Kiểm tra cảm quan là rất quan trọng đối với thịt nuôi cấy để tái tạo các đặc tính cảm giác của thịt thông thường. Các chỉ số chính bao gồm:
- Độ mọng nước: Được đo bằng Sắc ký khí - Khối phổ (GC-MS) và các thử nghiệm mất độ ẩm trong quá trình nấu. Thách thức bao gồm tái tạo hàm lượng chất béo và giữ ẩm.
- Độ mềm: Được đánh giá bằng Phân tích Hồ sơ Kết cấu (TPA) và Lực cắt Warner-Bratzler (WBSF). Thịt nuôi cấy cho thấy tiềm năng trong việc đạt được kết cấu mềm hơn.
- Cảm giác miệng và Kết cấu: Được phân tích thông qua lưu biến học và độ cứng của giàn giáo. Các sản phẩm hiện tại thiếu sự phức tạp dạng sợi của các miếng cắt nguyên.
- Hương vị và Mùi thơm: Các kỹ thuật như GC-MS và mũi điện tử xác định các hợp chất chính, chẳng hạn như từ phản ứng Maillard, để bắt chước hương vị thịt.
Mặc dù thịt nuôi cấy gặp khó khăn với độ mọng nước và độ phức tạp của hương vị, những tiến bộ trong hệ thống đồng nuôi cấy và giàn giáo tăng cường hương vị đang thu hẹp khoảng cách với thịt thông thường.
Các Chỉ Số Cảm Quan Chính cho Thịt Nuôi Cấy
Độ Mọng Nước: Phương Pháp Đo Lường và Kết Quả
Việc tái tạo độ mọng nước của thịt thông thường trong các lựa chọn thay thế nuôi cấy đã chứng minh là khó khăn. Các nhà nghiên cứu đang giải quyết vấn đề này bằng cách đồng nuôi cấy tế bào mỡ (adipocytes) với tế bào cơ hoặc sản xuất các "khối mỡ" riêng biệt giàu lipid. Những phương pháp này nhằm cải thiện khả năng giữ ẩm và tăng cường hương vị dầu mỡ góp phần vào độ mọng nước [1][9].
Để đo độ mọng nước, Sắc Ký Khí - Khối Phổ (GC-MS) thường được sử dụng.Phương pháp này xác định các hợp chất bay hơi như nonanal và 2-ethyl-1-hexanol, là chìa khóa cho cảm giác "béo" trong miệng và cảm nhận về độ mọng nước [1][3]. Một cách tiếp cận khác liên quan đến việc nấu các mẫu thịt đến nhiệt độ bên trong cụ thể - 65°C, 70°C và 75°C - và đo lường sự mất độ ẩm trong quá trình này [5]. Các nhà nghiên cứu đã phát hiện ra rằng việc tăng cường quá trình tạo mỡ không chỉ cải thiện khả năng giữ ẩm mà còn tạo ra các hợp chất bay hơi mô phỏng hương thơm thịt bò nướng [1].
Những tiến bộ trong nghiên cứu về độ mọng nước mở ra con đường khám phá các đặc tính kết cấu quan trọng khác, chẳng hạn như độ mềm.
Độ mềm: Đánh giá và Tiêu chuẩn
Sau độ mọng nước, độ mềm nổi bật như một yếu tố quan trọng trong việc xác định chất lượng của thịt nuôi cấy.Hai phương pháp chính được sử dụng để đánh giá độ mềm: Phân Tích Hồ Sơ Kết Cấu (TPA) và Lực Cắt Warner-Bratzler (WBSF).
- TPA mô phỏng quá trình nhai thông qua thử nghiệm nén kép, đo lường các khía cạnh như độ cứng, độ đàn hồi, độ kết dính, độ dai và độ phục hồi [2].
- WBSF sử dụng lưỡi dao có rãnh chữ V để xác định lực cần thiết để cắt mẫu thịt [7][2].
