Washington State University-forskare har utvecklat ett sätt att tredubbla hållbarheten för ätfärdiga makaroner och ost, en utveckling som skulle kunna ha fördelar för allt från rymdresor till militär användning.

Om människor åker till Mars, de behöver mat. Mat som inte förstörs under den långa resan mellan planeter, och medan de är på ytan.

För närvarande, plastförpackningar kan hålla maten säker i rumstemperatur i upp till tolv månader. WSU-forskarna demonstrerade i en ny artikel i tidskriften Livsmedels- och bioprocessteknik de kunde hålla ätfärdiga makaroner och ost säkra och ätbara med utvalda näringsämnen i upp till tre år.

"Vi behöver en bättre barriär för att hålla syre borta från maten och ge längre hållbarhet som liknar aluminiumfolie och plastlaminatpåsar, sa Shyam Sablani, som leder teamet som arbetar för att skapa en bättre skyddsfilm. "Vi har alltid tänkt på att utveckla en produkt som kan gå till Mars, men med teknik som också kan gynna konsumenterna här på jorden."

Förutom att ha rymdresor i åtanke, forskarna arbetar nära den amerikanska armén, som vill förbättra sina "Meals Ready to Eat" (MRE) för att hålla sig välsmakande och hälsosamma i tre år.

I smakpaneler utförda av armén, mac och ost, nyligen testad efter tre års lagring, ansågs lika bra som den tidigare versionen som lagrades i nio månader.

Hur det fungerar

Själva maten steriliseras med hjälp av en process som kallas det mikrovågsassisterade termiska steriliseringssystemet (MATS), utvecklad av WSU:s Juming Tang. Maten ska steriliseras i plast, sedan metall, som plåtburkar, kan inte värmas i mikrovågsugn och glas är ömtåligt och inte ett föredraget val av förpackning för MRE. Glas är också för tungt för militär eller rymdanvändning.

Att lägga till en metalloxidbeläggning på ett lager av plastfilmen ökar avsevärt den tid det tar för syre och andra gaser att bryta igenom.

Metalloxidbeläggningstekniken har funnits i nästan 10 år, men det utvecklar sprickor när det utsätts för steriliseringsprocesser. Det äventyrar så småningom livsmedlets hållbarhet, sa Sablani, professor vid WSU:s institution för biologisk systemteknik. WSU-forskare har arbetat med förpackningsföretag för att utveckla nya filmer som håller syre och ånga ute längre.

Förpackningsfilmerna är gjorda av flera lager av olika plaster. Dessa få mikron tunna lager har olika syften, som att vara en bra barriär, bra för tätning, god mekanisk styrka, eller bra för utskrift, Sa Sablani.

"Vi är glada över att ett överskikt av organisk beläggning på metalloxid hjälpte till att skydda mot mikroskopiska sprickor, ", sade han. "Flera lager av metalloxidbeläggning har också ökat barriärprestandan. Vår forskningsstyrda utveckling av nyare högbarriärförpackningar."

Tester i verkligheten

För att säkerställa att processen fungerar fullt ut, armén planerar att göra tester under fältförhållanden. Så dessa nya MRE kommer att lagras längre, skickades sedan till utplacerade soldater för att äta på fältet.

"Om de gillar smaken på den förpackade maten där, då är det det ultimata testet av nya filmer, sa Sablani.

Teamet väntar inte de tre åren för att testa resultaten av varje ny film. Att förvara den förpackade maten i en inkubator på 100 grader Fahrenheit påskyndar snabbt matkvalitetsförändringarna i en jämn takt. Sex månader i inkubatorn motsvarar tre år vid rumstemperatur, medan nio månader motsvarar nästan fem år, Sablani sa.

Rymdtestning

För rymdresor, det är inte riktigt möjligt att fälttesta för en resa till Mars. Men Sablani planerar att nå ut till NASA för att prata om hur man testar WSU-filmerna för att se till att förpackad mat förblir ätbar på ett rymduppdrag där misslyckande inte är ett alternativ.

"NASA känner till vårt arbete, men vi har precis kommit till den punkt där vi kan prata med dem med en beprövad produkt, " Sablani sa. "Vi hoppas kunna utarbeta ett sätt att testa dessa produkter på den internationella rymdstationen i framtiden för att visa att maten är säker efter långtidsförvaring."

NASA kommer att kräva lagring i upp till fem år för mat, så det är vad laget jobbar på nu. De åldrar för närvarande andra recept som kommer att smaktestas när de når femårsstrecket.

Flera typer av uppdragsplaner har föreslagits för en resa till Mars. Den femåriga lagringen av livsmedel inkluderar vissa inbyggda säkerhetskrav, Sablani sa.

Det kan innebära en cirka nio månaders restid från jorden till Mars, ungefär femhundra dagar på eller kretsar kring Mars, och en restid på cirka nio månader för att återvända till jorden. Den extra lagringstiden är nödvändig om uppdraget försenas och upptäcktsresande måste stanna längre.