Wetenschappers van de Washington State University hebben een manier ontwikkeld om de houdbaarheid van kant-en-klare macaroni en kaas te verdrievoudigen, een ontwikkeling die voordelen zou kunnen hebben voor alles, van ruimtevaart tot militair gebruik.

Als mensen naar Mars gaan, ze hebben voedsel nodig. Voedsel dat niet bederft tijdens de lange reis tussen planeten, en terwijl ze aan de oppervlakte zijn.

Momenteel, plastic verpakkingen kunnen voedsel tot twaalf maanden bij kamertemperatuur bewaren. De WSU-onderzoekers demonstreerden in een recent artikel in het tijdschrift: Voedsel- en bioprocestechnologie ze konden kant-en-klare macaroni en kaas tot drie jaar veilig en eetbaar houden met geselecteerde voedingsstoffen.

"We hebben een betere barrière nodig om zuurstof weg te houden van het voedsel en een langere houdbaarheid te bieden, vergelijkbaar met aluminiumfolie en plastic laminaatzakken, " zei Shyam Sablani, die het team leidt dat werkt aan het creëren van een betere beschermende film. "We hebben altijd gedacht aan het ontwikkelen van een product dat naar Mars kan gaan, maar met technologie die ook de consumenten hier op aarde ten goede kan komen."

Naast ruimtereizen in gedachten, de onderzoekers werken nauw samen met het Amerikaanse leger, die hun "Meals Ready to Eat" (MRE's) willen verbeteren om drie jaar lang lekker en gezond te blijven.

In smaakpanels onder leiding van het leger, de mac en kaas, onlangs getest na drie jaar opslag, werd net zo goed bevonden als de vorige versie die negen maanden werd bewaard.

Hoe het werkt

Het voedsel zelf wordt gesteriliseerd met behulp van een proces dat het microgolfondersteunde thermische sterilisatiesysteem (MATS) wordt genoemd. ontwikkeld door Juming Tang van WSU. Het voedsel moet worden gesteriliseerd in plastic, sinds metaal, zoals blikjes, kan niet in de magnetron worden bewaard en glas is kwetsbaar en geen voorkeursverpakking voor MRE's. Glas is ook te zwaar voor militair of ruimtegebruik.

Door een metaaloxidecoating aan een laag van de plastic film toe te voegen, duurt het aanzienlijk langer voordat zuurstof en andere gassen doorbreken.

De metaaloxide-coatingtechnologie bestaat al bijna 10 jaar, maar het ontwikkelt scheuren wanneer het wordt onderworpen aan sterilisatieprocessen. Dat brengt uiteindelijk de houdbaarheid van het voedsel in gevaar, zei Sablani, een professor in WSU's Department of Biological Systems Engineering. WSU-onderzoekers werken samen met verpakkingsbedrijven om nieuwe films te ontwikkelen die zuurstof en damp langer buiten houden.

De verpakkingsfolies zijn opgebouwd uit meerdere lagen van verschillende kunststoffen. Deze dunne lagen van enkele micron hebben verschillende doelen, zoals een goede barrière zijn, goed voor afdichting, goede mechanische sterkte, of goed voor afdrukken, zei Sablani.

"We zijn verheugd dat een overlaag van organische coating op metaaloxide hielp beschermen tegen microscopische scheuren, " zei hij. "Meerdere lagen metaaloxidecoating hebben ook de barrièreprestaties verhoogd. Ons onderzoek leidde tot de ontwikkeling van nieuwere verpakkingen met een hoge barrière."

Testen in de echte wereld

Om ervoor te zorgen dat het proces volledig werkt, het leger is van plan tests uit te voeren onder veldomstandigheden. Dus deze nieuwe MRE's worden langer bewaard, vervolgens naar uitgezonden soldaten gestuurd om in het veld te eten.

"Als ze de smaak van het verpakte voedsel daar lekker vinden, dan is dat de ultieme test van nieuwe films, ' zei Sablani.

Het team wacht niet drie jaar om de resultaten van elke nieuwe film te testen. Door het verpakte voedsel in een incubator van 100 graden Fahrenheit te bewaren, worden de veranderingen in de voedselkwaliteit snel versneld. Zes maanden in de couveuse is gelijk aan drie jaar bij kamertemperatuur, terwijl negen maanden gelijk staat aan bijna vijf jaar, zei Sablani.

Ruimte testen

Voor ruimtereizen, het is niet echt mogelijk om in het veld te testen voor een reis naar Mars. Maar Sablani is van plan contact op te nemen met NASA om te praten over het testen van de WSU-films om ervoor te zorgen dat verpakt voedsel eetbaar blijft tijdens een ruimtemissie waar falen geen optie is.

"NASA weet van ons werk, maar we komen nu op het punt dat we met ze kunnen praten met een bewezen product, " Zei Sablani. "We hopen een manier te vinden om deze producten in de toekomst in het internationale ruimtestation te testen om aan te tonen dat het voedsel veilig is na langdurige opslag."

NASA zal tot vijf jaar opslag nodig hebben voor voedsel, dus daar werkt het team nu aan. Ze rijpen momenteel andere recepten die op smaak zullen worden getest zodra ze de vijfjarige leeftijd hebben bereikt.

Er zijn verschillende soorten missieplannen voorgesteld voor een reis naar Mars. De voedselopslag van vijf jaar omvat enkele ingebouwde veiligheidseisen, zei Sablani.

Het kan een reistijd van ongeveer negen maanden van de aarde naar Mars met zich meebrengen, ongeveer vijfhonderd dagen op of rond Mars, en een reistijd van ongeveer negen maanden om terug te keren naar de aarde. De extra opslagtijd is nodig voor het geval de missie vertraging oploopt en ontdekkingsreizigers langer moeten blijven.