Een initiatief van :



Stichting Food-Info



Food-Info.net> Onderwerpen > Literatuurverslagen

Levensmiddelentechnologie en ruimtevaart

Paula Nijland
Literatuuronderzoek en schriftelijk rapporteren
Wageningen Universiteit

Samenvatting


Met de huidige mobiliteit is naast de hele wereld ook de ruimte verkend. De mens is er in geslaagd om in leven te kunnen zijn de ruimte met behulp van ruimteschepen en astronautenpakken. Voor het in leven blijven is uiteraard de voeding belangrijk. Er zijn gedurende de jaren verschillende ontwikkelingen geweest op het gebied van astronautenvoedsel. Op de eerste reizen gingen er aluminium tubes mee die leeggeknepen moesten worden in de mond om zo onder andere het probleem van de kruimels en de daarmee optredende gevaren van inademen of apparatuurvervuiling te voorkomen. Tijdens latere ruimtereizen ging er al een groter assortiment mee dat te verdelen was in verschillende categorieën zoals rehydrateerbaar voedsel, hittegestabiliseerd voedsel, voedsel met een laag watergehalte, voeding in natuurlijk vorm, doorstraald voedsel, ingevroren voedsel, vers voedsel, gekoeld en bevroren voedsel, dranken en toevoegingen. Deze voedingsmiddelen moeten uiteraard veilig zijn. Hiervoor is door Pillsbury Co het HACCP systeem ontwikkeld. Met dit systeem wordt de productie van onveilige producten voorkomen. Tegenwoordig wordt dit systeem ook voor de productie van levensmiddelen voor mensen op aarde gebruikt. De gezondheid van astronauten is een ook belangrijk punt. De energiebehoefte is in de ruimte iets groter dan op aarde. Bepaalde onderdelen van het dieet zoals ijzer en vitamine D moeten in de gaten gehouden worden. Gezondheidsproblemen die op kunnen treden als gevolg van een ruimtereis zijn botafbraak, nierstenen en een verzwakking van de spieren.
NASA heeft een systeem ontwikkelend waarbij het mogelijk zou kunnen zijn om voedsel in de ruimte te produceren. Dit systeem, het Controlled ecological life-support system, maakt het mogelijk voor astronauten om te eten, te drinken en adem te halen in de ruimte. Uit dit literatuuronderzoek is gebleken dat de ontwikkelingen op het gebied van astronautenvoedsel continu voortduren met als doel de astronauten een veilig en smakelijke maaltijd voor te kunnen zetten en op den duur de ruimteschepen eventueel zelfvoorzienend te maken.

Inhoudsopgave


1 INLEIDING 4
2 DE ONTWIKKELINGEN IN ASTRONAUTENVOEDSEL 5

2.1 ALGEMENE PROBLEMEN 5
2.2 TYPEN VOEDSEL 6
2.2.1 Rehydrateerbaar voedsel 6
2.2.2 Hittegestabiliseerd voedsel 7
2.2.3 Voedsel met een laag watergehalte 7
2.2.4 Voeding in natuurlijke vorm 7
2.2.5 Doorstraald voedsel 7
2.2.6 Ingevroren voedsel 8
2.2.7 Vers voedsel 8
2.2.8 Gekoeld/ bevroren voedsel 8
2.2.9 Dranken 8
2.2.10 Toevoegingen 8

2.3 VOEDSELVEILIGHEID 9
2.3.1 De ontwikkeling van HACCP 9
2.3.2 Huidige toepassingen HACCP 10
3 GEZONDHEID VAN ASTRONAUTEN 11
3.1 DAGELIJKSE BEHOEFTEN 11
3.2 EXTRA BEHOEFTEN 11
3.3 GEVAREN 12
4 VOEDSELPRODUCTIE IN DE RUIMTE 13
5 CONCLUSIE 15
LITERATUURLIJST 16

