介绍
酸奶及其健康益处
几千年来，人类通过发酵食品消耗微生物。发酵乳制品，如酸奶和奶酪，作为功能性食品受到高度重视，并因其积极的健康作用而被广泛消费。2014 年，国际益生菌和益生元科学协会 (ISAPP) 将益生菌定义为“在摄入足够量时可为宿主带来健康益处的活微生物”。[ 1 ]。益生菌（促进生物健康）微生物主要源自乳杆菌、乳球菌、双歧杆菌、片球菌或芽孢杆菌属，其中乳杆菌是最常用的益生菌（Georgieva 等，2015）。益生菌种类繁多，包括保加利亚德氏乳杆菌及其酸奶发酵剂伴侣唾液链球菌亚种。嗜热乳杆菌、干酪乳杆菌、植物乳杆菌、嗜酸乳杆菌和 三种 双歧杆菌。发酵食品通过直接益生菌效应（涉及活微生物）和间接生物效应（由微生物代谢物产生）提供健康益处。具体效果因品种和发酵过程而异。瑞士乳杆菌可以通过抑制病原体、改变肠道微生物群、调节免疫系统和改善老年人的认知功能来影响人类健康。干酪乳杆菌代田菌株，以活细胞形式口服所需剂量，可增强肠道功能和代谢活性，有益于人体健康。益生菌的主要好处是它们能够帮助恢复肠道微生物群的平衡[ 2 ]。长期以来，据报道益生菌有助于治疗各种胃肠功能障碍。它们还被描述为有助于对抗氧化应激、改善粘膜免疫力 [ 3 ] 和增强全身免疫力 [ 4]]。因此，他们可能有助于引入新的功能性产品，丰富日常菜单。此外，此类益生菌 LAB 物种除了具有营养品质外，还可有助于生产具有积极健康影响的功能性食品。这将非常有价值，尤其是在限制条件下，例如长期太空任务或在不利的自然地点进行探险。

保加利亚乳杆菌在充满挑战的环境中的优势
酸奶微生物群含有至少 10 6  CFU（菌落形成单位）/gr 活乳酸菌（LAB），可为消费者提供每日剂量的益生菌。保加利亚乳杆菌最初被命名为保加利亚芽孢杆菌，代表了人类对现代科学的历史性贡献，标志着世界上第一个促进健康的食品的诞生。由两种特定且明确的活体和活性细菌菌株组成，即德氏乳杆菌 亚种。b ulgaricus 和 嗜热链球菌，保加利亚酸奶的主要好处是其益生菌含量高，可支持消化和健康的肠道 [ 5]。保加利亚酸奶中的益生菌菌株具有抑制有害细菌生长的能力[ 6 ]。

在全球实验和临床研究的支持下，保加利亚乳杆菌已表现出显着且多样化的健康益处 [ 2 , 7 ]。在牛奶发酵过程中，共生伙伴——保加利亚乳杆菌和嗜热链球菌会产生多种代谢物，称为后生元。它们是调节健康肠道稳态、克服生态失调以及通过肠脑轴进行交流的主要因素，还有助于多种生理功能和系统。保加利亚乳杆菌的独特之处在于同时分泌 L (+) 和 D (-) 乳酸，具有强大的抗氧化和抗癌作用。这与其他益生菌微生物不同，后者仅分泌 L (+) 乳酸 [ 2]。通过生产具有各种有益效果的后生元，酸奶中乳酸菌的细胞裂解物已被证明可以刺激免疫系统、调节胃肠道功能并维持微生物菌群。它们可以降低癌症风险，在放射治疗期间提供保护，调节胆固醇并抑制病原体感染。基于独特的β半乳糖苷酶活性，保加利亚乳杆菌可能有助于克服乳糖不耐受问题。此外，保加利亚乳杆菌还产生保加利亚霉素，这是一种耐热抗菌物质，可有效对抗强毒菌株 [ 8 , 9]。与其他乳酸菌益生菌相比，其对结肠粘膜的优异粘附性和快速繁殖能力增强了其治疗和解毒能力。它对女性特别有益，它类似于阴道乳酸菌群，强调了其在促进健康方面的重要性[ 10 ]。这些科学数据创造了一个新概念，即酸奶和其他发酵乳制品作为极端或不利条件下不可或缺的营养成分的潜力。

