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"蚕"有望成为远程空间飞行航天员动物蛋白来源
时间:2006年07月25日08:14 我来说两句  

 
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来源:中国青年报

  本报记者 李健 实习生 周凯莉

  中国传统的经济昆虫蚕,在动物界经过激烈“竞争”,在战胜了猪、羊、牛蛙、蜗牛等动物后,以其极高的蛋白质含量,进入中国科学家研究视野,有望成为未来远程空间飞行航天员的动物蛋白来源。

  日前,北京航空航天大学空间基地受控生态生命保障系统刘红教授研究组,在北京举行的第36届世界空间科学大会上,首次提出上述概念。而这一科研成果,也被国内外学术界称为最具中国特色的星际太空飞行营养配餐。

  前瞻性的生命保障技术

  蚕是中国古代最主要的经济昆虫之一。蚕的经济价值在于蚕丝。如今,这种历史悠久、具有鲜明中国特色的经济昆虫,在世界空间科学高新技术领域又有了新的利用价值。

  北京航空航天大学空间基地受控生态生命保障系统研究组负责人刘红教授说,蚕成为远程空间飞行中航天员的动物蛋白来源,是针对空间永久基地及星际太空飞行中人类营养食谱蛋白质的供给问题而提出的,是空间基地受控生态生命保障系统的重要组成部分,目前正在进一步论证中。

  刘红教授解释,空间基地受控生态生命保障系统是一个复杂的、涉及多学科的技术,目前尚处在研究阶段,即通过建立由高等植物、藻类、动物和微生物构成的、可控制的人工生态系统,可实现对氧气、水和食物的循环再生,满足航天员对氧气、水和食物的需求,并实现对其所产生的废水和废物的净化及循环利用,对系统中的空气污染物进行有效地净化,保障航天员的健康和工作效率。

  他强调,受控生态生命保障系统是建立月球、火星基地、进行载人深空探测的关键技术环节,也是目前世界上前瞻性的生命保障技术。

  为什么蚕能够脱颖而出

  研究组成员、杨玉楠副教授说,经过一系列研究论证,研究人员发现,蚕的蛋白质含量高、生长周期短、生物转化效率高、活动所需空间小;同时,饲养蚕的过程中气味小、不产生废水。因此,蚕具有成为远程空间飞行中航天员补充动物蛋白提供者的条件。

  研究组研究发现,5~6枚蚕蛹相当于1个鸡蛋的营养。以相同的重量计,蚕蛹中蛋白质的含量远比鸡蛋高,氨基酸含量也比猪肉、羊肉、鸡蛋、牛奶高数倍。蚕蛋白质还具有收获期短的特点,仅需一个月左右即可获得。蚕也不需要饮水,也不会产生废水。

  有意思的是,由于太空中种植桑树难度很大,在目前的研究状况下,在太空中用桑叶喂养蚕可行性较小。

  幸运的是,科学家已调研发现,莴苣叶可以养蚕,目前正在试验研究莴苣叶是否有可能完全地作为蚕的替代食品。莴苣的优点在于和太空蔬菜一样,能在太空生态系统中高效种植。这些细节,也都是空间基地受控生态生命保障系统中植物环节的研究部分。

  事实上,研究组提出了一系列包括“蚕”在内的中国特色的设想。他们还致力于把中医理念试验性地应用于太空食品开发。刘红教授说,中医理念上的养生之道,清火、温湿调和、脾胃调理等概念,也将在航天员食品提供上进行应用。

  刘红教授说,牛蛙也成为动物蛋白来源提供者的研究对象。甚至,蜗牛也曾进入设想,但因其外壳进入物质循环的不便性,结果不是十分理想。

  动物蛋白提供者不等于航天食品

  科研人员反复强调的是,“蚕作为动物蛋白提供者”和蚕成为“航天食品”概念不同。

  简单地说,“蚕作为动物蛋白提供者”概念可以解释为,即在空间基地建立一个人类可控制的封闭的生态系统,具有生产者、消费者与分解者,通过物质和能量循环,在太空中饲养蚕,通过蚕的循环繁殖,可作为一种供给航天员动物蛋白的特色食物。此类封闭生态系统适用于远程的、长期的空间活动。

