Возьмите обычную форму дрожжей, 3D-принтер и немного умной науки, и что у вас есть? Универсальная и питательная система питания для искушенного космического путешественника завтрашнего дня.

В новой статье Nature Communications исследователи из Университета Маккуори и Центра передового опыта ARC в области синтетической биологии описывают концепцию настраиваемой системы питания, которая обеспечивает блюдам вкус, текстуру и питательные вещества их земных аналогов.

Основным ингредиентом, используемым в космической пищевой системе, являются дрожжи Saccharomyces cerevisiae (S. cerevisiae), пищевой микроорганизм, тысячелетиями используемый в выпечке, пивоварении и виноделии. Дрожжевые клетки уже питательны, содержат значительное количество белка, углеводов, небольшое количество жира и большинство незаменимых аминокислот, которые требуются человеку с пищей. При некоторой инженерии S. cerevisiae можно дополнительно усилить, чтобы добавить питательные вещества, вкус, цвет и текстуру.

"Лучший подход для поддержания длительных космических полетов человека - это производство продуктов питания на месте", - говорит ведущий автор доктор Бриардо Льоренте из Школы естественных наук Университета Маккуори.

В предыдущей работе было подсчитано, что всеми витаминами и макроэлементами, необходимыми для сбалансированного питания человека, можно накормить 50-100 человек в день из одного 3000-литрового ферментационного резервуара, что делает S. cerevisiae многообещающим кандидатом на превращение в микробиологическую систему производства пищевых продуктов.

Скорее как система питания replicator от Star Trek, которая синтезировала пищу по требованию, эта система предполагала бы использование возможностей синтетической биологии для наделения дрожжей способностью производить обычные питательные вещества и сенсорные свойства продуктов, произведенных на Земле, такие как вкус, цвет, запах и текстура. Это позволит получать продукты питания на основе микроорганизмов с желаемыми сенсорными и питательными характеристиками.

Ученые полагают, что технологии 3D-печати пищевых продуктов могут быть использованы для приготовления блюд на заказ для астронавтов с использованием этих модифицированных дрожжевых клеток.

Представьте себе еду, скорее похожую на суши или лазанью, где каждый слой отличается цветом, вкусом и текстурой. Или компактный протеиновый батончик, вкус и запах которого точь-в-точь как у банана.

Инновационная система питания также внесет свой вклад в экономику замкнутого цикла, поскольку разработанные продукты питания практически не оставляют отходов для космических путешественников, при этом максимально расширяя возможности производства продуктов питания за пределами Земли.

"По сути, то, что мы предлагаем, - это разработка технологии и возможностей, которые превратят дрожжи из основного микроба, который мы используем для производства продуктов питания, во что-то гораздо более мощное, что действительно может быть использовано в качестве полноценного источника пищи", - говорит доктор Льоренте. "При дальнейших исследованиях мы сможем использовать синтетическую биологию для объединения множества сенсорных и питательных свойств и разработки инновационных систем производства продуктов питания, которые являются устойчивыми и более экологичными".

Хотя космос является очевидным вариантом использования, учитывая ограничения производства продуктов питания в сложных условиях, доктор Льоренте и его команда считают, что инженерные дрожжи обладают огромным потенциалом для обеспечения устойчивости прямо здесь, на Земле.

"По мере того, как мы видим, что искусственные источники пищи приобретают все большую популярность в мейнстриме, растет рынок для более широкого использования искусственных дрожжей в борьбе с проблемами устойчивости. Эти альтернативные продукты питания могут однажды решить некоторые из наших самых сложных проблем, связанных с устойчивым обеспечением продовольственной безопасности, одновременно снимая нагрузку с природных экосистем", - говорит доктор Льоренте.