酸奶与极端条件下的生活
多年来，对保加利亚酸奶优势的不断研究凸显了其作为一种强大而营养的食物来源的重要性，特别是在充满挑战的环境中。这种坚持不懈的研究强调了保加利亚乳杆菌的恢复能力及其适应性，巩固了其在各种条件下作为有价值的益生菌的声誉。20世纪90年代， 保加利亚乳杆菌被 用于生产宇航员益生菌功能食品，并在第二名保加利亚宇航员太空飞行期间进行了测试[ 2,11,12 ]。

作为 2022-2023 年保加利亚南极考察的一部分，我们进行了另一项实验，以测试源自水的保加利亚乳杆菌 DWT1在为期 150 天的南极洲航行期间，在极端温度和条件下对人类健康和福祉的积极影响。该研究包括 20 名水手参与者，他们暴露在充满挑战的环境和不利的工作条件下 [ 13 ]。

同样，在 20 世纪 90 年代对 56 名保加利亚空军飞行员进行的一项研究中，益生菌食品，特别是含有保加利亚乳杆菌的食品，是在充满挑战的条件下服用的。研究结果表明，总胆固醇、坏胆固醇和甘油三酯减少，同时好胆固醇增加。此外，还观察到保加利亚乳杆菌在调节血糖水平和增强免疫反应方面发挥作用。另一项涉及类似数量志愿者的研究是在模拟沉船条件下进行的。结果显示，摄入益生菌有助于维持体重、手臂肌肉力量和电解质平衡[ 13 ]。

肠道微生物组和保加利亚酸奶
肠道微生物组多样性是指人类肠道中存在和生活的多样化且复杂的微生物群落[ 14 ]。多样化的肠道微生物群与许多健康益处相关，包括更强的免疫系统、改善消化和更好的心理健康。然而，肠道微生物组可能会因各种对其平衡产生负面影响的因素而发生显着改变，例如压力、抗生素的使用以及不健康或有限的饮食[ 15 ]。肠道细菌的这种不平衡（称为菌群失调）会促进肠道炎症[ 14]。这会导致各种健康问题，包括消化问题和感染易感性增加。因此，肠道微生物组的多样性对于身体健康至关重要，并且需要保持平衡，特别是对于那些肩负着殖民包括火星在内的任何星球的使命的人们来说。宇航员的健康面临着一些挑战，这些挑战可能会对他们的肠道微生物组产生负面影响，并可能导致许多健康问题。这些挑战包括辐射暴露、微生物群的变化、压力以及有限且单调的饮食。这种饮食不能刺激肠道稳态，而肠道稳态对于太空旅行至关重要[ 16]。此外，长期探索任务的主要目标应该围绕太空旅行者肠道微生物群的健康。为了减轻这些影响，宇航员的饮食中必须包含功能性食品，例如保加利亚酸奶，它可以促进肠道微生物群的多样性，并对体内平衡和整体健康产生积极影响。

酸奶是一种无可替代的有价值的食品，具有数百年的传统，适合各个年龄段。患有各种疾病的人即使在不能吃其他食物的情况下也可以食用它。保加利亚酸奶是一种传统的发酵乳制品，已有数千年的食用历史。它是由两种特定的乳酸菌菌株（德氏乳杆菌保加利亚亚 种 和链球菌）发酵牛奶制成的。嗜热菌[ 5 ] 并被联合国粮食及农业组织食品法典认可和定义为发酵乳制品 [ 17]。食品法典委员会认识到活细菌的优势品质，因此将“发酵乳”和“酸奶”的定义限制为仅涵盖含有活菌的产品。这些细菌共生，这意味着它们在发酵过程中彼此受益，将乳糖（牛奶中的天然糖）转化为乳酸，从而赋予酸奶特有的浓郁风味和浓稠质地[ 18 ]。它含有大量活的有益细菌[ 5 ]，被广泛认为是益生菌食品。脚注1益生菌是有益微生物，可以通过增加肠道微生物组的多样性来改善肠道健康[ 19 ]。这些细菌产生乳酸，有助于保存酸奶，赋予其浓郁的味道。通过食用这种开胃又营养的产品，宇航员可以确保他们获得充足的益生菌供应，并在火星或任何其他行星任务中保持健康的肠道微生物群。保加利亚酸奶因其 pH 值和生产结束时存在的大量有益细菌培养物（充当防腐剂）而以其较长的保质期而闻名。它还可以承受高温、潮湿和暴露在空气中，而不会降低其质量或安全性[ 20]。它能够承受恶劣的条件，使其成为带到火星的理想食品，因为它可以在不冷藏的情况下长期保存。因此，宇航员将能够享受健康营养的零食，而不必担心变质。

