Innovativ model skabt til NASA til at forudsige vitaminniveauer i rumflyvningsmad

Et hold af fødevareforskere ved University of Massachusetts Amherst har udviklet en banebrydende, brugervenlig matematisk model for NASA for at hjælpe med at sikre, at astronauternes mad forbliver rig på næringsstoffer under længerevarende missioner i rummet.

Den nye forskning, offentliggjort i tidsskriftet Fødevarekemi , giver NASA en tidsbesparende genvej til at forudsige nedbrydningen af ​​vitaminer i rumflyvningsmad over tid og mere præcist og effektivt planlægge genopfyldningsrejser. Undersøgelsen blev finansieret med en $982, 685 tilskud fra NASA.

"Der var ingen information tilgængelig fra litteraturen til direkte at besvare de spørgsmål og bekymringer, som NASA havde, " siger seniorforfatter Hang Xiao, professor og Clydesdale Scholar of Food Science. "Vi brugte realtid, virkelige data i vores undersøgelse for at træne den matematiske model og for at bestemme, hvor forudsigelig og pålidelig modellen ville være."

Forskerne forberedte og opbevarede omhyggeligt 3, 000 plus poser rumfartsmad ifølge de nøjagtige NASA-opskrifter, termiske behandlings- og opbevaringsspecifikationer, der bruges til astronauternes måltider på den internationale rumstation.

Xiao og kolleger viste for første gang, hvordan thiamin (vitamin B1) nedbrydes over to år i tre besætningsmenuer:brune ris, flækket ærtesuppe og oksebryst. Xiao siger, at det var "ret overraskende" at finde ud af, at mens den brune ris og flækkede ærtesuppe opbevaret ved 20 C demonstrerede modstandsdygtighed over for thiaminnedbrydning, thiaminen i oksebryst var meget mindre stabil, bevarer kun 3 procent af vitaminet efter to år.

"At bevise modellen var så simpelt som at sammenligne disse målte værdier fra to års opbevaring med det, der blev forudsagt så tidligt som 12 måneder før, " siger hovedforfatter Timothy Goulette, der var en UMass Amherst fødevarevidenskab Ph.D. studerende i studietiden.

Modellen viste sig at være i stand til at forudsige vitaminnedbrydning over tid med "høj præcision, " Xiao siger, som vil gøre det muligt for NASA at give astronauter den ernæring, de har brug for, uden at ty til brugen af ​​kosttilskud.

"NASA vil være i stand til at bruge en minimal mængde data til hurtigt og præcist at forudsige vitaminindholdet i en given fødevare til enhver tid ved en rimelig temperatur, " siger Goulette. "Værktøjet kan bruges til flere applikationer, ikke kun vitaminer, men andre biologiske forbindelser."

Modelleringsværktøjet vil være særligt vigtigt, da NASA planlægger den første menneskelige mission til Mars. "På deres længste varige missioner, behovet for at forstå næringsindholdet i deres fødevarer er altafgørende, " forklarer Goulette.

Forskerne bemærker, at NASA understreger vigtigheden af ​​at få næringsstoffer fra fødevarer naturligt. "Det foretrækkes for bedre sundhed, " siger Xiao. "Mere og mere forskning viser, at din krop håndterer en pille med vitaminer anderledes end rigtig mad som ærtesuppe."

Vedligeholdelse af deres ernæring gennem velkendt mad har fordele for rumbesætninger ud over deres fysiske helbred, især på længere missioner, Goulette noter. "NASA ønsker at sikre, at besætningen får den psykologiske kant af at have en forbindelse til hjemmet på Jorden. Der er en stor følelsesmæssig og psykologisk tiltrækning til mad, når intet omkring dig minder dig om hjemmet."

UMass Amherst forskerhold, som også omfattede medforfatterne Micha Peleg, David Julian McClements, Eric Decker og Mark Normand, hypoteser, at den overraskende højere grad af vitaminnedbrydning i oksekødet kan være relateret til lipidoxidationen af ​​fedt under termisk behandling eller over tid.

"Forskellige fødevarer har forskellige fysiske og kemiske egenskaber, der gør thiamin mere eller mindre stabil, " siger Goulette.