Một nghiên cứu năm 2022 [2] so sánh xúc xích kiểu Frankfurt nuôi cấy với xúc xích thông thường. Mặc dù mức độ cứng tương tự nhau, xúc xích nuôi cấy cho thấy điểm đàn hồi là 0.54, gần với thịt gà sống (0.61).Tuy nhiên, nghiên cứu đã lưu ý rằng thịt nuôi cấy có xu hướng có mô đun Young (một thước đo độ cứng) cao hơn so với thịt chế biến thông thường [2].
"Phân tích mô đun Young là tham số cho thấy sự khác biệt lớn hơn... xúc xích Frankfurt làm từ thịt nuôi cấy, có giá trị cao hơn đáng kể so với xúc xích thương mại, cho thấy quá trình chuẩn bị nó tạo ra một sản phẩm cứng hơn." - Jacobo Paredes et al., Nature [2]
Phân Tích Cảm Giác Miệng và Kết Cấu
Đạt được cảm giác miệng đúng là điều cần thiết để làm hài lòng người tiêu dùng. Cảm giác miệng được đánh giá bằng rheology, đánh giá các tính chất đàn hồi nhớt của thịt bằng cách đo mô đun lưu trữ (G') và mô đun mất mát (G'') [2].Phương pháp này cung cấp cái nhìn sâu sắc về cấu trúc bên trong và hành vi dòng chảy của ma trận thịt [2]. Để có cái nhìn toàn diện, các nhà nghiên cứu hiện kết hợp các thử nghiệm kéo, nén và cắt, cung cấp phân tích ba chiều về sản phẩm thịt [8].
Một yếu tố quan trọng ảnh hưởng đến cảm giác miệng là độ cứng của giàn giáo, đóng vai trò chính trong việc định hình kết cấu cuối cùng. Các nghiên cứu cho thấy rằng giàn giáo có mô đun Young khoảng 11 kPa là lý tưởng cho sự phát triển cơ bắp (myogenesis), trong khi những giàn khoảng 3 kPa phù hợp hơn cho sự phát triển mỡ (adipogenesis) [1]. Ngoài ra, các mô cơ nuôi cấy cứng lại khi được đun nóng đến 60°C do sự biến tính của protein [1].
Thịt nuôi cấy thường thể hiện độ kết dính thấp hơn so với thịt chế biến thông thường, có nghĩa là nó có xu hướng dễ vỡ hơn trong quá trình thử nghiệm [2].Ngược lại, thịt động vật thường có độ cứng cao hơn khi kéo căng so với khi nén. Ví dụ, xúc xích động vật có sự bất đối xứng kéo-nén là 2.41 [8]. Những yếu tố này ảnh hưởng đáng kể đến trải nghiệm ăn uống tổng thể.
Phân Tích Hương Vị và Mùi Thơm trong Thịt Nuôi Cấy
Phương Pháp Phân Tích Hương Vị và Mùi Thơm
Hương vị là một trong những phẩm chất quan trọng nhất khi nói đến thịt nuôi cấy. Để xác định các hợp chất bay hơi chịu trách nhiệm cho mùi thơm thịt, mốc và béo, các nhà nghiên cứu dựa vào các kỹ thuật tiên tiến như Sắc Ký Khí - Khối Phổ (GC-MS) kết hợp với Lấy Mẫu Không Gian Động (DHS) và GC-MS-Olfactometry (GC-MS-O). Trong các phương pháp này, các đánh giá viên được đào tạo ngửi dòng khí GC, ghép các đỉnh hóa học với các mùi thơm cụ thể [6][10][11].