作为益生菌的良好来源，保加利亚酸奶与健康和长寿有关[ 6,7,21 ]。此外，它被认为可以减少便秘症状和改善情绪 [ 22 , 23]。酸奶微生物群的代谢活性可促进肠道中有益细菌的生长，从而改善消化、增强免疫力和改善心理健康。保加利亚酸奶还含有蛋白质、钙和其他必需营养素，使其成为执行火星任务的宇航员饮食中健康有益的补充。酸奶的药用和膳食特性由两个因素决定：（i）在保加利亚乳杆菌和链球菌的作用下，乳酸发酵过程中牛奶的成分和变化。嗜热菌，以及（ii）其对消化道和其他器官作用的动态。这项研究的目的是探索如何在太空旅行中使用酸奶，特别是它在长期探险（例如火星任务）期间支持宇航员肠道健康的潜力。它还旨在开发和评估可在完全模拟真实行星任务条件下使用的酸奶制作配方。

之前对保加利亚酸奶的研究在一定程度上忽视了其独特的整体健康益处以及对肠道微生物群和总体健康的积极影响。当考虑到它作为宇航员饮食选择的一部分的潜力时，这种监督变得尤为重要。鉴于为宇航员提供多样化和新鲜饮食的持续挑战，强调其在太空条件下易于准备是一项显着的成就。保加利亚酸奶可以提高宇航员在火星任务期间的表现吗？

火星沙漠研究站
这项研究的试验场是位于美国犹他州沙漠的火星协会火星沙漠研究站（MDRS）。该站是众多地面模拟站点之一，也称为“太空模拟站点”，位于地球的不同部分。该任务的栖息地与文明隔绝，不向公众开放[ 24 ]。它位于与火星有相似之处的位置 [ 25]。火星模拟栖息地在培训宇航员、工程师和研究人员应对未来载人火星任务中将面临的挑战方面发挥着至关重要的作用。这些专门设施容纳了一小群志愿者，让他们沉浸在模拟红色星球恶劣条件的环境中。这些模拟可以持续几天到一年多，使参与者能够适应在类似太空条件下生活和工作的心理、身体和技术要求[ 25]。所有这些模拟任务都有一个显着特征：它们假设月球或火星等天体过去或现在的地质、环境或生物条件。模拟站背后的想法是解决大量挑战，并收集有关计划中的人类和机器人探索外星环境任务的优势、局限性和可行性的数据。人类飞往火星的太空飞行计划在未来十年进行[ 26 ]。模拟站有助于制定协同人类和机器人努力的策略，从而加强科学探索。测试地点各不相同，包括南极、海洋、沙漠以及北极和火山环境。