1 Inleiding


Tegenwoordig is de aarde niet meer de enige plaats waar de mens aanwezig is. Nieuwsgierigheid heeft de mens de ruimte ingestuurd. Met de planning van de eerste ruimtereis in 1959 (www 1) was duidelijk dat het mogelijk was om mensen in de ruimte te laten overleven. Met geavanceerde apparatuur zoals ruimteschepen en astronautenpakken kon een mens leven in de ruimte. In leven zijn is één, in leven blijven is twee. Wat essentieel is daarbij, is voedsel. In deze literatuurstudie is onderzoek gedaan naar de ontwikkelingen hiervan. In hoofdstuk twee zullen de algemene problemen toegelicht worden en zal de voedselveiligheid besproken worden. In hoofdstuk 3 zal de gezondheid van de astronaut besproken worden, zijn dagelijkse behoeften en de extra behoeften die hij heeft en de gevaren waaraan hij blootgesteld wordt. In hoofdstuk 4 zal een toelichting gegeven worden op voedselproductie in de ruimte. Tot slot zal er in hoofdstuk 5 een conclusie getrokken worden vanuit deze literatuurstudie.

2 De ontwikkelingen in astronautenvoedsel

2.1 Algemene problemen


Op een ruimtereis zijn ruimte en gewicht erg belangrijk. Het kost veel energie om een raket de ruimte in te krijgen. Het laatste waar dus behoefte aan is, is overtollige bagage. Aangezien een mens niet zonder voedsel kan, kan hier niet op bezuinigd worden. Toch zijn technologen erin geslaagd om het voedsel dat meegaat op de ruimtereis zo klein en licht mogelijk te maken en er toch voor de zorgen dat er voor de astronauten voldoening uit gehaald wordt en dat het voedzaam is. Vanaf het moment dat er ruimtereizen zijn, zijn de ontwikkelingen in gang om elke keer de astronauten te voorzien van een smakelijker en meer natuurgetrouw product (www 2).
Een groot probleem bij ruimtevoedsel is het feit dat de zwaartekracht geminimaliseerd is in de ruimte. Dit heeft tot gevolg dat dingen die normaal gesproken naar beneden vallen, ineens gaat rondzweven. Zo ook het geval bij voedsel. Er kan hierbij gedacht worden aan rondzwevende druppels water, maar bijvoorbeeld ook aan broodkruimels en andere stukjes voedsel. Voor de apparatuur die aan boord is van een ruimtestation is dit uiteraard niet bevorderlijk. Deze stukjes voedsel kunnen namelijk de apparatuur beschadigen of zelfs uitschakelen. Ook astronauten zouden deze stukjes in een onbedachtzaam ogenblik in kunnen ademen. Omdat dit gevaarlijk is moet hier iets op gevonden worden. Een oplossing is om het eten niet de kans te geven te gaan kruimelen. Dit is gedaan door het voedsel te verwerken tot een soort pasta en die in tubes te verpakken. De astronauten moeten deze wanneer ze willen eten, openen en leegknijpen in hun mond. Op die manier worden kruimels voorkomen (www 1). Het is begrijpelijk dat dit niet de meest aangename vorm van dineren is. De eerste astronauten (van het Mercury schip) vonden het menu gelimiteerd. Zij kregen te maken met eenhapsblokjes, gevriesdroogde poeders en semi vloeibare levensmiddelen die in een aluminium tube geperst waren. Ze waren het er over eens dat het er erg onsmakelijk uitzag en ze hielden er niet van de tubes leeg te knijpen. Daarbij kwam ook nog dat de gevriesdroogde levensmiddelen moeilijk te rehydrateren waren en dat er voorkomen moest worden dat kruimels de instrumenten vervuilen. De astronauten klaagden en op de Gemini vlucht waren al wat verbeteringen opgetreden. Het eerste wat verdween waren de knijptubes. De hapklare brokjes werden gecoat met een gelatine laagje om kruimelen te verminderen en de gevriesdroogde producten waren verpakt in een speciale verpakking dat rehydrateren makkelijker maakte. Met verbeterde verpakking kwam een verbeterde productkwaliteit en ook een verbeterd menu. De Gemini astronauten hadden de keuze uit garnalencocktails, kip en groenten en waren in staat om zelf menu's samen te stellen. Rond de tijd van het Apollo project, ontwikkelde de kwaliteit en de variëteit van de producten zelf nog verder. De Apollo astronauten waren de eerste met heet water, iets wat het oplossen van gevriesdroogd voedsel een stuk makkelijker maakte en de smaak ook verbeterde. Zij waren tevens de eersten die de lepel-kom gebruikten: een plastic bakje dat geopend kon worden en waarvan de inhoud met een lepel gegeten kon worden. De taak van eten kreeg een grote opleving in Skylab. Er was hier zelfs een ‘eetkamer” aanwezig het eten was voor de skylab mensen een redelijk normale bezigheid. Voetsteunen met klitteband zorgden er voor dat zij op dezelfde plek konden blijven zitten en konden eten. Aan het conventionele bestek werd een schaar toegevoegd om de verpakkingen te openen. Omdat skylab vrij groot was en voldoende opbergruimte had konden de astronauten kiezen uit wel 72 items voor hun menu (www 3). Skylab was ook het eerste station dat de mogelijkheid kreeg om voedsel echt te verhitten. Een van de manieren is de hete lucht oven. Deze oven is bedoeld om eten en drinken te verhitten tot serveertemperatuur en om rehydrateerbaar voedsel water te laten absorberen. De oven is ontworpen om verschillende vormen en maten verpakkingen te verhitten. De maximum temperatuur die de oven kan bereiken is 75 °C met een energieconsumptie van 225 W (Bourland, 1993; www 4).

