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营养安全的农作物将成为辅助长途太空飞行的膳食补充�

导读 宇航员在太空中靠预先包装好的口粮生活(如水果、坚果、巧克力、虾鸡尾酒、花生酱、鸡肉和牛肉)。这些食物通常通过加热、冷冻干燥或辐射进行

宇航员在太空中靠预先包装好的口粮生活(如水果、坚果、巧克力、虾鸡尾酒、花生酱、鸡肉和牛肉)。这些食物通常通过加热、冷冻干燥或辐射进行消毒,以使它们经久耐用,美国宇航局的主要挑战之一是找出如何在船上种植安全的新鲜食物。

在《植物科学前沿》的一项新研究中,肯尼迪航天中心的研究人员和合著者克里斯蒂娜科达德博士报告说,沙拉作物“非凡的”红生菜空间站(ISS)在国际上成功种植。他们表明,生长在太空中的莴苣不含致病微生物,可以安全食用,其营养至少与本土植物相同。虽然它生长在比地球更低的重力和更强的辐射下。

除了可喜的饮食变化,新鲜农产品还能为宇航员提供额外的钾和维生素K、B1和C-营养素,这些营养素在预包装饮食中含量较低,在长期储存过程中会降解。此外,种植农作物对于远距离太空任务特别有用,例如即将到来的Artemis-III任务(计划是在2024年让人类登陆月球南极)、当前的SpaceX计划以及NASA在2020年代末计划的首次载人火星任务。

霍大德说:“随着NASA任务的延长,在安全和可持续的系统中种植食物的能力将变得至关重要。NASA可以种植沙拉状的绿叶蔬菜,并且可以用很少的资源吃它们。”

2014年至2016年,国际空间站(ISS)从蔬菜生产系统(绰号“Veggie”)的表面消毒种子和配备LED照明和浇水系统(专门为在太空种植作物而设计)的生长室种植生菜。整个蔬菜在Veggie装置中生长33到56天,直到机组人员吃了一部分成熟的叶子(没有不良影响!)。其余的被深度冷冻,直到它们被运回地球进行化学和生物分析。

作为对比,科学家在同样的条件下在地球上种植控制植物,这是可能的,因为温度、二氧化碳和湿度的数据已经在国际空间站上记录下来,并在肯尼迪航天中心的实验室复制了24到48小时。

太空中生长的莴苣的成分与地球上生长的对照组相似,只是在一些(但不是全部)实验中,太空中生长的植物组织往往富含钾、钠、磷、硫和锌等元素,以及酚醛树脂中公认的具有抗病毒、抗癌和抗炎活性的分子。太空中生长的莴苣具有相似水平的花青素和其他抗氧化剂,可以保护细胞免受游离活性氧自由基的伤害。

研究人员还检查了生长在植物上的微生物群落。典型的生土植物携带多种微生物。这些可能包括敬业和乐于助人的客人,被称为“礼物”(这对他们的房东既不伤害也没有好处),或者没有组织的同事。因为这些会影响植物的健康和它们作为食物的适宜性,研究人员使用了下一代DNA测序技术来表征生长在莴苣上的真菌和细菌群落。

他们鉴定了叶片上15个最丰富的微生物属和根上20个最丰富的微生物属,发现这些微生物的多样性和同一性与气运莴苣和本地莴苣相似。考虑到国际空间站的独特条件,这种相似性令人惊讶:科学家最初预计这些条件将有利于独特微生物群落的发展。

重要的是,众所周知,没有细菌能引起人类疾病。进一步的测试证实,这些叶子从未携带任何已知偶尔会污染农作物的危险细菌,如大肠杆菌、沙门氏菌和金黄色葡萄球菌,上面的真菌和霉菌孢子数量处于正常水平,适合生产供人食用。

作者的结论是,生长在太空蔬菜单位的莴苣可以安全食用。这些令人鼓舞的结果为在空间站上进行其他营养和美味作物的实验打开了大门,从而有助于将宇航员推向更远的太空。

“国际空间站是未来长期任务的测试台。这些类型的作物生长实验有助于扩大能够在微重力条件下有效生长的候选植物。未来的实验将研究其他类型的多叶作物和小水果,如胡椒和西红柿,以帮助为宇航员的饮食提供新鲜的农产品。”合著者、肯尼迪航天中心项目科学家乔亚马萨博士总结道。

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