MDRS 是火星协会私人运营的太空模拟研究设施。其主要目标是支持基于地球的研究，重点是开发人类太空探索所需的技术、操作和科学知识。该设施举办为期九个月的实地考察季节，为专业科学家、工程师和各级大学生提供培训机会，专门为他们在火星上的人类行动做好准备。该设施的相对隔离使得严格的实地研究和人为因素研究成为可能。大多数宇航员在受控环境中的模拟火星任务的约束下执行任务，持续时间为 2-3 周。MDRS的优势在于校园坐落在与火星地质非常相似的景观中，为模拟实际太空任务的严格实地研究提供了宝贵的机会。从分析的角度来看，这些模拟栖息地为了解人类适应外星环境的复杂性提供了宝贵的见解。通过让志愿者经历长时间的隔离和资源限制，研究人员对长期太空旅行所需的心理弹性有了深刻的了解。此外，这些模拟使工程师能够测试和完善维持火星生命所必需的技术，在面临前所未有的挑战时促进创新和解决问题。随着人类越来越接近星际旅行的现实，从这些模拟任务中收集的知识变得很有用，

这些模拟任务的一个重要方面是食物，反映了维持生计和太空旅行需求之间的复杂平衡。对太空食品的严格要求必须稳定、持久、紧凑、轻便且易于制备 [ 27 , 28] 不仅仅是便利，而是直接影响宇航员身体健康的重要因素。此外，在恶劣的太空环境中，资源有限，每一点重量都很重要，太空友好型食品的开发证明了人类的聪明才智。这些食物不仅满足基本的营养需求，还必须保留必需的矿物质、酶和其他容易随着时间的推移而降解的营养素。食品技术的这一方面不仅仅是为了方便。这是一门细致的科学，确保宇航员获得必要的食物以保持最佳健康并防止长期失重造成的衰弱影响。适当的营养对于确保宇航员保持健康的身体并防止在部署期间骨骼和肌肉损失至关重要[ 16]。

在火星上维持强大健康的肠道微生物组多样性
太空探索使我们能够通过研究太阳系和其他现象来测试和验证在地球上发展起来的科学理论，例如了解重力、磁层、大气、流体动力学和其他行星的地质演化。此外，太空探索对于潜在发现新生命和成为太空旅行物种的前景至关重要。它在粮食种植、可持续性、促进健康的地球生活 [ 29 ] 和提供完整营养 [ 30]方面也具有重要意义。]。火星任务和地球以外任何探险的成功将在很大程度上依赖于对微生物组及其对宇航员个体健康的深远影响的了解。微生物组的作用至关重要，因为它不仅影响船员的福祉，还影响飞船的完整性和团队的凝聚力，以及安全食品供应的可用性[26 ]。食物的重要性延伸到人类生理学的各个方面，因为它要么有助于良好的健康，要么导致严重的健康问题。

目前地球以外的宇航员可以选择的食物主要包括脱水产品[ 29 ]，偶尔补充中间水分产品，例如干果[ 31 ]。也有极少数情况下食用冷冻、新鲜、热稳定食品（例如罐头食品）和辐照食品（例如肉类）[ 29 , 31]。宇航员离开地球越远，维持他们的营养就变得越来越困难。例如，载人火星任务可能需要在太空中提供长达五年的食物。目前的方法包括为宇航员提供冷冻干燥且耐储存的食物，这些食物可以很容易地再水化以进行准备。冷冻干燥可保留高达 98% 的原始食品营养，同时将其重量减少至仅初始值的 20% [ 28 ]。研究表明，太空旅行可能会破坏健康的肠道微生物组，这对于在长期太空任务期间保持平衡和整体健康至关重要[ 16]。虽然维持健康的微生物组对于长途太空旅行至关重要，但有多种因素限制了肠道细菌的多样性。改善肠道健康的一种策略是为太空旅行者提供新鲜食物、益生菌和益生元，它们有可能增强太空旅行者肠道微生物组的平衡。然而，当冻干或冷冻时，有益细菌的活力是不确定的。

研究类型、工作假设和研究目的
这项研究本质上是实验性的。该项目旨在以现有研究为基础，强调酸奶（尤其是保加利亚酸奶）的积极影响，探索其在新鲜食物稀缺的长期星际任务中对宇航员的潜在应用。该实验的独特之处不在于酸奶消耗本身，而在于制作酸奶所采用的方法：使用奶粉并绕过通常与此类过程相关的复杂实验室条件的需要。该研究试图证明将新鲜制作的酸奶纳入宇航员饮食的可行性，展示其潜在的好处，尽管太空中没有新鲜农产品。此外，保加利亚酸奶被认为是一种多功能成分，适用于各种烹饪应用，给菜单增添新奇感。该实验的独特之处在于在太空条件下制作酸奶的创新方法，使用了最少添加的乳酸菌。此外，机组人员在任务期间接受了生产酸奶的培训，突显了该方法对太空环境的适应性，尽管他们拥有先前的知识和技能，这标志着太空食品研究迈出了重要一步。