Một công cụ khác, mũi điện tử (e-nose), cung cấp khả năng nhận diện mùi hương nhanh chóng. Công nghệ này tạo ra một "dấu vân tay" của các mùi hương, cho phép so sánh nhanh giữa thịt nuôi cấy và thịt thông thường [10]. Trong khi đó, lưỡi điện tử (e-tongue) đánh giá các thành phần vị không bay hơi như vị đắng, chua và umami bằng cách đo các phản ứng điện hóa [3]. Đối với các tiền chất hương vị hòa tan trong nước như axit amin và đường - những yếu tố chính trong việc hình thành mùi hương khi nấu ăn - Sắc ký lỏng - Phổ khối lượng kép (LC-MS/MS) là phương pháp được lựa chọn [1][11].
Trong một nghiên cứu, các nhà nghiên cứu đã sử dụng Phân tích Thành phần Chính trên dữ liệu GC-MS để so sánh mỡ lợn nuôi cấy với mỡ thông thường, thu được 90.0% của sự biến đổi giữa hai mẫu [6]. Mức độ chi tiết này giúp xác định chính xác nơi thịt nuôi cấy khác biệt và hướng dẫn nỗ lực tái tạo hương vị thịt thông thường một cách chính xác hơn.
Những công cụ này không chỉ xác định mùi hương - chúng còn giúp các nhà khoa học tập trung vào các hợp chất cần thiết để bắt chước hương vị của thịt truyền thống.
Các Hợp Chất Hương Thơm Chính Trong Thịt Nuôi Cấy
Sử dụng các kỹ thuật tiên tiến này, các nhà nghiên cứu đã xác định được các hợp chất hương thơm cụ thể quan trọng để tái tạo hương vị của thịt thông thường. Tái tạo hóa học phức tạp của thịt nấu chín không phải là nhiệm vụ nhỏ, vì thịt nuôi cấy thường thiếu một số tiền chất hương vị mà tự nhiên tích tụ trong động vật thông qua chế độ ăn uống của chúng hoặc được biến đổi bởi các cơ quan không phải cơ bắp [4].Một ví dụ điển hình là phản ứng Maillard, xảy ra khi axit amin và đường khử tương tác ở nhiệt độ trên 150°C, tạo ra hương thơm nướng, thịt đặc trưng của thịt bò nấu chín [10].
"Sự khác biệt trong hồ sơ axit amin giữa mô in vitro và thịt truyền thống tạo ra thách thức trong việc bắt chước hương vị Maillard của thịt truyền thống." - Nature Communications [10]
Các hợp chất chứa lưu huỳnh đặc biệt quan trọng cho hương thơm thịt thật. Furfuryl mercaptan đóng góp hương vị thịt nướng, trong khi 3-mercapto-2-pentanone thêm hương vị thịt và hành [10]. Một hợp chất quan trọng khác, 2,5-dimethylpyrazine, mang lại hương thơm giống thịt bò nướng và đóng vai trò như một dấu hiệu cho sự phân biệt thành công của tế bào cơ [1].Các nốt béo, mặt khác, bắt nguồn từ các hợp chất như nonanal và 2-ethyl-1-hexanol, là sản phẩm phụ của quá trình oxy hóa lipid [1][3].
Vào tháng 12 năm 2023, các nhà nghiên cứu tại KU Leuven đã chứng minh rằng nướng các khối cơ phân biệt ở 180°C trong năm phút tạo ra mức độ cao hơn của 2,5-dimethylpyrazine và benzaldehyde, làm cho hồ sơ hóa học của thịt nuôi gần giống với thịt bò thông thường hơn [1]. Đến tháng 6 năm 2024, một đột phá mới đã xuất hiện: các nhà nghiên cứu đã phát triển một "giàn giáo có thể chuyển đổi hương vị" sử dụng furfuryl mercaptan liên kết với hydrogel dựa trên gelatin. Khi được đun nóng đến 150°C, giàn giáo này giải phóng các hợp chất bay hơi có mùi thịt, tạo ra hồ sơ hương vị mà, theo Phân tích Thành phần Chính, gần giống với thịt bò thông thường hơn nhiều so với thịt nuôi tiêu chuẩn [10]. Đáng kinh ngạc, giàn giáo giữ lại 93.8% trọng lượng của nó trong suốt 14 ngày nuôi cấy tế bào ở 37°C [10].