2.2 Typen voedsel


Gewicht en volume zijn belangrijke ontwerpfactoren voor ieder onderdeel dat meegaat op een ruimtereis. Op de reizen die astronauten maken zijn verschillende soorten voedsel aan boord waarbij met deze factoren rekening gehouden is. Al het voedsel is voorgekookt of bewerkt zodat het niet gekoeld hoeft te worden en dat het of klaar om te eten is of dat er alleen nog maar water bij hoeft of verhit hoeft te worden. Uitzonderingen hierop zijn verse groenten en vers fruit. Het assortiment bestaat uit de volgende categorieën:

2.2.1 Rehydrateerbaar voedsel
Deze voedselcategorie bevat zowel voedsel als dranken. Het water is uit deze producten verwijderd omdat ze zo minder plaats innemen. Door vriesdrogen wordt het water uit de producten verwijderd. Vlak voor consumptie wordt water weer toegevoegd aan het product. Dit water komt vrij bij het combineren van zuurstof en waterstof voor de productie van energie. Voorbeelden van rehydrateerbaar voedsel zijn warme havermout, soepen, kip met rijst en ook verschillende ontbijtproducten. Ontbijtgranen worden verpakt samen met magere melkpoeder en, indien nodig, suiker (www ; www 6; www 7).
Uit onderzoek naar belangrijke voedingsstoffen in astronautenvoedsel is gebleken dat de gevriesdroogde producten een laag gehalte foliumzuur hebben. Dit gehalte is echter wel hoog genoeg om aan de Amerikaanse voedingsrichtlijnen te voldoen. (Lane et al, 1995)

2.2.2 Hittegestabiliseerd voedsel
Hittegestabiliseerd voedsel is voedsel dat een hittebehandeling heeft gehad om schadelijke micro-organismen en enzymen te vernietigen en daarom bewaard kan worden bij kamertemperatuur. De meeste fruitsoorten en tonijn krijgen een hittebehandeling in blik. Deze blikken kunnen geopend worden met een handig treklipje, een systeem dat ook wel wordt toegepast bij fruit in blik dat te koop is in de supermarkt. Pudding wordt verpakt in plastic bakjes. Nadat het product, indien nodig, verhit is, kan de verpakking geopend worden en de inhoud rechtstreeks uit de verpakking gegeten worden met gangbaar eetgerei (www 5; www 7).

