated to typical cooking temperatures, it releases aromatic compounds that emulate the rich, meaty flavours of traditional meat. This method ensures the scaffold supports cell growth without compromising on taste. The result? A delicious flavour boost during cooking that mirrors the aromas and taste of conventional meat. These scaffolds are instrumental in enhancing the taste and aroma profile of cultivated meat, making it more appealing to consumers. For those involved in research and development, materials like specialised hydrogels and SFCs are available through Cellbase , a top B2B marketplace for cultivated meat supplies.

Q: Why might cultivated meat be more tender than traditional meat?

Cultivated meat stands out for its ability to achieve a level of tenderness that’s hard to match with traditional farming. This is largely due to the precise control over factors like cell differentiation and scaffold stiffness during its production. These controls ensure that muscle fibres are evenly aligned and contain minimal connective tissue, resulting in a softer and more tender texture. By fine-tuning these conditions, cultivated meat consistently offers a texture that traditional methods struggle to replicate.

Ujian organoleptik adalah kritikal untuk daging yang diternak bagi meniru kualiti deria daging konvensional. Metrik utama termasuk:

Kelembapan: Diukur menggunakan Kromatografi Gas-Spektrometri Jisim (GC-MS) dan ujian kehilangan kelembapan semasa memasak. Cabaran termasuk meniru kandungan lemak dan pengekalan kelembapan.
Kelembutan: Dinilai dengan Analisis Profil Tekstur (TPA) dan Daya Gunting Warner-Bratzler (WBSF). Daging yang diternak menunjukkan potensi dalam mencapai tekstur yang lebih lembut.
Rasa dan Tekstur di Mulut: Dianalisis melalui reologi dan kekakuan scaffold. Produk semasa kekurangan kerumitan berserat potongan keseluruhan.
Rasa dan Aroma: Teknik seperti GC-MS dan hidung elektronik mengenal pasti sebatian utama, seperti yang dari tindak balas Maillard, untuk meniru rasa daging.

Walaupun daging yang ditanam menghadapi kesukaran dengan kelembapan dan kerumitan rasa, kemajuan dalam sistem ko-kultur dan perancah penambah rasa sedang merapatkan jurang dengan daging konvensional.

Metrik Organoleptik Utama untuk Daging yang Ditanam

Kelembapan: Kaedah Pengukuran dan Penemuan

Menggandakan kelembapan daging konvensional dalam alternatif yang ditanam telah terbukti sukar. Penyelidik sedang menangani ini dengan mengkultur bersama adiposit (sel lemak) dengan sel otot atau menghasilkan "blok lemak" berasingan yang kaya dengan lipid. Pendekatan ini bertujuan untuk meningkatkan pengekalan kelembapan dan meningkatkan profil rasa berminyak yang menyumbang kepada kelembapan ^[1]^[9].

Untuk mengukur kelembapan, Gas Chromatography-Mass Spectrometry (GC-MS) biasanya digunakan.Kaedah ini mengenal pasti sebatian mudah meruap seperti nonanal dan 2-ethyl-1-hexanol, yang merupakan kunci kepada rasa "berlemak" dan persepsi kejuiciness ^[1]^[3]. Pendekatan lain melibatkan memasak sampel daging pada suhu dalaman tertentu - 65°C, 70°C, dan 75°C - dan mengukur kehilangan kelembapan semasa proses ^[5]. Penyelidik mendapati bahawa peningkatan adipogenesis bukan sahaja meningkatkan pengekalan kelembapan tetapi juga menghasilkan sebatian mudah meruap yang meniru aroma daging lembu panggang ^[1].

Kemajuan dalam penyelidikan kejuiciness ini membuka jalan untuk meneroka kualiti tekstur penting lain, seperti kelembutan.

Kelembutan: Penilaian dan Penanda Aras

Selepas kejuiciness, kelembutan menonjol sebagai faktor penting dalam menentukan kualiti daging yang ditanam. Dua kaedah utama digunakan untuk menilai kelembutan: Analisis Profil Tekstur (TPA) dan Warner-Bratzler Shear Force (WBSF).

TPA mensimulasikan proses mengunyah melalui ujian mampatan berganda, mengukur aspek seperti kekerasan, kekenyalan, kekompakan, kekenyalan, dan ketahanan ^[2].
WBSF menggunakan bilah berlekuk V untuk menentukan daya yang diperlukan untuk menggunting sampel daging ^[7]^[2].

