Alimentación

La bioingeniería podría alimentar a los astronautas que exploran las profundidades del espacio

Los astronautas no cocinan su comida en el espacio. Por ahora, dependen de las raciones enviadas desde la Tierra, pero eso puede cambiar pronto gracias a un avance en la levadura bioingeniería.

Un equipo de investigadores en Australia ha propuesto un sistema alimentario adaptativo que podría crear alimentos similares a los de la Tierra para los viajeros espaciales utilizando la bioingeniería. Saccharomyces cerevisiae (conocido como «levadura de pan»). En la Tierra, esta levadura comestible ya se usa para producir masa, vino y biocombustible a gran escala. Es posible que pronto se extienda más allá de nuestro planeta.

Créditos de imagen: Chokniti Khongchum/Pexels

El desarrollo de tecnología que podría permitir a los astronautas cocinar alimentos en el espacio sería crucial para viajes espaciales más largos. El enfoque actual implica entregar alimentos desde la Tierra, y eso simplemente no funcionará en distancias más largas. Pero encontrar una solución a este problema es engañosamente complejo.

Los suministros de alimentos requieren mucho espacio de almacenamiento (lo que aumenta aún más los costos de logística) y su valor nutricional tiene una vida útil limitada. Entonces, desarrollar un nuevo tipo de alimento parece una mejor alternativa para un grupo de investigadores.

«El mejor enfoque para sostener empresas espaciales humanas a largo plazo es producir alimentos en el lugar. Los sistemas alimentarios ideales deberían ser capaces de producir de forma fiable alimentos atractivos y ricos en nutrientes bajo demanda, de forma rápida y con un mínimo de insumos y huella física”, señalan los autores en su estudio.

De la levadura a la comida espacial

Las celdas de S. cerevisiae la levadura está llena de nutrientes que el cuerpo humano puede utilizar. La levadura es rica en aminoácidos esenciales, proteínas, grasas y carbohidratos y, a diferencia de las células animales o vegetales, es fácil modificar las células de levadura para mejorar aún más su valor nutricional y sabor.

Para explicar esto con más detalle, el primer autor e investigador de la Universidad de Macquarie, el Dr. Briardo Llorente dijo Ciencia ZME:

«Los microorganismos (como la levadura) requieren relativamente menos recursos, duplican su biomasa más rápido y, en general, son más susceptibles a las intervenciones de bioingeniería que otras fuentes de alimentos (por ejemplo, plantas, animales), todas las cuales son ventajas críticas que justifican su desarrollo como alimento. producción de sistemas.”

Los investigadores están proponiendo un sistema de impresión de alimentos en 3D que procesaría las células de levadura para producir productos alimenticios en el espacio similares (en sabor, aroma y textura) a las comidas hechas en la Tierra. Por ejemplo, si los astronautas quieren comer mango en su camino a Marte, simplemente pueden obtenerlo como una «barra de comida» impresa en 3D del sistema; básicamente, imprimir una barra de comida a base de levadura tendría un sabor similar al mango.

La levadura también se puede cultivar con los recursos existentes, señalan los investigadores.

¿Cómo se cultivará la levadura en el espacio?

En un planeta como Marte, la levadura necesaria para producir alimentos podría cultivarse en un biorreactor que capturaría carbono y nitrógeno de la atmósfera circundante y usaría esos nutrientes para apoyar el crecimiento del microbio. Sin embargo, durante los viajes espaciales donde no hay atmósfera, estos nutrientes se pueden obtener del CO2 y residuos generados por los tripulantes.

Diagrama del sistema de impresión 3D de alimentos propuesto. Créditos de imagen: Llorente, B., Williams, TC, Goold, HD et al., 2022/Nature Communications

Explicando esto en detalle, los autores escriben:

«Se ha estimado que la persona promedio necesita alrededor de 8.700 kJ de alimentos y excretará alrededor de 740 gramos de dióxido de carbono (CO2) por día20. Si esta cantidad de CO2 se puede usar para cultivar microorganismos en biorreactores con un contenido de nutrientes de ~12,5 kJ por gramo de células13 y 0,2–0,5 g de células producidas por gramo de CO2 por día21,22, entonces la energía total disponible de los alimentos microbianos cultivado con CO2 reciclado estaría entre 1850 y 4625 kJ por persona por día.

La biomasa recolectada de los biorreactores será utilizada por una impresora 3D de alimentos para producir comidas similares a fideos y barras de bocadillos para los astrónomos. Los investigadores dicen que al alterar la estructura genética, celular y molecular de la levadura y usar sus múltiples cepas, el sistema alimentario propuesto podrá crear productos alimenticios con diferentes sabores, texturas y olores.

Los investigadores sugieren que su sistema de impresión de alimentos en 3D también podría adoptarse en la Tierra para la producción de alimentos y el catering. Creen que puede ser de gran ayuda en situaciones de crisis cuando de repente se reduce la disponibilidad de alimentos en una región por algún desastre.

Áreas que no cuentan con los recursos para apoyar actividades como la agricultura, también puede volverse autosuficiente en la producción de alimentos utilizando este enfoque. Sin embargo, se necesita mucha investigación y experimentación antes de que esta idea se convierta en una tecnología real.

El estudio fue publicado en la revista Comunicaciones de la naturaleza.

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