2.2.3 Voedsel met een laag watergehalte
Deze producten worden langer houdbaar gemaakt door een deel van het water te verwijderen uit het product zodat microbiële groei voorkomen wordt, maar er genoeg in te laten zitten om de zachte structuur van het product te behouden. Op deze manier kan het gegeten worden zonder bereiding. Voorbeelden van dit soort voedsel zijn gedroogde abrikozen, peren en perziken (www 5; www 6; www 7).

2.2.4 Voeding in natuurlijke vorm
In deze categorie vallen de producten die klaar zijn om te eten en zijn verpakt in flexibele zakjes. Voorbeelden zijn noten, koekjes en granenrepen (www 5; www 6).

2.2.5 Doorstraald voedsel
Doorstraald voedsel is voedsel dat houdbaar is gemaakt door het na te koken en verpakken in flexibele folie-zakjes, bloot te stellen aan ioniserende straling (www 6). Het eerste doorstraalde voedsel werd door de NASA gebruikt in 1972 bij de Apollo vlucht. Toen werd doorstraalde ham toegevoegd aan het vluchtmenu. (Bourland, 1993) Er wordt niet veel voedsel doorstraald. Voorbeelden zijn rundersteak en gerookte kalkoen (www 7).

2.2.6 Ingevroren voedsel
Producten die hiervoor in aanmerking komen worden snel ingevroren om de vorming van grote ijskristallen te voorkomen. Hierbij wordt de originele structuur van het voedsel behouden en laat het vers smaken. Voorbeelden zijn hartige taarten, vleesgerechten en kipstoofpot (www 5).

2.2.7 Vers voedsel
Deze voeding wordt niet bewerkt en ook niet kunstmatig geconserveerd. Deze categorie bevat verse groenten en fruit (www 5).

2.2.8 Gekoeld/ bevroren voedsel
Dit soort voedsel heeft lage temperaturen nodig om niet te bederven. Voorbeelden hiervan zijn roomkaas en zure room (www 5; www 7).

2.2.9 Dranken
Dranken zijn droge poedermixen die in speciale verpakking gerehydrateerd kunnen worden tot een drank (www 6). De zakjes waar de dranken in verpakt zijn, zijn hetzelfde als de waar de rehydrateerbare voedingsmiddelen in verpakt zijn. Om te drinken wordt een rietje in de verpakking gestoken, door hetzelfde gat als waar de injectiespuit voor het water ingegaan is. Wanneer er niet gedronken wordt, wordt het rietje afgesloten met een klemmetje (www 4). Koolzuurhoudende dranken kunnen niet mee op een ruimtereis. Wegens het ontbreken van zwaartekracht zullen de CO 2 belletjes niet gescheiden worden van de drank, maar er willekeurig in verdeeld blijven. Hierdoor ontstaat een schuimige drank, ook na inslikken. Dit kan tot gevolg hebben dat de CO 2 belletje in plaats van te ontsnappen door boeren door het darmstelsel van de astronaut gaan zwerven met mogelijk vervelende gevolgen (Bourland et al, 2001).

2.2.10 Toevoegingen
Veel mensen gebruiken toevoegingen bij hun eten zoals ketchup en mosterd. Commercieel verpakte ketchup, mayonaise en mosterd ontbreken dan ook niet op een ruimtereis. Peper en zout wordt in vloeibare vorm meegenomen. De peper wordt gesuspendeerd in olie en het zout opgelost in water (www 7).