Satu kajian pada tahun 2022 ^[2] membandingkan sosej gaya Frankfurt yang ditanam dengan yang konvensional. Walaupun tahap kekerasan adalah serupa, sosej yang ditanam menunjukkan skor kekenyalan 0.54, hampir dengan ayam mentah (0.61).Walau bagaimanapun, kajian tersebut mencatatkan bahawa daging yang diternak cenderung mempunyai Modulus Young yang lebih tinggi (ukuran kekakuan) berbanding dengan daging yang diproses secara konvensional ^[2].

"Analisis Modulus Young adalah parameter yang menunjukkan perbezaan yang lebih besar... daging yang diternak disediakan sebagai sosej Frankfurt, menunjukkan nilai yang lebih tinggi secara signifikan berbanding sosej komersial yang mencadangkan bahawa proses penyediaannya menghasilkan produk yang lebih kaku." - Jacobo Paredes et al., Nature ^[2]

Analisis Rasa dan Tekstur di Mulut

Mencapai rasa di mulut yang tepat adalah penting untuk kepuasan pengguna. Rasa di mulut dinilai menggunakan reologi, yang menilai sifat viskoelastik daging dengan mengukur modulus simpanan (G') dan modulus kehilangan (G'') ^[2].Kaedah ini memberikan pandangan tentang struktur dalaman dan tingkah laku aliran matriks daging ^[2]. Untuk mendapatkan gambaran lengkap, penyelidik kini menggabungkan ujian tegangan, mampatan, dan ricih, menawarkan analisis tiga dimensi produk daging ^[8].

Satu faktor utama yang mempengaruhi rasa di mulut adalah kekakuan rangka, yang memainkan peranan besar dalam membentuk tekstur akhir. Kajian mencadangkan bahawa rangka dengan modulus Young sekitar 11 kPa adalah ideal untuk pertumbuhan otot (miogenesis), manakala yang sekitar 3 kPa lebih sesuai untuk pertumbuhan lemak (adipogenesis) ^[1]. Selain itu, tisu otot yang diternak menjadi kaku apabila dipanaskan hingga 60°C disebabkan oleh denaturasi protein ^[1].

Daging yang diternak sering menunjukkan kekompakan yang lebih rendah berbanding dengan daging yang diproses secara konvensional, bermakna ia cenderung untuk pecah dengan lebih mudah semasa ujian ^[2].Sebaliknya, daging haiwan biasanya menunjukkan kekakuan yang lebih tinggi dalam ketegangan berbanding mampatan. Sebagai contoh, sosej haiwan mempunyai asimetri ketegangan-mampatan sebanyak 2.41 ^[8]. Faktor-faktor ini secara signifikan mempengaruhi pengalaman makan keseluruhan.

Profil Rasa dan Aroma dalam Daging Ternak

Kaedah Analisis untuk Rasa dan Aroma

Rasa adalah salah satu kualiti paling kritikal apabila berkaitan dengan daging ternak. Untuk mengenal pasti sebatian meruap yang bertanggungjawab untuk aroma daging, berbau, dan berlemak, penyelidik bergantung pada teknik canggih seperti Gas Chromatography-Mass Spectrometry (GC-MS) yang digabungkan dengan Dynamic Headspace (DHS) Sampling dan GC-MS-Olfactometry (GC-MS-O). Dalam kaedah ini, penilai terlatih menghidu efluen GC, memadankan puncak kimia kepada aroma tertentu ^[6]^[10]^[11].

Satu lagi alat, hidung elektronik (e-nose), menawarkan pemprofilan aroma yang pantas. Teknologi ini mencipta "cap jari" aroma, membolehkan perbandingan cepat antara daging yang diternak dan konvensional ^[10]. Sementara itu, lidah elektronik (e-tongue) menilai komponen rasa tidak mudah meruap seperti kepahitan, keasaman, dan umami dengan mengukur tindak balas elektrokimia ^[3]. Untuk prekursor rasa larut air seperti asid amino dan gula - pemain utama dalam pembentukan aroma semasa memasak - Kromatografi Cecair-Spektrometri Jisim Tandem (LC-MS/MS) adalah kaedah pilihan ^[1]^[11].

Dalam satu kajian, penyelidik menggunakan Analisis Komponen Utama pada data GC-MS untuk membandingkan lemak babi yang diternak dengan lemak konvensional, menangkap 90.0% daripada variasi antara dua sampel ^[6]. Tahap perincian ini membantu mengenal pasti di mana daging yang ditanam berbeza dan membimbing usaha untuk meniru rasa daging konvensional dengan lebih tepat.