一些研究人员认为，益生菌和益生元可能是在长期太空任务期间促进健康肠道微生物群的有价值的策略[ 16 ]。因此，将新鲜制作的酸奶引入宇航员的饮食中被认为有可能改善他们的整体福祉和健康。为了实现这一目标，我们建议每天定期摄入含有超过 100 万/克菌落形成单位 (CFU) 的活乳酸菌（嗜热链球菌和德氏乳杆菌保加利亚亚种）的酸奶文化）作为促进宇航员微生物组健康的策略。这种方法既可行又可行，因为所需的干燥粉末成分，包括酸奶生产所需的乳酸菌（LAB）和牛奶，可以在星际任务期间以易于获取的形式（脱水、冻干等）提供。乳酸菌可以以冻干形式长期储存[ 32 ]，从而可以根据需要使用散装储存的长保质期奶粉制作含有活细菌的天然新鲜酸奶。

因此，这项研究的目的是调查酸奶在太空旅行中的应用，特别是它在火星探险等长期任务中增强宇航员自我报告的肠道健康的能力。该研究的重点是创建和评估适合实际行星任务条件的酸奶制作方法、参与者对最终产品的整体看法以及酸奶制备的难度程度。

人口统计
所有模拟火星任务都有严格的最大乘员限制，最多为六人（n = 6) 成员。与宇航员的选拔标准类似，宇航员候选人需要满足各种要求，包括健康状况、耐力、心理状况、专业知识和生活经历。根据允许的任务设备参数，参与本研究的模拟任务人员由六名健康女性组成，年龄从20岁出头到50岁出头，来自不同的专业和不同的国际背景。此次选择是基于个人经验和资格，符合任务前确定的每个机组人员角色的要求，以及当时（2022 年）与国际旅行相关的其他要求，例如强制性全面接种 Covid-19 疫苗。

作为模拟火星任务要求的一部分，禁止与对照组进行实验或对研究参与者进行实验操作。这一限制是由任务参数决定的，限制部分对此进行了进一步阐述。抽样设计和样本量论证是在这些限制范围内制定的。

材料、成分、设备和方法
在模拟火星任务期间，由六名模拟宇航员组成的机组人员每天进行涉及保加利亚酸奶生产和消费的实验。在参与者中，只有一人在任务开始前有过制作酸奶的经验。此人负责制作酸奶并举办特别培训课程，以教未经训练的机组人员如何在任务期间准备酸奶。为了收集个人对酸奶质量、消费体验和制备的看法，机组人员被要求在整个任务过程中记下每日日记。在制定和验证用于数据收集的调查指南时采用了严格的学术程序。来自澳大利亚科廷大学的随机参与者对构成每日日记条目基础的调查问题进行了初步测试，随后在进入 MDRS 栖息地之前与火星协会进行了测试。这一预测试阶段在确定日常日记调查的结构和内容方面发挥了至关重要的作用。

该研究采用定性主题分析作为分析方法，利用灵活的方法从数据集中提取新颖的见解和概念。主题分析的目的是识别和理解主要主题及其在整个实验过程中收集的定性数据中的相互关系。这种方法有助于检查和解释有意义的模式，提供对数据集的全面和总体视角。

酸奶的制备遵循特定的方法以保持其制作的均匀性。最初的酸奶制备与其他批次的酸奶不同。使用了三种成分：奶粉、发酵剂保加利亚芽孢杆菌（见图 1）LAB 和水。将脱脂奶粉（10–12% w/v）用 60 °C 的沸水再水化，并在室温下在容器中冷却，直至达到冻干发酵剂 LAB 接种的最佳温度 — 40 至 43 ° C。然后，将活培养物引入牛奶中，直接在容器中搅拌，并保存在能够可靠控制温度的环境中（通常约为 40°C 左右）。这就是第一批酸奶的制作过程。生产出来后，接下来的批次将使用前一天制作的酸奶中的活乳酸菌进行填充。使用的所有成分、设备和方法变化均显示在图中。