Đánh giá cảm quan của các protein thay thế: Hướng dẫn thực hành tốt nhất
sbb-itb-ffee270
So sánh Thịt Nuôi Cấy và Thịt Thông Thường
Thịt Nuôi Cấy vs Thịt Thông Thường: So sánh Chỉ số Cảm quan
Khi nói đến thịt nuôi cấy, có những trở ngại rõ ràng cần vượt qua để đạt được các phẩm chất cảm quan của thịt thông thường. Hiểu được những khác biệt này là chìa khóa để thu hẹp khoảng cách và đạt được trải nghiệm ăn uống tương tự. Đây là cách thịt nuôi cấy so sánh với đối tác truyền thống của nó qua một số khía cạnh cảm quan.
Độ mọng nước vẫn là một thách thức đáng kể.Thịt thông thường có lợi từ chất béo nội cơ và khả năng giữ nước tự nhiên, điều mà thịt nuôi cấy vẫn chưa thể tái tạo hiệu quả [4]. Mặt khác, độ mềm mại có thể là một lĩnh vực mà thịt nuôi cấy nổi bật. Bằng cách tránh quá trình co cứng tử thi và sự hình thành của phức hợp actomyosin, làm cho thịt truyền thống trở nên dai, thịt nuôi cấy có thể đạt được kết cấu mềm hơn. Như Lieven Thorrez từ KU Leuven giải thích:
"Nếu co cứng tử thi ít mạnh hơn hoặc không có phức hợp actomyosin được hình thành, điều này có thể có tác động tích cực đến chất lượng sản phẩm về độ mềm mại... so với thịt truyền thống" [4].
Cảm giác miệng và kết cấu là những lĩnh vực khác cần được cải thiện. Hiện tại, thịt nuôi cấy có xu hướng giống như kết cấu mềm, xay nhuyễn được tìm thấy trong các sản phẩm chế biến hơn là sự phức tạp sợi của các miếng thịt nguyên.Ví dụ, một nghiên cứu năm 2022 của Biotech Foods S.L đã so sánh một loại xúc xích kiểu Frankfurt nuôi cấy với đối tác thương mại của nó. Xúc xích nuôi cấy có giá trị độ đàn hồi là 0.54, thấp hơn một chút so với 0.61 quan sát thấy ở xúc xích thương mại, làm cho nó gần hơn về kết cấu với thịt gà tươi hơn là thịt lợn truyền thống [2]. Ngoài ra, phiên bản nuôi cấy cho thấy độ cứng cao hơn (mô đun Young), cho thấy cần cải tiến quy trình để phù hợp với sở thích của người tiêu dùng [2].
Hương vị có lẽ là điểm thiếu sót dễ nhận thấy nhất. Thịt thông thường phát triển hương vị phong phú, phức tạp thông qua quá trình trao đổi chất sau khi chết và phản ứng Maillard. Ngược lại, thịt nuôi cấy, trừ khi các tế bào cơ của nó được phân hóa cao, có xu hướng có hương vị nhẹ hơn [4][1][10].Nếu không có các quy trình tự nhiên tăng cường hương vị này, thịt nuôi cấy đòi hỏi các giải pháp sáng tạo để tái tạo hồ sơ hương vị mạnh mẽ của thịt truyền thống.
