综述:太空任务中的食品技术

【字体: 时间:2025年06月13日 来源:Life Sciences in Space Research 2.9

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  这篇综述系统阐述了太空食品技术的发展历程与前沿趋势,重点探讨了满足微重力环境需求的食品设计标准(如轻量化、长保质期)、创新加工技术(冻干FD、热稳定化thermostabilization)及新兴解决方案(3D食品打印、太空种植Veggie系统),为长期太空任务的生命支持系统提供了关键技术支撑。

  

太空食品技术的演进与突破

Abstract
太空任务中安全营养的食品供给直接关乎任务成败。现代太空食品需兼具轻量化、低碎屑、高接受度等特性,通过热稳定化、辐照、复水等技术实现长期保存。国际空间站(ISS)已从早期管装食品发展为包含新鲜蔬果的多样化膳食体系,太空种植技术更开创了原位生产的新模式。

Introduction
太空营养需对抗失重导致的肌肉萎缩、骨量流失等生理挑战。环境因素如宇宙辐射会引发脂肪酸异构化,而微重力则影响流体传质行为。现代技术通过冻干(FD)保留营养、真空包装延长保质期,生物技术提升营养密度,3D打印实现个性化膳食定制。

Space food technology
太空食品需满足两大核心需求:营养稳定性与微重力适应性。典型产品包括即食餐(RTE)、复水饮料、高能能量棒等,其包装需具备抗穿刺、耐灭菌等特性。NASA标准要求严格监控微生物与营养指标,确保食品在极端环境下保持效能。

Vegetable production in space
"Veggie"植物生长系统首次在ISS成功种植生菜,解决了新鲜供给与心理慰藉双重需求。红光LED与水培技术的结合,使微重力下的光合作用效率提升37%,未来火星任务中或将实现番茄、胡萝卜等作物的原位培育。

3D food printing technology
NASA资助的3D食品打印机采用粉末状原料,通过层积成型技术制作披萨等复杂食品。该技术可将营养素精准嵌入食品基质, shelf life较传统工艺延长300%,同时减少90%的包装废弃物。

Space farming
月球温室概念验证显示,封闭生态系统中植物可循环处理CO2
并产生O2
。中国"月宫一号"实验证实,小麦-蔬菜共生系统可实现80%的食物自给,为深空基地建设提供关键技术储备。

Conclusions
当前技术仍面临营养素降解、风味损失等挑战。未来需开发智能包装(实时监测维生素C6
H8
O6
含量)、人工重力食品加工系统等创新方案,以支持载人火星任务等长期太空探索。

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