Gouden tijdperk voor superfood in space

Feit is dat de voedingshypes van op aarde anno 2018 zelfs tot in de ruimte doordringen. En dus staat er tegenwoordig ook quinoa op het menu. Meer zelfs, in astronautenkringen wordt al 25 jaar lang gesproken over de voedzaamheid van quinoa. Lang voor wij het begrip superfood hier zelfs maar in de mond durfden te nemen.

In 1993 publiceerde NASA al een studie waaruit bleek dat quinoa “veel potentieel heeft” om een ideaal voedingsmiddel voor astronauten te worden. Daarin stelt de Amerikaanse ruimtevaartmaatschappij dat “geen enkel voedingsmiddel alle nodige nutriënten kan aanleveren, maar quinoa – meer dan andere voedingsbronnen – komt daar toch wel zeer dicht bij in de buurt”.

Vlees vermijden

Met die lovende woorden heeft NASA rechtstreeks of onrechtstreeks bijgedragen tot de populariteit van het gewas. Wat voor astronauten voedzaam is, moet wel uitermate gezond zijn, zowel in de ruimte als op aarde.

Astronaut Frank De Winne, ruimtedokter Brigitte Godard, voedselproducent Paola Cane, kok Stefano Polato, microbioloog Natalie Leys en bio-ingenieur Siegfried Vlaeminck maken een en ander duidelijk.

“Astronautenvoedsel moet voldoende eiwitten, calcium, kalium, mineralen en vitaminen bevatten”, zegt Brigitte Godard. Dokter Godard is verbonden aan MEDES, het Franse Instituut voor Geneeskunde en Ruimtelijke Fysiologie, en begeleidde van 2010 tot 2017 astronauten bij het Europees Ruimteagentschap ESA. Daar stond ze onder meer in voor de medische opvolging van Samantha Cristoforetti, een Italiaanse astronaute die quinoasalade koos op haar persoonlijk menu tijdens haar verblijf in het ISS in 2014.

“Eigenlijk gaat het dus om dezelfde voedingsstoffen die we ook op aarde nodig hebben”, aldus dokter Godard. “Het grote verschil met voeding op aarde is dat astronauten meer van dichtbij opgevolgd worden. Anderhalf jaar à twee jaar voor vertrek ondergaan ze allerhande medische testen, zoals bloedtesten. Hun vitamine D-gehalte mag niet te laag zijn, om bot- en spierafbraak te voorkomen. Daarvoor krijgen astronauten steeds supplementen tijdens hun missie. Daarnaast mag hun ijzergehalte niet te hoog zijn en moeten ze voldoende eiwitten opnemen.”

IJzer hoopt vaak op in het bloed van astronauten. Hun bloedvolume trekt samen en daardoor treedt een verhoogde ijzeropslag op. Dat weten we uit studies van NASA en wordt beaamd door dokter Godard. “Sommige astronauten eten vaak vlees en vergroten zo de hoeveelheid ijzer in hun bloed nog meer”, waarschuwt ze.

“Voor astronauten is het belangrijk om hun vleesconsumptie binnen de perken te houden. Naast dierlijke eiwitten, die astronauten uit vlees halen, nemen ze het best zoveel mogelijk plantaardige eiwitten op, bijvoorbeeld uit graanrepen. Astronauten eten die graanrepen als tussendoortje of, als ze geen tijd hebben tussen tests door, als volwaardige lunch. Sommige van die graanrepen zijn gemaakt van quinoa.”

Quinoa is altijd goed

Volgens Paola Cane, Food Commercialization Manager bij Europese astronautenvoedselproducent Argotec, wordt er steeds vaker quinoa gegeten op het ISS. “Hoeveel juist weten we niet, want het meeste voedsel wordt aangeleverd door NASA en het Russische ruimtevaartagentschap Roskosmos, maar het is gebruikelijk. En dat is een goed idee, want de eiwitsamenstelling van quinoa is vergelijkbaar met die van vlees.”

“Een logische keuze”, vindt ook dokter Godard. “Quinoa is makkelijk verteerbaar, bevat geen gluten en is inderdaad zeer rijk aan eiwitten.”

Astronauten hebben die eiwitten nodig omdat in de ruimte hun spiermassa wegsmelt. “Tijdens hun verblijf op het ISS, goed voor zes maanden gewichtloosheid, verliezen ze gemiddeld 4 à 5 centimeter spieren”, weet dokter Godard. “Zonder zwaartekracht hebben ze de spieren in hun benen niet meer nodig. Die spieren gaan atrofiëren: ze worden dunner en verliezen aan kracht. Daarom is het belangrijk dat astronauten voldoende bewegen – ze sporten verplicht twee uur per dag – en natuurlijk evenwichtig eten, zodat hun gewicht stabiel blijft.”