2.3 Voedselveiligheid



Vanaf 1959 is men bezig geweest met het plannen van de eerste bemande ruimtereis. Een van de uitdagingen hiervan was om te bedenken hoe de astronauten gevoed moesten worden.
Naast het eetbaar maken van voedsel in de ruimte (besproken in het eerste deel van dit hoofdstuk), moet er ook gedacht worden aan de veiligheid van het voedsel dat meegaat op een ruimtereis. Het voedsel moet vrij zijn van ziekteverwekkende bacteriën, virussen en toxines (www 1).

2.3.1 De ontwikkeling van HACCP
Om deze problemen op te lossen heeft NASA de hulp ingeroepen van Pillsbury Co. In tien jaar heeft dit bedrijf een aantal van de eerste ruimtevoedingsmiddelen ontworpen en geproduceerd voor de Mercury, Gemini en Apollo bemande ruimtevluchten met behulp van een concept dat gebaseerd was op het zero-defects programma van de NASA dat gebruikt werd voor de productie van software. Het kruimelen werd voorkomen door om eenhaps stukjes voedsel een coating van gelatine aan te brengen. Het voorkómen van bacteriële besmetting was een moeilijkere opgave. Onderzoekers constateerden dat de standaard kwaliteitscontroles niet voldoende waren om een 100% veilig product te garanderen. Daarom heeft Pillsbury het HACCP-concept ontworpen. HACCP is niet ontworpen om reeds plaatsgevonden problemen op te lossen, maar om deze problemen te voorkómen. De eerste stap, risico analyse, is een systematische bestudering van het product, zijn ingrediënten, procescondities, behandeling, opslag, verpakking en aanwijzingen voor consumentengebruik om gevoelige punten die mogelijk risico's opleveren te identificeren (Bauman, 1990).
De risico analyse geeft een basis om de kritische controlepunten in kaart te brengen. Deze punten zijn punten in de keten van grondstof tot eindproduct waar verlies van sturing kan leiden tot het ontstaan van onacceptabele voedselveiligheidsrisico's. Er kan als voorbeeld gekeken worden naar de productie van gekookte en vacuüm verpakte kalkoenborst. Kritische controle punten kunnen zijn: het koken, koelen, pasteuriseren en opslag. Wanneer deze punten als zodanig herkend zijn kunnen er criteria vastgesteld worden waaraan deze punten moeten voldoen. In dit voorbeeld dient het koken te gebeuren bij een bepaalde temperatuur. Het personeel in de fabriek zou dan regelmatig de temperatuur moeten meten en opschrijven. De inspecteur zal deze gegevens bekijken op echtheid en accuraatheid, nagaan dat de thermometer juist werkt en periodiek dubbelchecken van de temperatuur. Dit illustreert de eenvoudigheid van HACCP. Dus, als de controlepunten gedefinieerd zijn, gemonitord worden en gecontroleerd worden op een regelmatige basis, is het resultaat een zeer geavanceerd proces controlesysteem waarbij het zeer onwaarschijnlijk is dat het onveilige of op een andere manier besmette producten produceert.
Pillsbury gebruikte het HACCP systeem voor de productie van de levensmiddelen die meegingen naar de maan met het Apollo ruimtevaartuig (www 1).

2.3.2 Huidige toepassingen HACCP
Binnen twee jaar na de eerste maanlanding in 1969, gingen de Pillsbury fabrieken HACCP toepassing voor de productie van levensmiddelen voor mensen op aarde. De daaropvolgende trainingen voor het FDA personeel leidde er toe dat HACCP in de wet voor zwak-zuur ingeblikt voedsel van de FDA toegepast werd. Deze wet uit de jaren 70 diende er voor de veiligheid van ingeblikt voedsel te garanderen. Als gevolg hierop heeft het Amerikaanse departement van agrarische voedselveiligheid en inspectiedienst een uitgebreide studie gedaan naar de mogelijkheden om HACCP te implementeren in de vlees- en pluimvee industrie. Een ander overheidsproject is men bezig een vrijwillig HACCP plan op te stellen voor vis (www 1).
Bepaalde factoren maken een HACCP plan noodzakelijk. De productie van levensmiddelen heeft veranderingen ondergaan, onder andere met betrekking tot het houdbaar maken van producten. Het gebied tussen veilige en onveilige producten is hiermee smal geworden. Tijden en temperaturen voor koken komen nu veel nauwkeuriger dan vroeger. Dit bespaart uiteraard energie en dus geld, maar de kans op een onveilig product is hiermee groter. Micro-organismen die eerder niet als bedreiging gezien werden kunnen dat nu wel zijn. Door de toenemende mobiliteit kunnen nieuwe typen pathogenen opduiken waar men eerder niet mee te maken had. De afzonderlijke kwaliteitscontroles zijn in veel bedrijven al aanwezig, maar moeten nu samengevoegd worden tot een groot kwaliteitssysteem. Wanneer dit systeem overal gebruikt wordt, kan dit leiden tot een betere uniformiteit wereldwijd (Bauman, 1990).

