航天員的太空飲食催化營養食品新科技

特醫食品？

它與航天員有著什么關系？

隨著營養科學及現代食品科技的發展，

特醫食品發展帷幕正式拉開。

營養是健康的重要物質基礎。《國民經濟和社會發展“十三五”規劃綱要》和《“健康中國2030” 規劃綱要》中均明確提出制定實施國民營養計劃，作為提高國民健康水平，保障和改善民生的重要舉措。這意味著“營養”的要義，從個人自我管理健康、均衡的飲食，上升到國家層面來合理統籌國民的“舌尖飲食”。

近年來，我國人均壽命從20世紀50年代的50多歲延長到70多歲。這既得益于醫療條件的提升，也得益于營養供給能力顯著增強。但我們還應看到，受社會經濟發展水平不平衡、人口老齡化、不健康生活方式等影響，國民營養不足與營養過剩并存等問題仍普遍存在。

“營養不良最為好發的人群，并不是城鄉的貧困者，而是在醫院診療的病人。”也正因此，中國航天員科研訓練中心航天營養與食品工程重點實驗室助理研究員董海勝表示，醫院的病人對營養支持的需求最為迫切，特殊醫學用途配方食品（以下簡稱“特醫食品”）應需而生。

起源于航天食品，在臨床“發光發熱”

什么是特醫食品？為了滿足進食受限、消化吸收障礙、代謝紊亂或特定疾病狀態人群對營養素或膳食的特殊需要，專門加工配制而成的配方食品。該類產品必須在醫生或臨床營養師指導下單獨食用 或與其他食品配合食用。

說起特醫食品的興起，你一定想不到竟然跟航天有關。1957年，美國Greenstein團隊為了解決宇航員在太空的飲食問題，配制了一種水溶性化學組成明確膳（Chemically Defined Diet，CDD），即要素膳。其中含有18種氨基酸、葡萄糖、玉米油或亞油酸乙酯、礦物質與維生素。進入20世紀60年代后，紐迪希亞（Nutria）公司開始正式生產醫學營養品，并推出了Nutria 2000，特別提供給一些有特殊飲食需要的病人，臨床效果良好。

起初用于航天的這種化學成分明確的飲食后來廣泛應用于臨床，通過口服或管飼等方式經胃腸道提供代謝需要的能量及營養基質。據董海勝介紹，在中國，這種腸內營養制劑起初被當做藥品管理，近年來歸為食品。從歸屬上看，特醫食品隸屬于特殊膳食用食品，與嬰幼兒食品、運用營養食品、孕婦配方食品、低能量食品并列。

“特醫食品在臨床應用的優勢主要體現在符合人體生理特征。”董海勝說，特醫食品是通過人的消化道代謝和吸收，使用更安全。通過改善病人的營養狀態，可以顯著提高治愈率，降低并發癥和病死率，縮短住院時間，總體上降低費用。臨床上已經形成一個共識：當腸道有功能，且能安全使用時，就可使用特醫食品。

當然，在具體應用時，還要提前對住院病人進行一個細致的“體檢”。“首先我們確認病人是否存在胃腸功能障礙，如果存在胃腸功能障礙，我們就采用易消化的配方，更容易代謝吸收。”董海勝表示，之后還要考察一系列的指標，包括是否需要限制液體攝入量，是否有糖尿病，是否存在脂肪吸收障礙，是否存在腸胃道動力障礙等，并給出適合其體質的配方。

航天員罷食，由此迎來美好“食代”

特醫食品的雛形源于航天需求，并在后來很好地服務于航天員群體。經過幾十年的發展，科學家們發現，太空的特定環境對人的影響是制約航空發展的一個主要因素，這包括失重、噪聲、振動、輻射、晝夜節律改變、狹小生活空間、有害氣體及心理應激等，這些因素都會直接或間接對人類機體多個生理系統產生不利影響，比如心理功能障礙、太空運動病、心血管疾病、骨質疏松及肌肉萎縮等。

這也就能解釋，為什么航天員在出征時都是颯爽英姿，太空飛行半年后返回時大部分是半臥位或平躺的，他們需要較長時間的療養恢復和地球環境的再適應。

航天食品研究者們面臨的主要問題就是在失重環境下航天員進食過程受限、體液丟失、免疫功能降低、胃腸功能減弱、味嗅覺發生變化、主動飲水較少、腸道菌群出現紊亂……這些航天食品需求恰恰與特醫食品的定義相吻合。

