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科技飞跃催生食品产业发展强大动力

  4月16日9时56分,神舟十三号载人飞船返回舱在东风着陆场成功着陆,翟志刚、王亚平、叶光富3名航天员圆满完成在轨空间站核心舱驻留任务。此次神舟十三号航天员乘组在空间站组合体工作生活了天,创造了中国航天员连续在轨飞行时长新纪录。

  太空“出差”6个月,“吃”是一件大事。“过年的饺子有三种馅”“航天员们拥有专属食谱”……科技的飞跃让中国即便身处茫茫宇宙,也依然不负“美食大国”的称号。而这些关键技术在完成历史使命后,成了推动我国民用食品产业发展的强大动力。

从“挤牙膏”到“定制食谱”

  所谓太空食品,是指结合航天员在太空中的口味和消化吸收能力以及特殊进食方式而研制的一系列食品。

  太空食品需要达到很多苛刻的条件:要确保食品安全,不能发生任何食源性疾病和食物中毒,食品及包装必须能经受住航天特殊环境的影响;要针对航天员生理改变指数对膳食的营养素作适当调整;不能有流动的汤汁或产生粉尘、碎屑;要尽可能方便食用、减少残渣……人们在地球上习以为常的一日三餐,在太空失重环境下,来得并不容易。

  早期的航天飞行中,航天员对食品的选择非常少,吃的主要是经过特殊加工的液体或半固体食品,并通过“牙膏管”挤食。后来,科学家们研制出了一口大小的即食食品,这种食品是含中等水分、一口大小压缩成型、用涂膜处理的干燥食品。

  但这些早期的太空食品只是保证了航天员一天的能量和营养所需,与美食的距离非常远。随着食物脱水技术出现,航天脱水复水食品应运而生。这种冷冻干燥的食品食用前需要加水软化,口味也更接近于正常食物。

  到了20世纪70年代,一种特殊包装的罐头问世。这种食品外层采用软包装材料,口感也更接近正常食物,成为太空食品的主力军。此后,太空食品种类逐渐丰富,载人飞船大多配备食品加热装置,更好地解决了太空吃饭问题。

  在我国,太空食品的研究始于年,虽然起步较晚,但还是很轻松地完成了“弯道超车”。

  年,神舟五号升空,携带了20余种可即食的“太空干粮”,包括叉烧肉、墨鱼丸、腌黄瓜、五仁火腿月饼、夹心饼干等;年,神舟六号带上了加热器,航天员吃上了热腾腾的饭菜;年发射升空的神舟十号,太空食品已达88种之多,那年的端午节,身在太空的航天员聂海胜、张晓光、王亚平还吃上了香甜的豆沙粽子;年,神舟十一号携带的食品种类已经增加到了多种,除了琳琅满目的主食,还有不少零食可选,景海鹏还在天宫二号中挑战用杯子倒立喝茶,成功体验了一次太空茶道;此次圆满完成既定任务的神舟十三号上,太空食品的种类已扩增到种,三位航天员拥有符合各自口味的定制餐食,包括主食、副食、饮料、调味品和功能性饮料等,品类繁多,营养丰富。

科技创新支持太空食品进步

  从“挤牙膏”到“一顿热饭”再到“定制食谱”,太空食品的巨大进步,远不只是“吃什么”那么简单。如何储藏、如何进食、如何回收,每一个被突破的难关背后,是无数科研人员日复一日的努力,是科技的一次次飞跃。

  在中国空间站里,太空厨房是名副其实的黑科技。航天微波炉和纳米气凝胶大冰箱能为航天员们解决加热食品和储存食品这两个大问题。

  航天微波炉既需要在火箭发射中经受得起高频的震动,又需要保证安全使用十年之久,同时还要保证其快速加热和食品的均匀受热。

  而纳米气凝胶大冰箱是由纳米气凝胶材料做成的低温锁柜。气凝胶是世界上密度最小的固体之一,其不但能够承受自身质量几千倍的压力,并且阻断各种热量传播(如热辐射、热对流、热传导)的能力也非常强,完全可以满足空间站储存各种食品的需求。

  在食品安全方面,从产品工艺设计、试制评审到最终的产品定型,太空食品有一套细致精确、操作性极强的管理规程。我国已在GJBC质量管理体系的基础上引入HACCP食品安全管理体系,形成了具有中国特色的太空食品质量与安全一体化管理体系。

  那些预定了“飞天席位”的太空食品,无一不是经过了相关部门的重重把关,才会被授予“飞天许可证”,最终被送到太空厨房供航天员食用。

推动民用食品产业发展

  太空食品的研发有大量尖端科技做支撑,也有民间力量的参与,其中的关键技术在完成历史使命后,成了推动民用食品产业发展的强大动力。

  九阳太空厨房项目组的研发项目包含净水设备和热风加热设备,用来保障航天员的日常健康饮水和一日三餐。净水设备以改变滤芯结构实现净水抑菌、即时加热;热风加热设备让食物加热脱离包装限制,上述太空科技均已转化为民用。

  格兰仕负责研制的航天微波炉于年立项,启动了特种磁控管的研发。通过零部件集成创新,航天微波炉达到超一级能效,在节约空间站宝贵能源的同时,也能更高效快捷地进行烹饪。年5月29日,第一台航天微波炉随“天舟二号”进入中国空间站,相继为神舟十二号、神舟十三号航天员乘组服务,7分钟就能完成3名航天员的一顿主食烹饪。在这之后,格兰仕也将全新科技成果应用至日常生活场景,推出DR空气炸微波炉新品,新增空气炸和立体烤功能,以一台机器满足三餐烹饪和各种中西美食制作需求。

  此外,如今在食品产业被广泛采用的真空冻干技术、蒸煮包装技术,最早都来自太空食品。

  航天与食品产业的渊源不止于此。此次与神州十三号一同返航的,还有其搭载的颗种子。种子是农业的“芯片”,航天育种、航天搭载和空间诱变试验,是实现育种核心技术攻关、解决“卡脖子”问题的重要手段之一,是我国打赢种业翻身仗的有力武器。多年来,航天育种在中国粮食安全和生态环境建设等诸多领域作出了重要贡献,培育的小麦、水稻、玉米、南瓜、大豆、棉花和番茄、辣椒等园艺作物新品种累计种植推广面积超过万公顷,可口的太空茄子、黄瓜、番茄等已经摆上百姓的餐桌。据估算,航天育种创造直接经济规模超过亿元,不仅推动了农作物改良,也被广泛应用在食品加工、菌种制备、生物制药等方面。

  近日,伊利集团与中国航天打造的全球首个“未来乳业太空实验室”正式揭牌。未来双方将联合航天有关科研机构在科研探索、技术转化、产品开发等领域全方位紧密协同,携手在航天新材料包装、太空菌株、碳卫星牧场监测、健康营养保障等领域开展密切合作,利用空间生物、航天新材料、卫星监测等研究专项将航天技术应用于乳品全产业链,推动中国乳业研发正式迈入“太空时代”。

  “初步统计,中国载人航天工程发展30年来,有余项技术成果被广泛应用于国民经济的各个行业。”中国载人航天工程办公室主任郝淳表示,载人航天工程是一项“既高大上,又要接地气”的伟大事业,在自身发展的同时,又可以带动相关产业升级,推动经济社会发展,与国计民生密切关联。

  (顾雨霏综合整理)

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