Alat-alat ini melakukan lebih daripada sekadar mengenal pasti aroma - ia juga membantu saintis menumpukan perhatian pada sebatian yang diperlukan untuk meniru rasa daging tradisional.

Sebatian Aromatik Utama dalam Daging yang Ditanam

Menggunakan teknik-teknik canggih ini, penyelidik telah mengenal pasti sebatian aromatik tertentu yang penting untuk meniru rasa daging konvensional. Menghasilkan semula kimia kompleks daging yang dimasak bukanlah tugas yang mudah, kerana daging yang ditanam sering kekurangan pendahulu rasa tertentu yang secara semula jadi terkumpul dalam haiwan melalui diet mereka atau diubah oleh organ bukan otot ^[4].Contoh utama adalah reaksi Maillard, yang berlaku apabila asid amino dan gula penurun berinteraksi pada suhu melebihi 150°C, menghasilkan aroma panggang dan daging yang mendefinisikan daging lembu masak ^[10].

"Perbezaan dalam profil asid amino antara tisu in vitro dan daging tradisional menimbulkan cabaran dalam meniru rasa Maillard daging tradisional." - Nature Communications ^[10]

Sebatian yang mengandungi sulfur amat penting untuk aroma daging yang asli. Furfuryl mercaptan menyumbang nota daging panggang, manakala 3-mercapto-2-pentanone menambah rasa daging dan bawang ^[10]. Sebatian penting lain, 2,5-dimethylpyrazine, memberikan aroma seperti daging lembu panggang dan berfungsi sebagai penanda untuk pembezaan sel otot yang berjaya ^[1].Nota berlemak, sebaliknya, berasal dari sebatian seperti nonanal dan 2-ethyl-1-hexanol, yang merupakan hasil sampingan pengoksidaan lipid ^[1]^[3].

Pada Disember 2023, penyelidik di KU Leuven menunjukkan bahawa memanggang blok otot yang dibezakan pada suhu 180°C selama lima minit menghasilkan tahap 2,5-dimethylpyrazine dan benzaldehyde yang lebih tinggi, menjajarkan profil kimia daging yang ditanam lebih dekat dengan daging lembu konvensional ^[1]. Menjelang Jun 2024, satu penemuan baru muncul: penyelidik membangunkan "rangka boleh tukar rasa" menggunakan furfuryl mercaptan yang terikat pada hidrogel berasaskan gelatin. Apabila dipanaskan hingga 150°C, rangka tersebut melepaskan volatil berperisa daging, mencipta profil rasa yang, menurut Analisis Komponen Utama, jauh lebih dekat dengan daging lembu konvensional berbanding daging yang ditanam standard ^[10]. Secara mengagumkan, rangka tersebut mengekalkan 93.8% daripada beratnya sepanjang tempoh kultur sel 14 hari pada 37°C ^[10].

Penilaian deria protein alternatif: Panduan amalan terbaik

Perbandingan Daging Ternak dan Konvensional

Cultivated vs Conventional Meat: Sensory Metrics Comparison — Daging Ternak vs Daging Konvensional: Perbandingan Metrik Deria

Apabila berkaitan dengan daging ternak, terdapat halangan yang jelas untuk diatasi bagi menyamai kualiti deria daging konvensional. Memahami perbezaan ini adalah kunci untuk merapatkan jurang dan mencapai pengalaman makan yang serupa. Inilah bagaimana daging ternak dibandingkan dengan rakan tradisionalnya dalam beberapa aspek deria.

Kesegaran kekal sebagai cabaran yang ketara.Daging konvensional mendapat manfaat daripada lemak intramuskular semula jadi dan kapasiti penahanan air, yang mana daging yang diternak belum dapat meniru dengan berkesan ^[4]. Sebaliknya, kelembutan mungkin menjadi bidang di mana daging yang diternak menonjol. Dengan mengelakkan proses rigor mortis dan pembentukan kompleks aktomiosin, yang mengeraskan daging tradisional, daging yang diternak mungkin mencapai tekstur yang lebih lembut. Seperti yang dijelaskan oleh Lieven Thorrez dari KU Leuven:

"Jika rigor mortis kurang kuat atau tiada kompleks aktomiosin terbentuk, ini mungkin mempunyai kesan positif terhadap kualiti produk berkaitan kelembutan... berbanding dengan daging tradisional" ^[4].

