La levadura 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 que se suministran desde la Tierra, pero eso puede cambiar pronto gracias a un gran avance en el campo de la levadura bioingeniería.

Un equipo de investigadores en Australia ha propuesto un sistema alimentario personalizable que podría crear alimentos similares a los de la Tierra para viajeros espaciales utilizando bioingeniería. Saccharomyces cerevisiae (popularmente conocida como la “levadura de panadero”). En la Tierra, esta levadura comestible ya se usa para hacer masa, vino, y biocombustible a gran escala. Muy pronto, también podría expandirse más allá de nuestro planeta.

Créditos de la imagen: Chokniti Khongchum/Pexels

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

Los suministros de alimentos exigen 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 parecía una mejor alternativa para un grupo de investigadores.

“El mejor enfoque para sostener empresas espaciales humanas extendidas es producir alimentos en el lugar. Los sistemas alimentarios ideales deberían ser capaces de producir alimentos atractivos ricos en nutrientes bajo demanda, rápidos y con insumos y huella física mínimos”, afirman los autores. Nota en su estudio.

De la levadura a la comida espacial

Las celdas del S. cerevisiae levadura están cargados 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 vegetales o animales, es fácil modificar las células de levadura mediante bioingeniería para mejorar aún más su valor nutricional y sabor.

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

“Los microorganismos (como la levadura) requieren comparativamente menos insumos, duplican su biomasa más rápidamente 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 producción de alimentos. sistemas.”

Los investigadores proponen la idea de un sistema de impresión de alimentos en 3D que procesaría las células de levadura para producir alimentos en el espacio similares (en sabor, aroma y textura) a los platos que se preparan 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 de un mango.

La levadura también podría cultivarse con los recursos existentes, enfatizan los investigadores.

¿Cómo se cultivaría la levadura en el espacio?

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

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

Explicando esto en detalle, los autores escribió:

“Se estima que un ser humano promedio requiere alrededor de 8700 kJ de alimentos y expulsará alrededor de 740 gramos de dióxido de carbono (CO2) por día20. Si esta cantidad de CO2 pudiera usarse para cultivar microorganismos en biorreactores con un contenido nutricional 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 cultivados en CO2 reciclado estarían entre 1850 y 4625 kJ por persona por día”.

La biomasa recolectada por los biorreactores sería luego utilizada por una impresora 3D de alimentos para producir comidas en forma de fideos y barras de bocadillos para los astrónomos. Los investigadores afirman que al alterar la estructura genética, celular y molecular de la levadura y emplear sus múltiples cepas, el sistema alimentario propuesto podría crear alimentos 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 fabricación de alimentos y la restauración. Creen que podría ser de gran utilidad en situaciones de crisis cuando de repente se reduce la disponibilidad de alimentos en una región debido a alguna calamidad.

Las áreas que carecen de recursos para actividades de apoyo como la agricultura también pueden volverse autosuficientes en la producción de alimentos utilizando este enfoque. Sin embargo, se requiere mucha investigación y experimentos antes de que esta idea se convierta en tecnología del mundo real.

los estudiar se publica en la revista Comunicaciones de la naturaleza.