到了火星吃什么

马寿春编译

米歇尔·佩尔乔诺克坐在美国航天局约翰逊航天中心的实验厨房里,望着一包压缩包装的冷冻干燥奶酪烤通心粉发呆。这道菜在航天飞机和国际空间站上过无数次了。当宇航员在远离地球的时候,这就是他们渴望的美食。

不过,到2030年左右宇航员准备飞向火星的时候,这份美食就可能不会出现在食谱上了。这种透明的包装无法经受潮湿和有氧的环境,通心粉在吃之前就会坏掉。其他像金属箔片的包装也不行——它们太重了!

在2015年或2016年前,美国航天局负责先进食品技术的米歇尔·佩尔乔诺克及其手下的15名食品实验室科学家需要拿出一份满足如下要求的食谱:分量够轻,营养丰富,美味可口,还能历经长达数年的火星任务而不变质。

食品技术研究不属于火箭科学,但对于火星任务的成功同样至关重要。想想看,要一下子打包超过6570份早餐、午餐、零食和晚餐——足够6个人吃上3年多的口粮——是一件多么不容易的事情!这样,每个人每天的配给是约1.5千克的食物,比美国人每天的平均食量还少了三分之一。每份食物都要有5年的保质期。所有这些食物都要被运到8850多万公里远的—个餐桌上,而那里连像样的炊具都没有。

美国航天局有多种方式可使食物保质期达到两年,以满足空间站的要求。食物被装在—个有伸缩性的金属箔片包装中,然后在工业压力锅中进行加热处理。这样可以杀死食物中的微生物,使其像罐头食物一样耐储存。辐照方法可以使肉类食物能在室温下储存两年。冷冻干燥法则是将食物中的细菌赖以生存的水分提取掉。这种方法处理的食物很适合在航天飞机上食用,因为航天飞机的燃料电池可以产生水作为副产品。但在火星上水将会很稀缺,因此这种技术就不太实用。而且带到火星上的食物保质期必须更长一些。

在火星离地球最近的时候,飞到火星至少需要6～8个月的时间,然后宇航员可能要在火星上逗留一年半,这样才能在两个星球再次贴近时返回地球。假如航天局决定用一个单独的太空舱将食物提前送往火星,那么这些食物的保质期就要达到5年。空间站食谱上的一些食物也许能够达到这个保质期,但味道肯定都不再可口。

美拉德反应(氨基酸和糖类之间产生的化学反应)会使食物变成褐色,即使是在罐头或其他包装中也会发生这种反应。少量的空气则会促发氧化反应,使食物腐败,并使维生素和矿物质分解。如果水分进入到食物中,则会引起微生物的活动,使食物的颜色、味道和质地发生改变。

为了延缓这些不可避免的化学反应,美国航天局正在寻找更温和的方法,既能杀死病原体,又不需太多的热量,来延缓食物的降解。

首选的技术就是更多依靠压力而不是温度的消毒方法。将食物用袋子密封包装好后,将其在250摄氏度下加热3分钟。然后把袋子放入一个桶中,加满水,以产生约每平方米700万千克的压力,持续5分钟,这样足以压碎任何潜藏在食物内的危险微生物的细胞。

研究人员花了9年的时间,来使这种水压系统对低酸性的食物有效,因为低酸性食物特别容易滋生某些种类的病菌。用这种方法生产的土豆泥保质期可达3年,而且可以开封即食。利用这一系统,可以用同样的方法生产其他产品。

另一种有发展潜力的技术是将微波辐照与水中加热结合起来,消毒过程只需5～8分钟,而不是通常所需的40～60分钟。这样食物的口味更新鲜,保存时间也更长,因为食物在高温下呆的时间较短。科学家已经用这种方法生产出了另一种土豆泥,目前该产品正在接受食品和药物管理局审查。科学家还在尝试用该方法生产奶酪烤通心粉、鸡肉和饺子。

这些技术都需要使用在高压下不会损坏的新型包装材料。金属箔包装在微波下不适用,带上太空的话也太重,而且如果用完后焚烧的话会在火星表面留下灰烬。佩尔乔诺克小组中的包装技术科学家汤姆·沃齐奥梅克,正在试验一种新型的涂有氧化铝纳米粒子涂层的聚乙烯材料,这种材料是为制药业开发的。氧化铝纳米粒子涂层具有许多与金属箔一样的保护作用。这种高科技的塑料能使食物保质期达到18个月——足以维持一趟登月旅行,但要去火星还不行。这种材料的合适度已经达到80%。只有在储存和包装技术达标之后,食品科学家才能够着手调整老食谱,创制新食谱。

与此同时,科学家还在权衡包装食物与新鲜蔬菜水果的利弊。美国航天局上世纪60年代首次尝试过在太空中栽培植物。肯尼迪航天中心的—个小组现在正开发一个圆顶室,让宇航员可以在里面用水栽法种植生菜、西红柿、胡萝卜和洋葱等蔬菜。这样还可以提高宇航员的生活质量。而且,如果将来有一天,我们真要移民火星的话,我们也得先学会在火星上种吃的。不过,这还有很多难关需要科学家们来攻克!

(编辑 孙世奇)