Rasa di mulut dan tekstur adalah bidang lain yang memerlukan penambahbaikan. Pada masa ini, daging yang diternak cenderung menyerupai tekstur lembut dan cincang yang terdapat dalam produk yang diproses daripada kerumitan berserat potongan keseluruhan.Sebagai contoh, satu kajian pada tahun 2022 oleh Biotech Foods S.L membandingkan sosej gaya Frankfurt yang diternak dengan rakan komersialnya. Sosej yang diternak mempunyai nilai keanjalan 0.54, sedikit lebih rendah daripada 0.61 yang diperhatikan dalam sosej komersial, menjadikannya lebih dekat dalam tekstur kepada ayam segar berbanding daging babi tradisional ^[2]. Selain itu, versi yang diternak menunjukkan kekakuan yang lebih tinggi (modulus Young), menunjukkan keperluan untuk penambahbaikan proses agar selaras dengan keutamaan pengguna ^[2].

Rasa mungkin adalah kekurangan yang paling ketara. Daging konvensional mengembangkan rasa yang kaya dan kompleks melalui metabolisme selepas kematian dan tindak balas Maillard. Sebaliknya, daging yang diternak, melainkan sel ototnya sangat dibezakan, cenderung mempunyai rasa yang lebih lembut ^[4]^[1]^[10].Tanpa proses semulajadi yang meningkatkan rasa ini, daging yang diternak memerlukan penyelesaian inovatif untuk meniru profil rasa yang kuat seperti daging tradisional.

Jadual Perbandingan Metrik Sensori

Metrik	Daging Konvensional	Daging Ternak
Kejuiciness	Tinggi; terima kasih kepada lemak intramuskular dan pengekalan air yang cekap ^[4].	Lebih rendah; sering digambarkan sebagai "kering" kerana ketiadaan sel lemak semulajadi ^[4].
Kelembutan	Berubah-ubah; dipengaruhi oleh penuaan, perubahan pH, dan rigor mortis ^[4].	Berpotensi lebih tinggi; mengelakkan kesan pengerasan kompleks aktomiosin ^[4].
Rasa di Mulut	Berserat dan kompleks; termasuk tisu penghubung dan elemen struktur lain ^[4].	Lebih lembut atau seperti "cincang"; kekurangan kompleksiti 3D potongan keseluruhan ^[4]^[2].
Rasa	Kaya dan intens; dibangunkan melalui metabolisme post-mortem dan reaksi Maillard ^[4].	Lembut; memerlukan bahan tambahan atau rangka yang direka untuk meniru profil rasa tradisional ^[1]^[10].
Kekerasan	Tinggi dalam potongan keseluruhan; berbeza dalam produk yang diproses ^[2].	Setanding dengan produk yang diproses seperti sosej apabila diuji menggunakan TPA (Analisis Profil Tekstur) ^[2].

Kesimpulan

Ujian organoleptik yang menyeluruh memainkan peranan penting dalam memastikan daging yang diternak memenuhi jangkaan pengguna daging tradisional ^[3]. Penyelidikan secara konsisten menekankan persamaan deria sebagai faktor utama dalam mendapatkan penerimaan pengguna ^[3]. Dengan menggabungkan kaedah ujian yang ketat dengan kemajuan yang berterusan, industri daging yang diternak terus membuka jalan untuk perkembangannya.

Walau bagaimanapun, halangan tidak dapat dinafikan. Daging yang diternak pada masa ini kekurangan proses semula jadi selepas kematian - seperti penurunan pH dan rigor mortis - yang memberikan daging tradisional rasa dan tekstur yang tersendiri ^[4]. Walaupun begitu, kemajuan adalah jelas. Kajian 2024 oleh Pasitka et al.mendedahkan bahawa 67% peserta lebih suka produk ayam hibrid yang ditanam berbanding alternatif berasaskan soya, menunjukkan bahawa mencapai kesamaan deria adalah dalam jangkauan ^[3]. Mercedes Vila dari Biotech Foods S.L. menekankan kepentingan usaha-usaha ini:

"Sifat deria daging yang dikulturkan diperoleh daripada ciri-ciri molekul produk, dan kerana daging yang dikulturkan masih dalam peringkat awal, kajian dan pemahaman tentang sifat-sifatnya adalah sangat penting" ^[2].

Arah Masa Depan dalam Penyelidikan Organoleptik

Penyelidik sedang giat menangani cabaran rasa dan tekstur. Sebagai contoh, perancah yang boleh menukar rasa sedang dibangunkan untuk melepaskan sebatian daging, seperti furfuryl mercaptan, apabila dipanaskan kepada sekitar 150°C.Pendekatan ini menangani isu kehilangan sebatian mudah meruap semasa tempoh kultur yang berpanjangan ^[10].

