馬壽春編譯

米歇爾·佩爾喬諾克坐在美國航天局約翰遜航天中心的實驗廚房里,望著一包壓縮包裝的冷凍干燥奶酪烤通心粉發(fā)呆。這道菜在航天飛機(jī)和國際空間站上過無數(shù)次了。當(dāng)宇航員在遠(yuǎn)離地球的時候,這就是他們渴望的美食。

不過,到2030年左右宇航員準(zhǔn)備飛向火星的時候,這份美食就可能不會出現(xiàn)在食譜上了。這種透明的包裝無法經(jīng)受潮濕和有氧的環(huán)境,通心粉在吃之前就會壞掉。其他像金屬箔片的包裝也不行——它們太重了!

在2015年或2016年前,美國航天局負(fù)責(zé)先進(jìn)食品技術(shù)的米歇爾·佩爾喬諾克及其手下的15名食品實驗室科學(xué)家需要拿出一份滿足如下要求的食譜:分量夠輕,營養(yǎng)豐富,美味可口,還能歷經(jīng)長達(dá)數(shù)年的火星任務(wù)而不變質(zhì)。

食品技術(shù)研究不屬于火箭科學(xué),但對于火星任務(wù)的成功同樣至關(guān)重要。想想看,要一下子打包超過6570份早餐、午餐、零食和晚餐——足夠6個人吃上3年多的口糧——是一件多么不容易的事情!這樣,每個人每天的配給是約1.5千克的食物,比美國人每天的平均食量還少了三分之一。每份食物都要有5年的保質(zhì)期。所有這些食物都要被運到8850多萬公里遠(yuǎn)的—個餐桌上,而那里連像樣的炊具都沒有。

美國航天局有多種方式可使食物保質(zhì)期達(dá)到兩年,以滿足空間站的要求。食物被裝在—個有伸縮性的金屬箔片包裝中,然后在工業(yè)壓力鍋中進(jìn)行加熱處理。這樣可以殺死食物中的微生物,使其像罐頭食物一樣耐儲存。輻照方法可以使肉類食物能在室溫下儲存兩年。冷凍干燥法則是將食物中的細(xì)菌賴以生存的水分提取掉。這種方法處理的食物很適合在航天飛機(jī)上食用,因為航天飛機(jī)的燃料電池可以產(chǎn)生水作為副產(chǎn)品。但在火星上水將會很稀缺,因此這種技術(shù)就不太實用。而且?guī)У交鹦巧系氖澄锉Ｙ|(zhì)期必須更長一些。

在火星離地球最近的時候,飛到火星至少需要6～8個月的時間,然后宇航員可能要在火星上逗留一年半,這樣才能在兩個星球再次貼近時返回地球。假如航天局決定用一個單獨的太空艙將食物提前送往火星,那么這些食物的保質(zhì)期就要達(dá)到5年?？臻g站食譜上的一些食物也許能夠達(dá)到這個保質(zhì)期,但味道肯定都不再可口。

美拉德反應(yīng)(氨基酸和糖類之間產(chǎn)生的化學(xué)反應(yīng))會使食物變成褐色,即使是在罐頭或其他包裝中也會發(fā)生這種反應(yīng)。少量的空氣則會促發(fā)氧化反應(yīng),使食物腐敗,并使維生素和礦物質(zhì)分解。如果水分進(jìn)入到食物中,則會引起微生物的活動,使食物的顏色、味道和質(zhì)地發(fā)生改變。

為了延緩這些不可避免的化學(xué)反應(yīng),美國航天局正在尋找更溫和的方法,既能殺死病原體,又不需太多的熱量,來延緩食物的降解。

首選的技術(shù)就是更多依靠壓力而不是溫度的消毒方法。將食物用袋子密封包裝好后,將其在250攝氏度下加熱3分鐘。然后把袋子放入一個桶中,加滿水,以產(chǎn)生約每平方米700萬千克的壓力,持續(xù)5分鐘,這樣足以壓碎任何潛藏在食物內(nèi)的危險微生物的細(xì)胞。

研究人員花了9年的時間,來使這種水壓系統(tǒng)對低酸性的食物有效,因為低酸性食物特別容易滋生某些種類的病菌。用這種方法生產(chǎn)的土豆泥保質(zhì)期可達(dá)3年,而且可以開封即食。利用這一系統(tǒng),可以用同樣的方法生產(chǎn)其他產(chǎn)品。

另一種有發(fā)展?jié)摿Φ募夹g(shù)是將微波輻照與水中加熱結(jié)合起來,消毒過程只需5～8分鐘,而不是通常所需的40～60分鐘。這樣食物的口味更新鮮,保存時間也更長,因為食物在高溫下呆的時間較短?？茖W(xué)家已經(jīng)用這種方法生產(chǎn)出了另一種土豆泥,目前該產(chǎn)品正在接受食品和藥物管理局審查?？茖W(xué)家還在嘗試用該方法生產(chǎn)奶酪烤通心粉、雞肉和餃子。

這些技術(shù)都需要使用在高壓下不會損壞的新型包裝材料。金屬箔包裝在微波下不適用,帶上太空的話也太重,而且如果用完后焚燒的話會在火星表面留下灰燼。佩爾喬諾克小組中的包裝技術(shù)科學(xué)家湯姆·沃齊奧梅克,正在試驗一種新型的涂有氧化鋁納米粒子涂層的聚乙烯材料,這種材料是為制藥業(yè)開發(fā)的。氧化鋁納米粒子涂層具有許多與金屬箔一樣的保護(hù)作用。這種高科技的塑料能使食物保質(zhì)期達(dá)到18個月——足以維持一趟登月旅行,但要去火星還不行。這種材料的合適度已經(jīng)達(dá)到80%。只有在儲存和包裝技術(shù)達(dá)標(biāo)之后,食品科學(xué)家才能夠著手調(diào)整老食譜,創(chuàng)制新食譜。

與此同時,科學(xué)家還在權(quán)衡包裝食物與新鮮蔬菜水果的利弊。美國航天局上世紀(jì)60年代首次嘗試過在太空中栽培植物。肯尼迪航天中心的—個小組現(xiàn)在正開發(fā)一個圓頂室,讓宇航員可以在里面用水栽法種植生菜、西紅柿、胡蘿卜和洋蔥等蔬菜。這樣還可以提高宇航員的生活質(zhì)量。而且,如果將來有一天,我們真要移民火星的話,我們也得先學(xué)會在火星上種吃的。不過,這還有很多難關(guān)需要科學(xué)家們來攻克!

(編輯 孫世奇)