MDRS任务条件下制备酸奶所需的设备和原料列于表1。

图 1直观地展示了 MDRS 任务实验期间用于制作酸奶的设备、原料和厨房，图 2 描述了两种酸奶加工方法。

酸奶制备设备、配料和制备地点如所述。图A显示了制作酸奶所需的所有设备。图B描绘了所使用的细菌类型，图C展示了 MDRS 任务中可用的厨房设施

美国犹他州沙漠火星模拟任务 268 站的火星任务模拟项目中应用的酸奶制作技术。只有第一批酸奶是从左侧的冻干细菌发酵剂开始的，其余批次均使用已制作的酸奶作为发酵剂进行酸奶制作，该过程如右侧所述

我们所知道的地球上的厨房与太空任务中最有可能使用的厨房几乎没有共同之处。例如，国际空间站（ISS）只有一个很小的指定区域，称为“厨房”，其目的是准备和消费食物”[ 33 ]。MDRS任务中的厨房并不像所描述的“厨房”那么原始，而是被设计成类似于人类在另一个星球定居期间可以在封闭环境中使用的厨房。

结果与讨论
酸奶实验
在 MDRS 268 任务站模拟火星基地条件下进行的酸奶实验是为数不多的涉及食品的实验之一。另一项实验的重点是绿色中心的绿色蔬菜收获。所有拟议的任务实验均由负责执行 MDRS 任务的火星协会进行了描述、评估和批准。酸奶实验的选择是基于其科学确定的对人类健康的益处[ 5 ]。目的是调查在模拟火星基地的无菌、封闭环境中饮用酸奶后，这些公认和广受好评的益处是否会显现出来。

2022 年 11 月 13 日抵达 MDRS 栖息地后，参与模拟任务的六名机组人员开始了他们在模拟任务中的全面模拟，先进行了指导课程，然后进行了任务前确定的活动。在整个任务期间，对保加利亚酸奶的制作和消费进行了实验测试，并开始制备第一批酸奶。根据预先计划，它是在晚餐后立即准备的，以充分利用厨房的可用性，使用前面描述的设备和原料。酸奶的制备首先将水壶中的水煮沸，然后将其与脱水奶粉以1:1的比例混合。此时，所得牛奶的温度接近 75°C，一小时后，温度降至 43°C。随后， 1 B)，遵循制造商的说明。充分搅拌培养物直至实现均匀混合，然后倒入两个空容器中（参见图 1A）。将混合物的两个容器用毛巾包裹以保持恒温。随后，将它们放入微波炉中（见图 1C），关闭门以创造均匀的温度环境。使用微波炉作为隔夜盒的想法是因为酸奶接种和制备需要 6 至 8 小时才能凝固，并且在夜间的这段时间不使用微波炉本身。准备好的酸奶计划在早上早餐前取出。

选择微波炉的原因是其尺寸小且内部绝缘，从而最大限度地减少了夜间与凉爽环境的热交换。这样，酸奶制作过程就可以利用现有的厨房设备，而不会干扰其他船员的日常生活。为了更好地控制温度，在放入微波炉的酸奶容器内安装了牛奶温度计。这允许监测温度变化。

上述酸奶制作装置经过深思熟虑，似乎采取了所有初步措施以达到最终产品的最佳效果。然而，在工作人员上床睡觉之前，注意到微波炉恒温保持的意外进展。检查后发现温度已降至 40 °C 以下，这表明微波炉无法在接下来的 6 小时内维持酸奶制备所需的最佳温度。最可能的原因是厨房位于 MDRS 密闭栖息地的外墙上（见图 3 ）），受到外部温度变化的影响。美国犹他州沙漠地区气温波动较大，白天气温较高，夜间降温较快，导致日温差较大，达40度以上[ 34 ]。这一发现表明需要进行一些调整。