3 Gezondheid van astronauten

3.1 Dagelijkse behoeften


Voeding is van groot belang voor de bemanning van een ruimteschip tijden de ruimtereis. Bij korte reizen (30 dagen) de vereisten voor voedingsstoffen die betrekking hebben op de fysiologisch e aanpassingen zijn hoogstwaarschijnlijk voldoende zonder grote invloed te hebben op de prestaties van de bemanning of op hun gezondheid. (Vodovotz et al, 2000).
De dagelijkse behoeften voor een astronaut zijn gedefinieerd door NASA. Voor een man van 18 tot 30 jaar geldt het volgende: energie = 1.7 (15.3 * W + 679) Kcal/ dag waarin W het gewicht is van de astronaut in kilogrammen. Voor een man van 85 kg is dat dan dus 3365 Kcal/ dag. De eiwitinname wordt gesteld op 12 tot 15 % hiervan, koolhydraten 50 tot 55 % en vet 30-35% hiervan. Wanneer de astronaut ruimtewandelingen gaat maken wordt nog eens een inname van 500Kcal extra geadviseerd (www 8). Deze waarden zijn iets hoger dan die uit de Nederlandse voedingsmiddelentabel die voor de totale inname 2650 Kcal adviseert waarvan 30-35% vet en ca 55% koolhydraten (Voorlichtingsbureau voor de voeding, 1994). Het is vreemd dat een persoon in de ruimte meer energie nodig heeft dan op aarde. Met het gebrek aan zwaartekracht zou gedacht worden dat er dus juist minder energie nodig is. Het tegendeel blijkt. Hoe dit veroorzaakt wordt is nog niet duidelijk en wordt onderzocht. Voor astronauten wordt geadviseerd meer dan 2 liter vocht per dag te consumeren. De Nederlandse voedingsmiddelentabel geeft hiervoor 1,5 liter per dag. Dat de behoefte in de ruimte groter is, zou veroorzaakt kunnen worden door het feit dat de lucht in het ruimteschip vrij droog is en de kans op uitdrogen aanwezig is.

3.2 Extra behoeften


Tijdens lange ruimtevluchten eten astronauten meestal niet zo veel als ze zouden moeten wat voor gewichtsverlies kan zorgen en tekorten aan belangrijke nutriënten zoals vitamine D. Dit is nutriënt dat met name belangrijk is voor gezonde botten. Het gebrek aan UV- licht door de bescherming om het ruimteschip maakt dat het lichaam zelf deze vitamine ook niet aanmaakt. Hiermee moet dus rekening gehouden worden in het dieet (www 9).
Het ijzermetabolisme van de mens verandert wanneer hij zich in de ruimte bevindt. Dit resulteert in een verhoogde ijzeropslag in het lichaam. Hier mee moet ook rekening gehouden met de voeding want een te hoog ijzergehalte is niet goed (Vodovotz et al, 2000).

