Почему космические продукты не только для космоса

Когда дело доходит до еды, трудности, с которыми сталкиваются астронавты, пожилые люди и те, кто пострадал от катастрофы, более похожи, чем вы думаете.

Космические агентства по всему миру разрабатывают планы по строительству баз на Луне. Одна из проблем состоит в том, как питать астронавтов, выращивая свежие продукты в экстремальных условиях на лунной поверхности – в почвах с небольшим количеством питательных веществ и где есть мало воды и нет воздуха. Это слишком дорого, чтобы регулярно отправлять припасы с Земли, и долгосрочное хранение сложно, потому что продукты распадаются.

Без здоровой пищи астронавты на длинных миссиях могут столкнуться с недоеданием, как люди на земле. Они теряют кость и мышечную массу при работе при низкой гравитации1отражая изменения, которые происходят естественным образом во время старения. Продовольственные системы для любых будущих миссий должны быть устойчивыми и устойчивыми – как и производство продуктов питания на земле перед лицом изменения климата.

Здесь мы выделяем четыре областях общей позиции между программами исследований в области питания, связанных с землей, которые необходимо изучить.

Поддержание пищевых товаров

После последствий бедствий пострадавшие люди нуждаются в доступе к еде. С водой, электроэнергией и газовыми принадлежностями часто отрезаны, есть параллели с удаленными операциями в космосе. В Японии часто встречаются землетрясения, цунами, тайфуны и наводнения, и страна училась на этих параллелях в течение последнего десятилетия.

Как сохранить здоровье астронавтов в глубоком космосе

Как и в космосе, стихийные поставки пищи для чрезвычайных ситуаций должны быть стабильными при хранении при комнатной температуре при отсутствии мощности и охлаждения2Полем Они должны прийти в прочную упаковку, которая защищает от повреждения и загрязнения. Еда должна потребовать минимального приготовления и быть легко для любого, кто есть с ограниченным оборудованием. И они должны быть подготовлены и упакованы в гигиеническую среду, чтобы предотвратить заболевания пищевого происхождения. В Японии предварительно приготовленный и сухой рис, сушеная лапша, ферментированные продукты, такие как мисо, сладости и желе, а также рыба или мясо, хранящиеся в банках или стерильных пластиковых мешочках, используются как в условиях бедствия, так и в пространстве.

Землетрясение в Тхоку в Японии в 2011 году привело к изменениям в том, как управляются продукты катастрофы. Приюты для чрезвычайных ситуаций видели нарушения пищевых продуктов, а также проблемы с ограниченным диетическим разнообразием и гигиеном3В4Полем Признавая, что многие из строгие стандарты космической питания, установленные Японским агентством по разведке аэрокосмической промышленности (JAXA), были применимы к контекстам стихийных бедствий, Японское общество пищевых продуктов по стихийным бедствиям запустило свою систему сертификации по питанию по бедствию в 2015 году.

В 2022 году общество ввело оптимизированный процесс перекрестной сертификации, позволяющий сертифицированию японских космических продуктов японских продуктов, одобренных JAXA. Это уменьшает дублирующие разработку продукта и, в крупномасштабных чрезвычайных ситуациях, означает, что продукты, предназначенные для космических миссий, могут быть направлены на гуманитарное использование (хотя они не хранятся в больших количествах).

Япония разработала около 53 космических продуктов в рамках программы JAXA-некоторые из них были закуплены для готовности к стихийным бедствиям и развернуты в чрезвычайных ситуациях, в том числе в регионах, затронутых землетрясбку.

Люди получили чрезвычайные пайки после того, как землетрясение попало в город Ваджима в Японии в 2024 году.

Теперь один из нас (NT-K.) Работает с экспертами для разработки международного стандарта для чрезвычайных и стихийных продуктов. Это может упростить координацию продовольственной помощи между правительствами и неправительственными организациями путем стандартизации условий запаса, гигиенических протоколов и маркировки продуктов питания. Общие протоколы также могут помочь странам принять передовые технологии продукции пищевых продуктов и сохранения продуктов питания, первоначально разработанных для их собственных чрезвычайных продуктов и стихийных бедствий.

Следующим шагом является достижение консенсуса среди властей безопасности пищевых продуктов, гуманитарных организаций и космических агентств. Внедрение пилотных проектов в склонных к стихийным регионам Азии находится рассмотрение. Проблемы включают в себя согласование различных национальных правил, поощрение участия в частном секторе в разработке продуктов с двумя использованием и демонстрацию экономической эффективности в условиях ограниченных ресурсов.

