ในช่วงไม่กี่ปีมานี้ มีงานวิจัยจำนวนมากเกี่ยวกับอาหารสำหรับการขนส่งระยะยาว เราได้พูดคุยกันว่าอาหารบางประเภท เช่น อาหารพิมพ์ 3 มิติ สามารถปรับแต่งได้และสามารถสร้างอาหารเฉพาะบุคคลได้ ไม่ต้องสงสัยเลยว่ามันสามารถปฏิบัติภารกิจระยะยาวเช่นการบินและอวกาศและการทหารได้ บล็อกนี้จะพูดถึงอาหารอวกาศ เทคโนโลยีการแปรรูปและบรรจุภัณฑ์ ตลอดจนอาหารอวกาศและการจัดการขยะ

อะไรคืออาหารอวกาศและเทคโนโลยีการแปรรูปและบรรจุภัณฑ์อาหารอวกาศ (3)

            อาหารอวกาศเป็นอาหารชนิดพิเศษที่ผลิตและคิดค้นขึ้นสำหรับสภาพแวดล้อมไร้แรงโน้มถ่วงสำหรับนักบินอวกาศตั้งแต่ทศวรรษ 1980 ความแตกต่างอย่างมากระหว่างอาหารอวกาศกับอาหารปกติคือสารอาหารที่ปรับแต่งเพื่อช่วยให้นักบินอวกาศมีสุขภาพที่ดีในระหว่างภารกิจในอวกาศที่ยาวนาน รวมถึงรสชาติที่อร่อย นอกจากอาหารบำรุงร่างกายแล้ว ยังประกอบด้วยคุณสมบัติพิเศษ เช่น กะทัดรัด น้ำหนักเบา ขนส่งและจัดเก็บง่าย มีความคงตัวภายใต้สภาวะที่รุนแรง เช่น ความดันต่ำ การแผ่รังสี หรือสภาวะไร้น้ำหนัก

            อาหารอวกาศมีหลายประเภท ซึ่งสามารถแบ่งออกได้เป็นอาหารคืนสภาพได้ อาหารคงความร้อน อาหารกึ่งแห้ง อาหารรูปแบบธรรมชาติ อาหารฉายรังสี อาหารแช่แข็ง อาหารสด และอาหารแช่เย็น (5) ประเภทที่เป็นที่ต้องการมากที่สุดคืออาหารคืนสภาพได้หรือที่เรียกว่าอาหารฟรีซดรายเนื่องจากมีน้ำหนักเบา จัดเก็บและขนส่งได้ง่ายเพราะต้องการเพียงน้ำในการคืนสภาพก่อนบริโภค และอีกประเภทหนึ่งคืออาหารกึ่งแห้ง (IMF) ซึ่งคล้ายกับอาหารที่คืนสภาพได้ แต่ความชื้นจะคงอยู่ประมาณ 20% ถึง 30% เพื่อป้องกันการเจริญเติบโตของจุลินทรีย์แต่ยังคงเอื้อต่อพันธะเคมี IMF สะดวกเพราะไม่ต้องเตรียมก่อนบริโภคจึงสามารถรับประทานได้ตลอดเวลา ในทางกลับกัน อาหารประเภทอื่นต้องการบรรจุภัณฑ์ที่สามารถรักษาคุณค่าทางโภชนาการได้และมักมีน้ำหนักมากกว่า เช่น อาหารคงความร้อนจะหนักกว่าอาหารที่คืนสภาพได้ประมาณ 4 เท่า

            มีการใช้วิธีแปรรูปที่หลากหลาย แต่การฟรีซดราย การพิมพ์อาหาร 3 มิติ การฆ่าเชื้อโดยการฉายรังสี การฆ่าเชื้อด้วยคลื่นไมโครเวฟ (microwave assisted thermal sterilization: MATS) และการแปรรูปอาหารด้วยความดันสูง (HPP) นั้นเหมาะในการแปรรูปอาหารอวกาศ เนื่องจากสามารถรักษาคุณสมบัติที่จำเป็นได้ ตัวอย่างเช่น การฟรีซดรายทำให้ปริมาณน้ำลดลงในระดับที่น้อยที่สุดเนื่องจากช่วยลดการเจริญเติบโตของแบคทีเรียที่ทำให้อาหารเน่าเสียส่วนใหญ่ ซึ่งจะช่วยยืดอายุการเก็บรักษาได้ การพิมพ์อาหาร 3 มิติ ยังเกี่ยวข้องกับการกำหนดอาหารส่วนบุคคลของนักบินอวกาศและความต้องการทางโภชนาการของพวกเขาเพราะทุกคนมีความต้องการและสุขภาพที่แตกต่างกัน การฆ่าเชื้อไม่ว่าจะเป็นการฉายรังสีหรือการฆ่าเชื้อด้วยคลื่นความร้อนไมโครเวฟมีจุดมุ่งหมายเพื่อยับยั้งจุลินทรีย์ทำให้อาหารเน่าเสีย ความแตกต่างที่สำคัญระหว่างวิธีดังกล่าวคือการฆ่าเชื้อด้วยการฉายรังสีไม่พึ่งพาความร้อน ดังนั้นสารอาหารรสชาติและคุณภาพของอาหารส่วนใหญ่จะถูกเก็บรักษาไว้ อย่างไรก็ตาม การฆ่าเชื้อด้วยคลื่นความร้อนไมโครเวฟมักใช้ร่วมกับวิธีแปรรูปอื่นเพื่อลดความรุนแรงและความเสียหายที่อาจเกิดขึ้นกับคุณภาพอาหารและรสชาติที่เกิดจากความร้อน