3.3 Gevaren


Naast een gebrek of overschot aan bepaalde nutriënten kunnen er ook gevaren optreden van andere aard. Tijdens een ruimtereis vindt er een verplaatsing plaats van extra- naar intracellulair vocht. Het gehalte lichaamsvocht daalt dus. Hierdoor ontstaat een geconcentreerde urine wat de kans op nierstenen verhoogt. Uit onderzoek is gebleken dat de botten, met name gewichtsdragende botten zoals het hielbeen, langzaam afgebroken worden. Er wordt verwacht dat dit komt door de verminderde aanmaak van bot en de verhoogde afbraak hiervan (Vodovotz et al, 2000). Astronauten raken tijdens een ruimtereis zo' n 1 tot 2 % botmassa kwijt per maand, met name in het onderlichaam Hoe dit veroorzaakt wordt is nog niet duidelijk en wordt nader onderzocht (Bourland et al, 2002). Een ander probleem is dat de spieren afgebroken worden en/ of verzwakken. Met name de spieren in de benen hebben hier last van. Dit is verklaarbaar door het feit dat deze spieren op aarde veel gebruikt worden en in de ruimte, door het gebrek aan zwaartekracht, niet. Een laatste punt is de straling in de ruimte. Bij blootstelling aan straling, met name de gammastraling, worden er radicalen gevormd die DNA onherstelbaar kunnen beschadigen (Vodovotz et al 2000).

4 Voedselproductie in de ruimte


Het zou natuurlijk zeer praktisch zijn wanneer astronauten onderweg hun eigen voedsel zouden kunnen maken. Op de manier zouden ze altijd vers voedsel aan boord hebben en niet aangewezen zijn op bijvoorbeeld voedsel uit blik of uit de vriezer. Met het oog hierop heeft NASA een systeem ontwikkeld. Dit systeem, het Controlled ecological life-support system (CELSS), bestaat uit 5 onderdelen: de productie van biomassa, voedselbewerking, afvalbehandeling, atmosfeer regeneratie en waterzuivering. Het doel van dit systeem is om het mogelijk te maken voor de astronaut om te eten, te drinken en adem te kunnen halen in de ruimte. (figuur 1)

Figuur 1: Schematische weergave CELSS
(Fu et al, 1994)

Twee voordelen van dit systeem zijn dat er geen kosten gemaakt hoeven worden voor de herbevoorrading van het ruimteschip en dat de veiligheid van de astronauten verhoogd wordt omdat zij in het ruimteschip zelfvoorzienend zouden kunnen zijn.
De biomassa die geproduceerd wordt bij de groei van planten wordt geoogst en gaat door naar het voedselbewerkingssubsysteem waar de eetbare delen van de oneetbare delen worden gescheiden. De eetbare delen worden bewerkt tot levensmiddelen en geconsumeerd door de astronauten. Door de astronauten wordt het voedsel omgezet in CO 2, water, urine, feaces en kleine hoeveelheden ander afvalproduct. Vast en vloeibaar afvalmateriaal dat door de astronauten, het biomassaproductiesysteem en het voedselbewerkingssubsysteem geproduceerd wordt, wordt overgebracht naar de afvalverwerking en omgezet in chemische vormen die als kunstmest gebruikt kunnen worden voor de planten. CO 2 en waterdamp worden gewonnen uit vast afval door oxidatie. Hierbij wordt een proces gebruikt dat oplosbare minerale bestanddelen overhoudt die gebruikt kunnen worden voor de voeding van de planten. Zuurstof wordt gewonnen als bijproduct van fotosynthese van de planten en wordt ook gebruikt voor de afvalbehandeling. In dit systeem worden planten die gebruik maken van fotosynthese als geschikte kandidaten beschouwd, gebaseerd op het feit dat mensen kunnen leven op een vegetarisch dieet. Mogelijke gewassen zijn sla, radijs, tomaat en rijst. Andere biologische systemen (ander soorten of algen of paddestoelen) zijn echter ook mogelijk. Het water en de zuurstof die tijdens dit proces vrijkomen kunnen door de astronauten gebruikt worden. Belangrijk is wel om te zorgen dat de astronauten een voldoende gevarieerd menu krijgen.
Een van de problemen die op zou kunnen treden in dit systeem is dat planten bij minimale zwaartekracht niet of anders groeien. Dit probleem kan ondervangen worden door de ruimte waarin de planten gekweekt worden in een ronddraaiende shuttle te plaatsen. Door te draaien ontstaat (net als in een centrifuge) een kunstmatige zwaartekracht. Een ander probleem is de ophoping van micro-organismen. Dit zou een gevaar kunnen betekenen voor de voedselveiligheid. Hier moet voldoende onderzoek naar verricht worden zodat de juiste pasteurisatie- of sterilisatie technieken toegepast kunnen worden nadat de planten geoogst zijn.
De verpakking van het voedsel is ook een kwestie die goed onderzocht moet worden. 92% van het totale afvalvolume van een ruimtereis is gerelateerd aan de voedingsmiddelen aan boord (Fu et al, 1994).