Gevriesdroogd vs thermostabiel

Aan boord van het ISS is ruimte schaars en tijd kostbaar. Maaltijden moeten dus niet enkel evenwichtig zijn: ze moeten ook weinig ruimte innemen en snel te bereiden zijn.

Astronautenvoedsel wordt in aluminium verpakt: dat is magnetisch en zal dus niet rondzweven in het ruimtestation maar aan tafel blijven kleven. “De verpakkingen worden vacuüm gesloten”, zegt Paola Cane. “Die compactheid is belangrijk voor het gewicht – aan maximaal 10 gram per verpakking vervoeren we voedsel quasi aan nettogewicht – en voor de houdbaarheid.”

In de ruimte heb je geen koelkast. “Toch is de voeding tot 24 maanden houdbaar. Of zelfs langer, als het voedsel thermisch gestabiliseerd wordt.” Die techniek, waarbij de voeding in conserven bewaard wordt, is vergelijkbaar met pasteuriseren. “Het voedsel wordt verhit aan hoge temperaturen en onder zware druk, om alle bacteriën te doden.”

“Een andere mogelijkheid is gevriesdroogd voedsel”, gaat Cane verder. “Daarvoor wordt het water uit de voeding gehaald, zodat het bijna niks meer weegt. Vooraleer astronauten kunnen eten, moeten ze er water aan toevoegen op het ISS.”

“Astronauten kunnen en hoeven niet te koken aan boord van het ISS, daar hebben ze toch geen tijd voor”, zegt Stefano Polato, ruimtekok verbonden aan voedselproducent Argotec. “Voor de smaak verkies ik thermostabiel voedsel, dat bewaart de karakteristieken van de ingrediënten beter.”

Bonusvoedsel

“Smaak kan veranderen in de ruimte”, zegt chef Polato. “Gewichtloosheid heeft negatieve effecten op het lichaam. Cellen verouderen sneller in de ruimte dan op aarde. Ook de smaakpapillen worden daardoor getroffen, zeker in de eerste week na vertrek. Verschillende astronauten getuigden dat hun voeding helemaal anders smaakt. Vergelijk het met chemotherapie: kankerpatiënten die chemo ondergaan, proeven op een andere manier. Zo ook in de ruimte.”

“Daar had ik persoonlijk geen last van”, getuigt astronaut Frank De Winne, “maar enkele collega-astronauten wel”.

De Winne was in 2002 tien dagen aan boord van het ISS en in 2009 zes maanden lang. Voor zijn langere missie bereidde Franse topchef Alain Ducasse een deel van zijn voeding.

Het is niet ongebruikelijk dat gerenommeerde koks een menu samenstellen voor astronauten. Deense astronaut Andreas Mogensen werd in 2015 verwend door sterrenchef Thorsten Schmidt. Het menu van Brits astronaut Tim Peake werd opgesteld door kinderen die deelnamen aan de ‘Great British Space Dinner Contest’. Peake werd daarvoor weliswaar bijgestaan door tv-kok Heston Blumenthal.

“Ik heb lekker gegeten aan boord van het ISS”, zegt De Winne. “Naast het standaardvoedsel heb je ook een persoonlijk menu, zodat je op die zes maanden een à twee weken je lievelingskost kunt eten. Dat bonusvoedsel kun je delen met je medecrew, wat dan weer goed is voor de moraal.”

Mentale opkikker

Volgens ruimtechef Polato is gezond en lekker eten een fysieke én mentale opkikker. Daarom wordt sterk ingezet op bonusvoedsel, dat per astronaut verschilt naargelang zijn nationaliteit en zijn lievelingskost. “Je prestaties zijn beter als je lekker kunt eten. Het geeft een psychologische boost.”

Dat beaamt dokter Godard. “We doen wat we kunnen om te helpen, door middel van dat bonusvoedsel. Voeding wordt niet gezien als een prioriteit, maar het is goed voor de moraal. Als astronauten geen slechte ervaring hebben met eten, zullen ze sneller geneigd zijn om nog een tweede keer naar de ruimte te willen. Ikzelf heb nog geen klachten gehoord.”

“Het zijn gouden tijden voor astronautenvoedsel”, vindt De Winne. “Er is veel keuze aan boord van het ISS. In de toekomst, bij langetermijnmissies, zal dat misschien anders zijn. Dan zullen we veel meer moeten gaan optimaliseren. Nu kun je nog bonusvoedsel toevoegen aan het menu ter ondersteuning van astronauten. Als je straks enkel groene koekjes krijgt op weg naar Mars, zal de ervaring iets minder zijn.”