Bảng So Sánh Chỉ Số Cảm Quan
| Chỉ Số | Thịt Thông Thường | Thịt Nuôi Cấy |
|---|---|---|
| Độ Mọng Nước | Cao; nhờ vào mỡ nội cơ và khả năng giữ nước [4]. | Thấp hơn; thường được mô tả là "khô" do thiếu các tế bào mỡ tự nhiên [4]. |
| Độ Mềm | Thay đổi; bị ảnh hưởng bởi quá trình lão hóa, thay đổi pH và sự cứng cơ [4]. | Có thể cao hơn; tránh được các tác động làm cứng của phức hợp actomyosin [4]. |
| Cảm giác trong miệng | Dai và phức tạp; bao gồm mô liên kết và các yếu tố cấu trúc khác [4]. | Mềm hơn hoặc giống như "băm nhỏ"; thiếu sự phức tạp 3D của các miếng cắt nguyên [4][2]. |
| Hương vị | Đậm đà và mãnh liệt; phát triển thông qua quá trình trao đổi chất sau khi chết và phản ứng Maillard [4]. | Nhẹ; cần các chất phụ gia hoặc giàn giáo kỹ thuật để bắt chước các hồ sơ hương vị truyền thống [1][10]. |
| Độ cứng | Cao trong các miếng cắt nguyên; thay đổi trong các sản phẩm đã qua chế biến [2]. | Tương tự như các sản phẩm chế biến như xúc xích khi được kiểm tra bằng TPA (Phân Tích Hồ Sơ Kết Cấu) [2]. |
Kết luận
Kiểm tra cảm quan kỹ lưỡng đóng vai trò quan trọng trong việc đảm bảo thịt nuôi cấy đáp ứng kỳ vọng của người tiêu dùng thịt truyền thống [3]. Nghiên cứu liên tục nhấn mạnh sự tương đồng về cảm quan là yếu tố then chốt trong việc đạt được sự chấp nhận của người tiêu dùng [3]. Bằng cách kết hợp các phương pháp kiểm tra nghiêm ngặt với những tiến bộ liên tục, ngành công nghiệp thịt nuôi cấy tiếp tục mở đường cho sự phát triển của mình.
Tuy nhiên, những trở ngại là không thể phủ nhận. Thịt nuôi cấy hiện tại thiếu các quá trình tự nhiên sau khi giết mổ - như sự giảm pH và sự cứng cơ - mang lại hương vị và kết cấu đặc trưng cho thịt truyền thống [4]. Mặc dù vậy, tiến bộ là rõ ràng. Một nghiên cứu năm 2024 của Pasitka et al. tiết lộ rằng 67% người tham gia ưa thích sản phẩm gà nuôi cấy lai hơn là sản phẩm thay thế từ đậu nành, cho thấy rằng việc đạt được sự tương đồng về cảm giác là trong tầm tay [3]. Mercedes Vila của Biotech Foods S.L. nhấn mạnh tầm quan trọng của những nỗ lực này:
"Các thuộc tính cảm giác của thịt nuôi cấy được lấy từ các đặc điểm phân tử của sản phẩm, và khi thịt nuôi cấy vẫn còn trong giai đoạn sơ khai, việc nghiên cứu và hiểu biết về các thuộc tính của nó là vô cùng quan trọng" [2].
Hướng Đi Tương Lai Trong Nghiên Cứu Cảm Quan
Các nhà nghiên cứu đang tích cực giải quyết những thách thức về hương vị và kết cấu. Ví dụ, các giàn giáo có thể chuyển đổi hương vị đang được phát triển để giải phóng các hợp chất thịt, như furfuryl mercaptan, khi được đun nóng đến khoảng 150°C.Cách tiếp cận này giải quyết vấn đề mất hợp chất bay hơi trong suốt các giai đoạn nuôi cấy kéo dài [10].
Phân tích kết cấu cũng đã trở nên tiên tiến hơn. Thay vì chỉ dựa vào các bài kiểm tra độ cứng cơ bản, các nhà khoa học hiện nay sử dụng các phương pháp như Phân Tích Hồ Sơ Kết Cấu và lưu biến học để tái tạo các tính chất cơ học - chẳng hạn như mô đun Young và mô đun cắt - của các miếng thịt cụ thể như thăn nội hoặc ức [2]. Hệ thống đồng nuôi cấy, kết hợp các tế bào cơ, nguyên bào sợi và tế bào mỡ, đang giúp mô phỏng mô liên kết phức tạp và vân mỡ có trong các miếng thịt nguyên [4]. Ngoài ra, các công cụ như mũi điện tử và lưỡi điện tử cung cấp các cách khách quan để so sánh hồ sơ hương vị và mùi vị với thịt thông thường [10].