5 Conclusie


Uit deze literatuurstudie kan geconcludeerd worden dat er op het gebied van astronautenvoedsel al veel onderzoek geweest is maar dat er ook nog veel onderzoek plaats zal vinden op verschillende gebieden zoals voedselveiligheid, maar ook op gebied van smaak en voedingswaarde. Het uiteindelijke doel hiervan is om de ruimtereizigers een veilige voedzame maaltijd voor de kunnen zetten die is “zoals thuis” en om er voor de zorgen dat de ruimteschepen misschien in de toekomst zelfvoorzienend kunnen worden. Er is dus sprake van een continue ontwikkeling. Nieuwe technieken worden hiervoor toegepast zoals doorstralen van voedsel of het verbouwen van gewassen in de ruimte. Met de huidige trend van grenzen verleggen en de drang van de mens om steeds verdere oorden te verkennen is een dergelijk onderzoek zinvol.

Literatuurlijst


Bauman, H. 1990. HACCP: Concept, development and application. Food technology, 44 (5) 156-158

Bourland C., and Kloeris, V. 2001. Space food insights. NASA FTCSC News, vol 2 (3) p9

Bourland C., and Kloeris, V. 2002. Space food insights. NASA FTCSC News, vol 3 (1) p 7-8

Bourland C.T., 1993. The development of food systems for space. Trends in food science & technology, 4 (9) 271-276

Fu, B. and Nelson, P.E. 1994. Conditions and constraints of food processing in space. Food technology, 48 (9) 113-116, 118, 120, 122, 127, 204

Lane, H.W., Nillen, J.L. and Kloeris, V.L. 1995. Folic acid content in thermostabilized and freeze-fried space shuttle foods. Journal of food science, 60 (3) 538-540

Voorlichtingsbureau voor de voeding. Nederlandse voedingsmiddelentabel, Den Haag 1994

Vodovotz Y., Smith, S. M. and Lane, H. W. 2000. Food and nutrition in space: application to human health. Nutrition, vol 16 no 7/8.

Gebruikte internetsites
1 www.jsc.nasa.gov/pao/spinoffs/mealsys.html
2 liftoff.msfc.nasa.gov/academy/astronauts/food-constraint.html
3 liftoff.msfc.nasa.gov/academy/astronauts/food-history.html
4 liftoff.msfc.nasa.gov/academy/astronauts/food-system.html
5 spacelink.nasa.gov/instructional.materials/nasa.educational.products/space.food.and.nutrition/
6 liftoff.msfc.nasa.gov/academy/astronauts/food-menu.html
7 www.jsc.nasa.gov/pao/factsheets/nasapubs/food.html
8 www.ag.iastate.edu/centers/
9 www.jsc.nasa.gov/pao/media.rel/2001/j01-69.html

 

 


Food-Info.net is an initiative of Stichting Food-Info, The Netherlands

Free counters!