2014 年 6 月に作物の一部を収穫するスティーブ スワンソン宇宙飛行士。クレジット:NASA
栄養価が高く安全な作物は、長距離宇宙ミッションを支援する栄養補助食品になります。
宇宙飛行士は、果物、ナッツ、チョコレート、シュリンプ カクテル、ピーナッツ バター、チキン、ビーフなどの加工済みの包装済み宇宙食を食べて生活しています。これらは多くの場合、長持ちさせるために加熱、凍結乾燥、または照射によって滅菌されており、米国宇宙機関 NASA にとっての重要な課題は、機内で安全で新鮮な食品を育てる方法を見つけることでした.
Frontiers in Plant Science の新しい研究で 、ケネディ宇宙センターの研究者であるクリスティーナ・コダダッド博士、および共著者は、国際宇宙ステーション（ISS）に搭載されたサラダ作物（「アウトレッジアス」品種の赤いロメインレタス）の栽培に成功したことを報告しています。彼らは、宇宙で育ったレタスには病気の原因となる微生物がなく、安全に食べられ、少なくとも地球で育った植物と同じくらい栄養価が高いことを示しています.これは、地球よりも重力が低く、放射線が強い環境で栽培されているにもかかわらずです。
2014 年 8 月に ISS で栽培されたレタスを味わうスコット ケリー宇宙飛行士とシェル リンドグレン宇宙飛行士。クレジット:NASA
食事の変化を歓迎するだけでなく、生鮮食品は宇宙飛行士に追加のカリウムとビタミン K、B1、C を提供します。ビタミン K、B1、C は、包装済みの配給では量が少なく、長期保管中に劣化する傾向があります。さらに、作物の栽培は、今後のアルテミス III ミッション (2024 年までに月の南極に人類を着陸させる予定)、現在の SpaceX プログラム、NASA の最初の火星への有人ミッションなどの長距離宇宙ミッションで特に役立ちます。 2020 年代後半に向けて。
「NASA がより長期のミッションに移行するにつれて、乗組員が消費しても安全な持続可能なシステムで食料を栽培する能力が重要になります。サラダタイプの葉物野菜は、少ない資源で生育して消費することができます」と Khodadad 氏は言います。
2014 年から 2016 年の間に、レタスは、宇宙で作物を育てるために特別に設計された、LED 照明と散水システムを備えた成長室である野菜生産システム (「ベジ」と呼ばれる) 内で、表面滅菌された種子から ISS で栽培されました。乗組員が成熟した葉の一部を食べるまで、作物は野菜ユニット内で33〜56日間乱れずに成長しました（悪影響はありませんでした！）.残りは、化学的および生物学的分析のために地球に輸送されるまで急速冷凍されました.
2016 年 11 月、ISS の「ベジ」チャンバーの前に立つシェーン キンブロー宇宙飛行士。クレジット:NASA
対照として、科学者は同じ条件下で対照植物を地球上で栽培しました。これは、気温、二酸化炭素、湿度のデータが ISS に記録され、ケネディ宇宙センターの研究所で 24 ～ 48 時間遅れて複製されたため可能でした。
宇宙で育ったレタスは、一部の（すべてではない）試験で、宇宙で育った植物組織は、カリウム、ナトリウム、リン、硫黄、亜鉛などの元素が豊富である傾向があったことを除いて、地球で育ったコントロールと組成が似ていました。抗ウイルス、抗癌、および抗炎症活性が証明されている分子であるフェノール類と同様です。宇宙と地球で育ったレタスには、フリーの活性酸素ラジカルによる損傷から細胞を保護できるアントシアニンやその他の抗酸化物質も同様のレベルで含まれていました.
研究者はまた、植物で成長している微生物群集も調べました。地球で育った典型的な植物には、多様な微生物が生息しています。これらには、共生者（ホストに害も利益も与えない）と呼ばれる専門的で有益なゲスト、または偶然の仲間が含まれる場合があります。これらは植物の健康と食品としての適性に影響を与える可能性があるため、研究者は次世代の DNA 配列決定技術を使用して、レタスで成長する菌類と細菌の群集を特徴付けました。
彼らは、葉に最も豊富な 15 の微生物属と根に 20 の最も豊富な微生物属を特定し、これらの微生物の多様性と同一性が、宇宙と地球で育ったレタスで類似していることを発見しました。 ISS の独特な条件を考えると、この類似性は驚くべきものでした。科学者たちは、これらが異なる微生物群集の発達に有利に働くと予想していました.
重要なことは、検出された細菌属のいずれも、ヒトに病気を引き起こすことが知られていないことです。さらに試験を行った結果、葉には大腸菌群、サルモネラ菌、黄色ブドウ球菌などの作物を時折汚染することが知られている危険なバクテリアがまったく含まれていないことが確認されました。葉に付着した真菌やカビの胞子の数も、農産物に適合する正常な範囲内でした。人間が消費するため。
著者らは、宇宙搭載のベジ ユニットで栽培されたレタスは安全に食べられると結論付けています。これらの有望な結果は、宇宙飛行士をさらに宇宙へと駆り立てるために、宇宙ステーションに搭載された他の栄養価が高くおいしい作物の実験への扉を開きます。
「国際宇宙ステーションは、将来の長期ミッションのテストベッドとして機能しており、これらのタイプの作物成長テストは、微小重力で効果的に成長できる一連の候補を拡大するのに役立ちます.今後の試験では、宇宙飛行士の食事に生鮮食品を補うために、コショウやトマトなどの小さな果物だけでなく、他の種類の葉物作物も研究する予定です。」>
参照:「国際宇宙ステーションで栽培されたレタス作物の微生物学的および栄養学的分析」、Christina L. M. Khodadad、Mary E. Hummerick、LaShelle E. Spencer、Anirudha R. Dixit、Jeffrey T. Richards、Matthew W. Romeyn、Trent M. Smith、Raymond M. Wheeler、Gioia D. Massa、2020 年 3 月 6 日、Frontiers in Plant Science .
DOI:10.3389/fpls.2020.00199
