Az NASA számára létrehozott innovatív modell az űrrepülési ételek vitaminszintjének előrejelzésére

Az UMass Amherst kutatóinak matematikai eszköze biztosítja az űrhajósok megfelelő táplálkozását a hosszú küldetések során

A Massachusetts Amherst Egyetem élelmiszer-tudósainak egy csoportja úttörő, felhasználóbarát matematikai modellt dolgozott ki a NASA számára annak biztosítása érdekében, hogy az űrhajósok élelme tápanyagokban gazdag maradjon az űrhosszabb küldetések során.

modell

A Food Chemistry folyóiratban megjelent új kutatás időmegtakarító parancsikont ad a NASA-nak, hogy előre jelezze a vitaminok lebomlását az űrrepülési ételekben, és pontosabban és hatékonyabban ütemezze az utánpótlás utakat. A vizsgálatot a NASA 982 685 dolláros támogatásával finanszírozták.

"Az irodalomból nem állt rendelkezésre információ a NASA kérdéseinek és aggályainak közvetlen megválaszolásához" - mondja Hang Xiao vezető szerző, professzor és a Clydesdale Élelmiszertudományi Tudós. "Vizsgálatunk során valós idejű, valós adatokat használtunk a matematikai modell kiképzéséhez és annak meghatározásához, hogy a modell mennyire prediktív és megbízható lenne."

A kutatók gondosan előkészítettek és tároltak 3000 plusz tasak űrrepülési ételt a NASA pontos receptjei, hőkezelési és tárolási előírásai szerint, amelyeket az űrhajósok ételeihez használnak a Nemzetközi Űrállomáson.

Xiao és munkatársai először mutatták be, hogyan bomlik le a tiamin (B1-vitamin) két év alatt három személyzeti menüben: barna rizs, hasított borsóleves és marhahús szegy. Xiao szerint "meglehetősen meglepő" volt megállapítani, hogy míg a 20 ° C-on tárolt barna rizs és hasított borsóleves ellenálló volt a tiamin lebomlásával szemben, a marhahús szegyében lévő tiamin sokkal kevésbé stabil, két év után csak a vitamin 3 százalékát tartotta meg.

"A modell bizonyítása olyan egyszerű volt, mint összehasonlítani ezeket a mért értékeket a tárolás két évétől a már 12 hónappal korábban megjósolt értékekkel" - mondja Timothy Goulette vezető szerző, aki az UMass Amherst élelmiszer-tudományok doktora volt. hallgató a tanulmányi időszak alatt.

Megállapították, hogy a modell képes "nagy pontossággal" megjósolni a vitaminok lebomlását az idő múlásával, mondja Xiao, ami lehetővé teszi a NASA számára, hogy az űrhajósok számára biztosítsa a szükséges táplálékot anélkül, hogy igénybe venné a kiegészítők alkalmazását.

"A NASA minimális mennyiségű adatot képes felhasználni az adott élelmiszer vitamintartalmának gyors és pontos előrejelzésére, bármikor ésszerű hőmérsékleten" - mondja Goulette. "Az eszköz számos alkalmazásra használható, nemcsak vitaminokra, hanem más biológiai vegyületekre is."

A modellező eszköz különösen fontos lesz, mivel a NASA tervezi az első emberi küldetést a Marson. "A leghosszabb időtartamú küldetéseik során az élelmiszerek tápanyagtartalmának megértése a legfontosabb" - magyarázza Goulette.

A kutatók megjegyzik, hogy a NASA hangsúlyozza a tápanyagok természetes táplálékhoz jutásának fontosságát. "A jobb egészség érdekében előnyben részesítik" - mondja Xiao. "Egyre több kutatás azt mutatja, hogy a tested egy vitamintablettát másként kezel, mint a valódi ételeket, például a borsólevest."

Táplálkozásuk megtartása a megszokott ételeken keresztül az űrszemélyzet fizikai előnyein túlmutató előnyökkel jár, különösen hosszabb küldetések során - jegyzi meg Goulette. "A NASA megbizonyosodni akar arról, hogy a legénység megkapja-e azt a pszichológiai előnyt, hogy kapcsolatba léphet a Föld odahazájával. Nagy az érzelmi és pszichológiai vonzereje az ételnek, amikor semmi körülötted nem emlékeztet otthonodra."

Az UMass Amherst kutatócsoport, amelynek társszerzői Micha Peleg, David Julian McClements, Eric Decker és Mark Normand is voltak, feltételezi, hogy a marhahús megdöbbentően magasabb vitamin-lebomlási aránya összefüggésben lehet a zsír lipid oxidációjával hőkezelés közben vagy túlóra.

"A különböző ételek különböző fizikai és kémiai tulajdonságokkal rendelkeznek, amelyek többé-kevésbé stabilá teszik a tiamint" - mondja Goulette.