Analisis tekstur juga telah menjadi lebih maju. Daripada bergantung semata-mata pada ujian kekerasan asas, saintis kini menggunakan kaedah seperti Analisis Profil Tekstur dan reologi untuk meniru sifat mekanikal - seperti modulus Young dan modulus ricih - potongan daging tertentu seperti tenderloin atau brisket ^[2]. Sistem ko-kultur, yang menggabungkan myoblas, fibroblas, dan adiposit, membantu meniru tisu penghubung yang rumit dan marbling lemak yang terdapat dalam potongan daging keseluruhan ^[4]. Selain itu, alat seperti hidung dan lidah elektronik menawarkan cara objektif untuk membandingkan profil rasa dan rasa dengan daging konvensional ^[10].

Pencapaian ini menekankan kepentingan penyelidikan dan inovasi berterusan dalam pembangunan daging yang diternak.

Bagaimana Cellbase Menyokong Penyelidikan dan Pembangunan Daging Ternak&D

Cellbase memudahkan proses penyelidikan untuk pembangun daging ternak dengan menyediakan akses kepada alat dan bahan khusus. Dari rheometer hingga sistem GC-MS, platform ini menghubungkan penyelidik dengan instrumen analisis yang diperlukan untuk mengukur sifat mekanikal dan hasil deria. Cellbase juga membekalkan biopolimer penting seperti GelMA, gelatin ikan, dan alginat untuk kejuruteraan perancah. Dengan memudahkan perolehan, platform ini membolehkan pasukan R&D menumpukan perhatian untuk mengubah inovasi selular menjadi produk sedia pasaran.

Soalan Lazim

Bagaimana kelembapan daging yang diternak dibuat serupa dengan daging tradisional?

Daging yang diternak menandingi kelembapan daging tradisional dengan mencampurkan sel otot dan lemak dalam perancah yang direka khas. Perancah ini, yang sering dibuat daripada bahan seperti gelatin atau alginat, direka untuk menahan kelembapan dan meniru tekstur daging haiwan yang biasa.

Dengan menyesuaikan faktor seperti kekakuan dan pengekalan air, perancah ini mencipta semula keseimbangan lemak-air yang halus yang terdapat dalam daging konvensional. Reka bentuk yang teliti ini memastikan pelepasan kelembapan, kelembutan, dan rasa di mulut menyerupai pengalaman makan daging tradisional.

Apakah perancah boleh tukar rasa, dan bagaimana ia meningkatkan daging yang diternak?

Perancah boleh tukar rasa adalah biomaterial canggih yang direka untuk menyokong pertumbuhan sel sambil meningkatkan daya tarikan deria daging yang diternak.Rangka ini dibuat menggunakan hidrogel berasaskan gelatin yang disuntik dengan sebatian perisa responsif suhu (SFCs). Inilah cara ia berfungsi: semasa fasa kultur sel, rangka kekal tidak aktif, memastikan ia tidak mengganggu perkembangan tisu. Tetapi apabila dipanaskan ke suhu memasak biasa, ia melepaskan sebatian aromatik yang meniru rasa kaya dan berperisa daging tradisional.

Kaedah ini memastikan rangka menyokong pertumbuhan sel tanpa menjejaskan rasa. Hasilnya? Peningkatan rasa yang lazat semasa memasak yang mencerminkan aroma dan rasa daging konvensional. Rangka ini memainkan peranan penting dalam meningkatkan profil rasa dan aroma daging yang ditanam, menjadikannya lebih menarik kepada pengguna.

Bagi mereka yang terlibat dalam penyelidikan dan pembangunan, bahan seperti hidrogel khusus dan SFCs boleh didapati melalui Cellbase , pasaran B2B terkemuka untuk bekalan daging yang ditanam.

Mengapa daging yang diternak mungkin lebih lembut daripada daging tradisional?

Daging yang diternak menonjol kerana kemampuannya mencapai tahap kelembutan yang sukar ditandingi dengan penternakan tradisional. Ini sebahagian besarnya disebabkan oleh kawalan tepat ke atas faktor seperti pembezaan sel dan kekakuan perancah semasa pengeluarannya. Kawalan ini memastikan serat otot diselaraskan dengan sekata dan mengandungi tisu penghubung yang minimum, menghasilkan tekstur yang lebih lembut dan lembut.

Dengan menyesuaikan keadaan ini, daging yang diternak secara konsisten menawarkan tekstur yang sukar ditiru oleh kaedah tradisional.