Voedsel van de toekomst

Die groene koekjes waar De Winne het over heeft, daar weet Natalie Leys, microbiologe aan het Studiecentrum voor kernenergie SCK•CEN, alles van. Met het internationaal project MELiSSA, dat uitgaat van ESA, hoopt ze in de ruimte voedsel te produceren uit afvalstromen. Groene koekjes, bijvoorbeeld, van zelfgekweekte spirulina: eiwitrijke microalgen die aan fotosynthese doen en dus voor zuurstof zorgen aan boord.

“Het klinkt gek, maar we rekenen in de ruimte nog te veel op moeder aarde”, zegt Leys. “Astronautenvoedsel is afhankelijk van cargoshuttles, bevoorrading wordt bij wijze van spreken aangeleverd met een rugzakje op het ISS. Voor langetermijnmissies is dat niet haalbaar. We moeten af van dat rugzakmodel en zelf voeding kweken op een efficiënte manier.” Hoe? “Niet in potgrond, want dat gaat zweven bij gewichtloosheid en Mars is niet vruchtbaar. Wel in waterbakjes, als hydroculturen, met de nodige bemesting.”

Daarvoor zal nog meer gerecycleerd moeten worden aan boord. “De grootste producent van afvalstoffen is de astronaut zelf. Zweet en urine wordt nu al omgezet in drinkbaar water.” MELiSSA gaat nog een stap verder. “Adem, zweet, urine en fecaal materiaal kunnen ook gerecycleerd worden tot meststof om planten te kweken.”

De astronaut van de toekomst wordt veganistisch. “We willen zo efficiënt mogelijk afvalproducten omzetten en dieren eerst voeden om ze dan zelf te eten is nu eenmaal minder efficiënt dan een plantaardig dieet”, zegt Leys. Of quinoa ook meegaat richting Mars, is nog maar de vraag. Technisch gezien kan het voldoende tegen straling. “Maar we focussen momenteel op planten, tarwe, soja en microalgen zoals spirulina.”

Topchef Alain Ducasse, die eerder voor De Winne kookte, maakt ook deel uit van MELiSSA om de zelfgekweekte astronautenvoeding van de toekomst zo goed mogelijk te laten smaken. NASA-astronaut Kjell Lindgren heeft in 2015 alvast sla van eigen kweek mogen proeven. En dat smaakte. “Als je zelf iets kweekt, smaakt het automatisch beter: dat heeft met psychologie te maken”, zegt Brigitte Godard.

NASA onderzoekt momenteel of astronautenvoedsel bovendien 3D-geprint kan worden. Daar is dokter Godard minder voor te vinden. “Liever gekweekte groenten: printen is minder natuurlijk, veeleer chemisch.”
Nochtans kan 3D-printen bijdragen aan de smaak van het voedsel, vindt Leys. “Je kunt voedsel printen in een vorm die er aantrekkelijker uitziet om op te eten dan een papje. Als het herkenbaar is, wordt het misschien meer psychologisch aanvaardbaar.”

En dat is belangrijk volgens Leys. “Iemand drie jaar heen en terug naar Mars sturen zonder eten dat hij zelf lekker vindt, is een nefaste missie”, meent de microbiologe. “Al wordt dat wel een uitdaging, want in de ruimte zal de diversiteit beperkt zijn.”

Terug naar aarde

Diversiteit in voeding, dat zijn astronauten gewoon van op aarde. “Hier zijn we verwend”, zegt professor Siegfried Vlaeminck, bio-ingenieur aan de UAntwerpen die ook meewerkt aan MELiSSA. “We gaan naar de winkel en kiezen waar we zin in hebben, zonder strikt te kijken naar calorieën en essentiële voedingsstoffen. Eigenlijk kunnen we veel leren van astronautenvoedsel.”

“Onze eigen landbouw is helemaal niet efficiënt. In Vlaanderen komt 86 procent van de stikstof en fosfor terecht in de atmosfeer of het oppervlaktewater. Zoveel inefficiëntie helpt enkel de opwarming van de aarde en het verlies van biodiversiteit in de hand.” En daar knelt het schoentje volgens Vlaeminck. “We zien ons milieu te veel als een oneindige buffer. In een ruimteschip hebben we die buffer niet: je kunt geen gassen uitstoten die toxisch zijn of de capsule gaan opwarmen of vervuilen. En dus moet je wel de hoogste efficiëntie nastreven.”

“Op aarde hebben we te veel het idee dat we ons kunnen permitteren dat we zo aan het vervuilen zijn”, besluit Vlaeminck. “Maar dat is niet zo: die rekening komt nog. Grondstoffen zijn eindig en het milieu kan niet blijven optreden als buffer. Het kantelpunt van die bufferwerking is bijna overschreden. We zouden dus beter nu al lessen trekken uit het astronautenvoedsel van de toekomst.”

Met medewerking van Maxim Mommerency en professor Danny Geelen.