Những đột phá này nhấn mạnh tầm quan trọng của việc nghiên cứu và đổi mới liên tục trong phát triển thịt nuôi cấy.
How Cellbase Supports Cultivated Meat R&D
Câu hỏi thường gặp
Làm thế nào để độ mọng nước của thịt nuôi cấy giống với thịt truyền thống?
Thịt nuôi cấy đạt được độ mọng nước giống như thịt truyền thống bằng cách pha trộn các tế bào cơ và mỡ trong các giàn giáo được chế tạo đặc biệt. Những giàn giáo này, thường được tạo ra từ các vật liệu như gelatin hoặc alginate, được thiết kế để giữ ẩm và tái tạo kết cấu quen thuộc của thịt động vật.
Bằng cách điều chỉnh các yếu tố như độ cứng và khả năng giữ nước, những giàn giáo này tái tạo sự cân bằng tinh tế giữa mỡ và nước có trong thịt thông thường. Thiết kế cẩn thận này đảm bảo rằng việc giải phóng độ ẩm, độ mềm và cảm giác khi ăn giống như trải nghiệm ăn thịt truyền thống.
Giàn giáo có thể thay đổi hương vị là gì và chúng cải thiện thịt nuôi cấy như thế nào?
Giàn giáo có thể thay đổi hương vị là các vật liệu sinh học tiên tiến được chế tạo để hỗ trợ sự phát triển của tế bào đồng thời tăng cường sự hấp dẫn về cảm quan của thịt nuôi cấy.Những giàn giáo này được làm bằng hydrogel dựa trên gelatin được truyền với hợp chất hương vị phản ứng nhiệt độ (SFCs). Đây là cách nó hoạt động: trong giai đoạn nuôi cấy tế bào, giàn giáo vẫn không hoạt động, đảm bảo nó không can thiệp vào sự phát triển của mô. Nhưng khi được đun nóng đến nhiệt độ nấu ăn thông thường, nó phát ra các hợp chất thơm mô phỏng hương vị đậm đà, thịt của thịt truyền thống.
Phương pháp này đảm bảo giàn giáo hỗ trợ sự phát triển của tế bào mà không làm giảm hương vị. Kết quả? Một tăng cường hương vị ngon miệng trong quá trình nấu ăn, phản ánh hương thơm và hương vị của thịt thông thường. Những giàn giáo này đóng vai trò quan trọng trong việc nâng cao hồ sơ hương vị và mùi thơm của thịt nuôi cấy, làm cho nó hấp dẫn hơn đối với người tiêu dùng.
Đối với những người tham gia vào nghiên cứu và phát triển, các vật liệu như hydrogel chuyên dụng và SFCs có sẵn thông qua
Tại sao thịt nuôi cấy có thể mềm hơn thịt truyền thống?
Thịt nuôi cấy nổi bật với khả năng đạt được độ mềm mà khó có thể sánh được với chăn nuôi truyền thống. Điều này chủ yếu là do sự kiểm soát chính xác các yếu tố như phân hóa tế bào và độ cứng của giàn giáo trong quá trình sản xuất. Những kiểm soát này đảm bảo rằng các sợi cơ được sắp xếp đồng đều và chứa ít mô liên kết, dẫn đến kết cấu mềm hơn và mềm mại hơn.
Bằng cách điều chỉnh các điều kiện này, thịt nuôi cấy liên tục mang lại kết cấu mà các phương pháp truyền thống khó có thể tái tạo.