  与此相似的是,在世界航海历史上,也曾有西方的航海冒险家在船上种植蔬菜、饲养牛羊。据史书记载,郑和下西洋时曾带了200多头猪,在船上饲养,供给人们猪肉。由此可知,“太空中养殖蚕”是一种类似于“自产自销”、就地生产、食用的营养设想。

  而航天食品则仅仅指,专供航天员在太空执行任务、返回着陆等待救援期间食用的食品和饮水。航天食品具有重量轻、体积小和营养好的特性,需要满足人体的一般需求,不仅包括足够的营养等特性,还要具备防高辐射等特殊的科学特性。特定的航天环境使航天员的口味要求变得非常特殊,吸收消化能力也受到一定影响。航天食品就是为适应这些特点而产生的。

  中国科学院空间科学与应用研究中心研究员潘厚任教授说,20世纪60年代,前苏联太空人加加林,吃的航天食品类似于牙膏一样,挤到嘴里,在太空一天要配3000卡路里的营养。而到阿波罗登月的时候就可以吃牛排,还有专门制作的可以防止残渣在失重状态下乱飞的饼干、面包。航天飞机的菜谱大概有50多种,喝汤、喝果汁一定要有吸管,刀、叉有专门的放置地方,否则飘来飘去非常危险。随着中国航天事业的发展,航天餐也达到了50多种,航天食品中出现了美味的中餐。

  外国专家赞叹蚕食品开发

  据了解,国外专家早有提出把昆虫作为动物蛋白提供者,但由于中国与其他国家饮食习惯、营养理念的差异,提出以蚕为动物蛋白提供者并开展实验室试验研究,北航空间基地受控生态生命保障系统研究组是第一家。

  他们的研究,让不少外国专家对蚕食品开发表示赞叹,但同时也表示,这是一种中国特色的尝试,因为在其他国家,由于和中国不同的传统饮食文化,把蚕作为食用对象暂时还无法接受,具有难以想像的新奇感与恐惧感。

  刘红教授说,前苏联从20世纪60年代末开始此类研究,他们成功地建立了世界上第一个地基受控生态生命保障实验系统,并发现鹌鹑非常具有太空封闭生态系统的饲养价值。美国从20世纪70年代开始同类研究,美国宇航局克服了土豆由于需要昼夜交替而在太空中难以种植的难题,提出通过降低温度来满足其生长需要。日本从20世纪90年代初期开始同类研究,他们认为山羊作为动物蛋白提供者十分合适,并设想在空间系统中,用一张床大小的面积圈养山羊。

  刘红教授说,由于此类研究涉及环境工程学、生态学、营养学、生物医学、物理、系统工程学等多学科,非常复杂,单单凭借一研究组、一国之力,收效难以在可预想的时间内达到最大。因此,召开类似世界空间科学大会等国际会议,进行坦诚、实效的国际合作是十分重要的。

  “现在的研究报告是初步的,如果政府继续加大支持力度,国际合作能取得更好实效,我们相信10年之内能得到比较满意的结果。”刘红教授说,受控生态生命保障系统将不仅可应用于深空探测,也有望在极地、沙漠、水下、高原等地球上极端环境条件下为人类提供生命保障。

  杨玉楠副教授说,空间基地受控生态生命保障系统一旦成功,不仅能在空间应用,更会对地面的研究带来意想不到的益处。航天事业带动地面事业,这是一个双赢的结果。比如若能在太空中对蚕进行尝试性的研究,获得科学数据和成果,也将启发我们进行关于蚕新品种的开发,蚕丝性能、质量改进方面的研究,开发出的快速生长的桑蚕新品种,可使蚕结茧周期缩短,将其应用到我国蚕业生产中,则将带来养殖业的进步。同时,也会给食品产业、纺织产业带来创新性的思路开辟。

(责任编辑:史少晨)


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