Wenn der Weltraum die letzte Grenze ist, ist es die Nahrung, die uns in guter Verfassung dorthin bringt, und UBC-Forscher stellen sicher, dass unsere Nahrung dieser Aufgabe gewachsen ist.
Dr. John Frostad, ein Assistenzprofessor für Chemie- und Bioingenieurwesen, der Lebensmittelwissenschaften studiert, leitet ein Team, das neue Wege zur Einkapselung von Omega-3-Fettsäuren entwickelt, damit sie über die Distanz gehen können.
Omega-3 ist für geistige Schärfe unerlässlich. Selbst ein paar Tage ohne Omega-3-Fettsäuren in unserer Ernährung können unser Gehirn trüben und dazu führen, dass wir uns schlechter fühlen. Unser Körper kann es jedoch nicht auf natürliche Weise produzieren, also müssen wir es in den Lebensmitteln finden, die wir essen, wie Fisch, Leinsamen oder oft durch die Einnahme von Nahrungsergänzungsmitteln.
„Für Astronauten und andere auf Weltraummissionen besteht der schwierige Teil darin, sicherzustellen, dass Omega-3 in welcher Form – Kapseln oder Flüssigkeit – frisch und lebensfähig bleibt, in der es gelagert wird“, erklärt Dr. Frostad.
„Die Haltbarkeit der meisten Omega-3-Kapseln beträgt etwa zwei Jahre, aber Weltraummissionen können länger dauern und sie müssen autark sein. Sie können nicht alle paar Monate einen Lebensmittellauf machen. Studien zeigen auch, dass dies abgelaufen ist Omega-3-Ergänzungen können krebserregende Eigenschaften haben, daher sollten die Vorräte, die Sie haben, auf ihrem absolut besten Niveau bleiben.“
Stärken und Nanozellulosekristalle zeigen frühe Aussichten
Derzeit gibt es keine todsicheren Möglichkeiten, Omega-3-Fettsäuren länger als zwei Jahre zu konservieren, aber das Frostad-Team glaubt, dass sie einige ziemlich gute Konkurrenten haben.
Ein aktueller Ansatz, den sie zusammen mit dem Zutatenhersteller Ingredion testen, ist die Einkapselung der Omega-3-Fettsäuren in Quinoa-Pulver.
„Möglicherweise könnten wir die essentiellen Fettsäuren in Quinoastärke einbetten, um etwas zu kreieren, das man in einen Smoothie mischen könnte“, bemerkt Cody Rector, ein Doktorand im Frostad-Labor, der derzeit seinen Master of Science-Abschluss in Lebensmittelwissenschaften anstrebt.
Ein weiterer Anwärter sind Zellulose-Nanokristalle (CNCs) – sehr kleine Kristalle aus Holzfasern mit ungewöhnlichen Eigenschaften, die sie in die Lage versetzen, Mischungen aus Öl und Wasser zu stabilisieren.
„CNC könnten eines Tages als natürlich gewonnener Zusatzstoff in Emulsionen verwendet werden, die Omega-3-Fettsäuren oder andere essentielle Fettsäuren enthalten“, sagt Dr. Roxanne Fournier, Postdoktorandin in Lebensmittelwissenschaften, die die Auswirkungen der Raumfahrt auf biologische Systeme und Wege untersucht Verbesserung der Nahrung und Ernährung für die bemannte Raumfahrt.
Cremiger Kaffee im Weltraum
Wenn das Team erfolgreich ist, könnte ihre Arbeit beeinflussen, wie Fette in Lebensmittel für Weltraummissionen verpackt werden.
Dr. Fournier erklärt: „Lebensmittel, die Astronauten in den Weltraum bringen, müssen oft rehydriert werden, und die resultierende Textur kann wässrig oder matschig und nicht sehr schön sein.“
Sobald Lebensmittelhersteller Fett mithilfe der Techniken, die das Frostad-Team entwickelt, effektiv verpacken können, können Fette problemlos zu Lebensmitteln hinzugefügt werden, um beispielsweise Kaffee und Smoothies mit cremigem Geschmack herzustellen.
„Nahrungsermüdung kann ein Problem für Astronauten sein, die Tag für Tag einheitliche Texturen essen“, sagt Dr. Frostad. „Die richtige Verkapselung von Omega-3-Fettsäuren verhindert nicht nur Unterernährung, sondern kann auch zukünftige Weltraumdiäten erträglicher und, nun ja, angenehmer zu essen machen.“
Obwohl die angepriesene bemannte Mars-Mission der NASA der ursprüngliche Impuls für die Forschung ist, sehen Dr. Frostad und sein Team auch potenzielle Anwendungen direkt hier auf der Erde.
„Eine längere Haltbarkeit hat klare Vorteile für Verbraucher, die Lebensmittel länger sicher lagern können, sowie für Lebensmittelgeschäfte, die Produkte länger auf Lager haben“, sagt Dr. Frostad. „Der aktuelle Krieg in der Ukraine hat die Lieferketten für viele Artikel wirklich erschüttert, sodass Produkte mit längerer Haltbarkeit dazu beitragen könnten, die negativen Auswirkungen solcher Ereignisse in Zukunft zu verringern.“