眾所周知，最初的航天食品主要是牙膏食品或者壓縮狀食品。毋庸置疑，這種航天食品營養充足且食用安全，但口感實在不敢恭維，食品的色、香、味、形等屬性更是無從提及。

因為這一點，歷史上就曾出現航天員罷食事件，還迫使當局改進航天食品系統。科學家先在空間實驗室開展了專門的航天營養代謝試驗，發現人體消化道的構造非常巧妙：即使在微重力環境下也可以正常進食。也就是說，最初所顧慮的塊狀食品可能會卡在喉嚨或食管里面，引起窒息的風險是不存在的。

隨著科技的發展，航天食品得以不斷豐富，脫水食品、自然食品、罐頭食品、烘焙食品、糖果、奶制品等紛紛出征太空，種類達到了數百種，航天員甚至還吃上了新鮮水果。太空廚房系統也進一步升級，可以在軌加熱、有多功能餐桌，航天員們還可以向地球的我們展示失重環境下飄浮的食品。

長期載人航天飛行員經常執行一些艙外任務，需要出艙活動，從航天器密閉艙內穿上笨重的艙外航天服出來，安裝、維修或者更換航天器外部部件，開展艙外試驗等。對于載人登月、載人火星探測來說，月面或者星面科考行走等任務，艙外活動更加頻繁，時長達數小時，任務期間進食飲水保障能量和營養素的供應是必要的。

由于跟在飛行艙內進食有很大不同，這就回歸到了最初的全營養配方食品，也就是特醫食品。艙外活動食品可以是袋裝粉末或液體形式，固定在胸部，吸管放置在口腔附近。航天員著服后按需食用，通過牙齒控制食品供給開關。

董海勝所在團隊成功研制了一種艙外服飲食裝置，全稱為“航天用功能性全營養流食及其制備方法”，可以供水也可以供給全營養液。其中含有蛋白質、碳水化合物、脂肪、維生素、礦物質等營養物質，還添加了益生元、丙谷二肽及藥食同源組分，具有促進傷口愈合、調節腸道菌群、延緩骨丟失等效果。目前已獲得國家發明專利授權。

國內企業興致勃勃，產業發展正逢其時

美國食品藥品監督管理局（FDA）最早于1988年就出臺了特醫食品生產和監管的指導原則，隨后歐盟、日本、澳大利亞、新西蘭等國也相繼出臺標準、法令。中國的特醫食品則是在2013年取得了合法身份和地位，近幾年來，關于特醫食品的法規和標準陸續出臺，一些直接相關標準正在制定、立項或修訂，產業發展迎來好時機。

2016年7月1日，《特殊醫學用途配方食品注冊管理辦法》開始實施。其中規定了特醫食品的生產企業要自建生產線，不允許代加工。董海勝介紹，特醫食品工藝主要分為三類：干法混合工藝、濕法噴粉工藝和液體工藝。目前，國內企業多采用干法混合工藝，濕法噴粉工藝比例較小。

舉例來說，干法混合工藝適用于粉劑產品，其中微量成分分布的均勻性是個問題。“如果把一克鹽投到一噸菜里，如何保證均勻性是很大的問題。” 董海勝說，液體工藝的生產線投入量最大，技術門檻最高，但是液體產品的穩定性是一個難點。

“現在國內很多企業想投入生產特醫食品，但是我們發現原料百分之七八十需要進口，工藝設備也來自國外。”董海勝認為，國內的原料生產廠家一方面要把原料的質量提升上來，另一方面還要把工藝設備做得更加穩定，更加耐用。同時，特醫食品要遵循綠色健康的加工工藝，采用噴霧冷凍干燥技術以減少營養素損失，通過超高壓冷殺菌技術、無菌均質技術得以保留食品優良的色香味。此外，鋁塑復合膜袋裝、玻璃瓶裝、桶、罐等多樣化的包裝形式，既能實現與臨床上的無縫連接，也能適用于更多的環境。

“特醫食品的概念和形式是現代營養學、醫學、食品科學、現代食品加工技術的融合結晶，需要臨床營養、醫療、食品加工等領域人員的通力合作。”董海勝說，當前的特醫食品大部分是參考國外成熟經驗的做法，是化學組分明確的食品組方。如何將特醫食品與中華飲食文化相結合，探索藥食同源原料 的應用，還需要有責任的企業家和科研機構沉下心來，耐心完成大量的基礎研究工作。

“全營養配方食品將是航天食品的組成之一。”對于未來的發展方向，董海勝還建議，特醫食品可以與腸道微生態、腸道菌群平衡有機結合。同時，有針對性地制定個性化營養方案，滿足病人的個性化需求，也是未來特醫食品發展的一個方向。

1. 美國Greenstein團隊為了解決宇航員在太空的飲食問題，配制了一種水溶性化學組成明確膳

2. 航天員甚至還吃上了新鮮水果

3. 宇航員的食物