Оптимизация питания

В рамках рабочей группы Lunar Food System Jaxa 2023–25, один из нас (NT-K.) Оценивает, может ли набор из восьми основных культур-рис, картофель, сладкий картофель, соевые бобы, помидоры, огурцы, салат и клубнику-могут обеспечить эти пять элементов и другие пустые питательные вещества. Эти культуры богаты углеводами, пищевыми волокнами и определенными витаминами.

Как наметить моральное будущее для изучения космоса

Рабочая группа использует моделирование питания, моделирование исследований по потреблению питания и культивирования в области диетического рациона человека в контролируемых условиях окружающей среды, чтобы оценить, сколько ежедневных потребностей астронавтов в питании можно было бы удовлетворить с использованием только этих восьми культур, и для определения любых пробелов в питании, которые потребуют добавок.

Антиоксидантные соединения обладают противовоспалительными и другими эффектами, которые могут помочь предотвратить декон условия мышц, вызванные микрогравитацией в пространстве, и у людей, которые ограничены постель на земле из-за болезни или возраста. Французские, немецкие и канадские космические агентства изучают, могут ли коктейль антиоксидантных добавок-полифенолы, витамин Е, селен и омега-3 жирные кислоты-предотвратить осушение мышц. Хотя нет убедительных доказательств5Агентства планируют оценить преимущества этих соединений в космосе.

Добавки, полученные с использованием сои, также могут помочь предотвратить трату костей астронавтов и костей. Один из нас (TN) вместе с коллегами провели эксперименты в пространстве с использованием крыс6 и клетки, выращенные в культуре7 Чтобы показать, что атрофия мышц возникает, когда микрогравитация вызывает окислительный стресс в мышечных тканях. Процесс активирует ферменты, которые изменяют передачу сигналов клеток, так что синтез белка прекращается, а деградация увеличивается. Впоследствии было показано, что те же изменения возникают у взрослых в условиях, и клиническое исследование показало, что потребление перорального приема соевых белков, особенно кблиноподобных пептидов, которые предотвращают активированный путь раздела белка.8Полем

В настоящее время мы проверяем, могут ли подобные пептиды CBLIN также помогать астронавтам, посредством экспериментов в культивируемых мышечных клетках на международной космической станции (ISS).

Специалисты, которые могут воспринимать высокое представление о функции микроэлементов, методах доставки и физиологических потребностях в рамках стресса, могут значительно улучшить нашу способность развивать устойчивость в будущие пищевые системы-на Земле и за его пределами.

Альтернативные источники белка

Устойчивые источники альтернативного белка срочно необходимы, чтобы избежать широко распространенного отсутствия продовольственной безопасности и недоедания на Земле. Обследование граждан Японии в 2019 году показало, что в среднем более 50% потребления белка человека было получено из источников на основе животных, таких как мясо, молочные продукты и рыба (см. go.nature.com/44xwmyn) Но поскольку глобальное население, которое, по прогнозам, достигнет девяти миллиардов к 2050 году, существует опасение, что нынешние источники белка будут недостаточно для удовлетворения глобальных потребностей в питании9Полем

Альтернативные источники белка также находятся в центре исследования космических агентств. Обычное сельское хозяйство животных требует большого количества воды, земли и сырья – ресурсов, которые недоступны в космосе. Системы производства белка с участием растений, культивируемых клеток или насекомых являются более жизнеспособными вариантами.

Соевый белок представляет интерес для JAXA из-за его высокого урожая, относительно полного аминокислотного профиля и длительного срока годности, а также потому, что он широко потребляется в Японии. Один из нас (TN) участвовал в разработке компактной системы культивирования соевых бобов. Он использует программируемое светодиодное освещение и поставляет питательные вещества через туман, наполненный ризобией – бактериями, которые превращают инертный азот в формы, которые растения могут использовать для роста10Полем Далее мы надеемся проверить его применимость на борту МКС.

Японский астронавт Кимия Юи наслаждается вкусом дома в космосе: лапша рамена с соевым соусом.

Мясо, произведенное из клеток животных, выращенных в лаборатории, может дать астронавтам некоторые из питательных веществ, которых не хватает соевого белка,-особенно аминокислоты с разветвленной цепью, которые мышцы должны генерировать энергию во время упражнений. Культируемое мясо может быть получено в стерильных условиях, снижая риск заболевания пищевого происхождения11Полем Однако эта технология находится в зачаточном состоянии. Клетки необходимо уговорить, чтобы поддерживать пролиферирование, чтобы они образовали большие структурированные кусочки ткани. Получение кислорода до сердечника толстых культур сложно. Жидкости, в которых клетки должны быть выращены, дороги для производства и транспортировки. И нет хорошего способа генерировать культуры с мясными текстурами, которые важны для психологического удовлетворения.

#Почему #космические #продукты #не #только #для #космоса