            ยิ่งไปกว่านั้น หลังจากการแปรรูปหลายครั้ง จะต้องพิจารณาวัสดุบรรจุภัณฑ์ที่เหมาะสมเพื่อรักษาสภาพที่เหมาะสมของอาหาร ยับยั้งการเสื่อมสภาพทางโภชนาการ ตลอดจนควบคุมการซึมผ่านของออกซิเจนและความชื้น ฟิล์มกินได้ บรรจุภัณฑ์ชนิดอ่อนตัว และบรรจุภัณฑ์ป้องกันการซึมผ่านสูงเป็นบรรจุภัณฑ์ที่ได้รับความนิยมมากที่สุด เนื่องจากบรรจุภัณฑ์เหล่านี้มีคุณสมบัติครบถ้วน อีกทั้งยังช่วยให้รับประทานอาหารได้อย่างปลอดภัยและดีต่อสุขภาพ

อาหารอวกาศและการจัดการขยะ (2, 4)

            การจัดการเสบียงอาหารให้เพียงพอในภารกิจที่ยาวนานนั้นค่อนข้างท้าทาย ในขณะที่การเพาะปลูกอาหารบนยานอวกาศก็ต้องการพลังงานและน้ำเช่นกัน ดังนั้น นักวิทยาศาสตร์จึงได้ศึกษาการย่อยอาหารแบบไม่ใช้ออกซิเจนเพื่อสลายของเสียของมนุษย์ให้กลายเป็นอาหารที่มีคุณค่าทางโภชนาการ การค้นพบครั้งใหม่นี้ยังอยู่ในช่วงเริ่มต้นของการพัฒนา แต่มีความเป็นไปได้ที่ก๊าซมีเทนจะถูกผลิตขึ้นจากการย่อยแบบไม่ใช้ออกซิเจน และจุลินทรีย์ที่มีประโยชน์ (Methylococcus capsulatus) จะใช้ก๊าซมีเทนเพื่อผลิตอาหารสัตว์ จึงมีศักยภาพสูงที่จะนำมาพัฒนาเป็นอาหารมนุษย์ได้เช่นกัน

            ระหว่างภารกิจอวกาศอันยาวนาน ขยะและเศษอาหารจำนวนมากเป็นสิ่งที่หลีกเลี่ยงไม่ได้ ตัวอย่างเช่น ภารกิจหนึ่งปีที่มีนักบินอวกาศ 4 คนสร้างขยะได้ 2.5 ตัน การกำจัดขยะในปัจจุบันมี 2 วิธี คือ การเก็บในยานพาหนะเฉพาะและนำกลับคืนสู่พื้นโลกหรือเผาทิ้งในชั้นบรรยากาศ การสะสมของขยะในระยะยาวส่งผลกระทบต่อสุขภาพและความเป็นอยู่ที่ดีของนักบินอวกาศและอาจเป็นอันตรายต่อสุขภาพได้เช่นกัน NASA พบกับความท้าทายจากเรื่องนี้มาระยะหนึ่งแล้ว แต่วิธีการจัดการที่น่าเชื่อถือที่สุดคือการรีไซเคิล ด้วยเครื่องปฏิกรณ์อุณหภูมิสูง ขยะสามารถเปลี่ยนเป็นทรัพยากรที่มีประโยชน์ เช่น น้ำหรือออกซิเจนได้ อย่างไรก็ตาม สิ่งสำคัญคือนักบินอวกาศต้องใช้ชีวิตได้อย่างยั่งยืน ดังนั้น ปีที่แล้ว NASA จึงขอความช่วยเหลือจากสาธารณะว่าสามารถใช้โซลูชันการจัดการขยะที่ดีกว่าและมีประสิทธิภาพในภารกิจอวกาศได้หรือไม่ ซึ่งอาจใช้เวลานานถึง 3 ปี (1) ตามที่กล่าวไว้ก่อนหน้านี้ การจัดการขยะเป็นกุญแจสำคัญสำหรับอุตสาหกรรมอาหารและวิถีชีวิตที่ยั่งยืน

            อาหารอวกาศถือได้ว่าเป็นอาหารแปลกใหม่ เนื่องจากจำเป็นต้องมีการวิจัยและพัฒนามากขึ้นเช่นกัน ยังมีอีกหลายประเด็นที่ต้องหารือ ดังนั้นจะกล่าวถึงเทคโนโลยีใหม่เกี่ยวกับอาหารอวกาศและโอกาสในอนาคตในบล็อกถัดไป อาหารอวกาศตอนที่ 2

เอกสารอ้างอิง

1.Clark, S. (2022). Nasa asks public to help solve waste recycling for Mars trip. The Guardian. Retrieved January 23, 2023, from https://www.theguardian.com/science/2022/jan/29/nasa-asks-public-to-solve-waste-recycling-mars-trip

2.Gabbatiss, J. (2018). Human waste used to make ‘Marmite-like’ food for astronauts. The Independent. Retrieved January 23, 2023, from https://www.independent.co.uk/news/science/astronauts-food-human-waste-marmite-iss-international-space-station-nasa-a8179451.html

3.Jiang, J., Zhang, M., Bhandari, B., & Cao, P. (2019). Current processing and packing technology for space foods: a review. Critical Reviews in Food Science and Nutrition, 60(21), 3573–3588. https://doi.org/10.1080/10408398.2019.1700348

4.Lockhart, L. (2018). Waste Handling in a Microgravity Environment Challenge. NASA. Retrieved January 23, 2023, from https://www.nasa.gov/feature/recycling-in-space-waste-handling-in-a-microgravity-environment-challenge/

5.Raut, S., Hegde, S., Modak, S., & Bhande, R. (2021). Advancements in Space Food Processing Technologies. International Journal of Recent Scientific Research, 12(06), 42033–42037. https://doi.org/10.24327/ijrsr