解决温度变化问题的一种解决方案是在 MDRS 栖息地的内部找到一个位置，该位置不会受到夜间较低外部温度的突然冷却影响，并且加热系统可以更有效地保持更恒定的温度。卧室被认为是这样的区域之一。它们位于栖息地平面图的中间，受到限制、隔热并单独加热。这种配置提供了一个有前途的选择，可以找到可以让酸奶混合物凝固的合适区域。详细观察发现，卧室的热风出风口位于床下，为将仍裹着茶巾的酸奶容器放置在暖气管上方的纸箱内提供了理想的位置。 4 ). 第二天早上7点，检查温度计仍然显示40°C时，这才让人放心，这表明酸奶的分配选择正确，并且酸奶本身具有接种6小时以上的最佳条件。按照最初计划，两个酸奶容器被转移到冰箱中。

第一批酸奶是工作人员在11月14日晚餐时首次品尝的。酸奶与复水芒果、香蕉和草莓一起作为水果酸奶甜点（见图5），并搭配自制的 酸奶。曲奇饼。

第一顿晚餐后开始下一批酸奶。该工艺稍作修改，不再使用干燥的保加利亚芽孢杆菌保加利亚酸奶发酵剂（见图 1），而是使用之前制作的酸奶本身（如图 2所示））。制备过程完全相同，唯一的区别是没有添加保加利亚芽孢杆菌保加利亚酸奶发酵剂，而是将第一批的两满勺酸奶混合并充分搅拌到牛奶中。使用第一批已经冷的酸奶使混合物的温度降至 42°C。再次，按照最初的酸奶制备过程进行相同的程序，用茶巾包裹容器，并将它们放入一间卧室的纸板箱中，放在暖气管顶部过夜。第二天早上7点，新一批酸奶被放入冰箱。这成为了 MDRS 任务其余部分的日常工作，确保我们的冰箱里总是有一两个装满新鲜制作的酸奶，供机组人员中的每个人享用。

实验结果
冻干细菌仅用于第一批酸奶的接种。在剩下的实验中，每批新产品都使用两勺酸奶作为发酵剂。酸奶的质量保持一致，在口味、颜色、质地和批次之间的稠度方面没有明显变化（见图 6）。这是在观察每批结果后报告的，并得到了船员在日记中简要描述的酸奶消费经验的支持。

酸奶应用
在整个任务期间，每位机组人员都可以享用新鲜制作的酸奶。船员们抓住了在日常膳食中添加酸奶的机会，以各种形式使用酸奶，但主要作为甜点或甜味版本的一部分。其中最受欢迎的选择是蓝莓和酸奶的冰沙、水果酸奶以及可供任务使用的各种干果，包括香蕉、草莓、蓝莓、芒果和苹果。酸奶也被用来制作煎饼，并作为煎饼的配菜食用。在某些情况下，酸奶被用作意大利调味饭、披萨和烤土豆的受欢迎配菜。此外，当机组生物学家在 GreenHub 收获蔬菜时，有两次在沙拉酱中添加了酸奶。这些事件都发生在 MDRS 任务的中期和结束时。

酸奶使用的另一个例子是将其添加到各种主餐菜肴中，为船员的膳食菜单多样化提供了解决方案。它被纳入酸奶沙拉酱的一部分，并添加一勺酸奶用于制作披萨底料（见图 7）。

教育课程
在为期两周的任务期间，我们为机组人员举办了几次教育课程。在任务开始之前，机组人员简要了解了模拟任务期间拟进行的所有实验的性质。在任务开始时，一名事先具备酸奶制作知识并接受过酸奶制作培训的机组成员向团队介绍了制作酸奶的过程。

在任务的第二周，我们进行了有关酸奶对微生物组和总体健康益处的实践培训，包括演示酸奶制作技术，最后进行了问答 (Q&A) 环节。通过此次教育课程与酸奶制作实践经验的结合，大多数船员都表达了对酸奶制作的渴望和热情。他们分享了在 MDRS 任务结束回家后开始制作自己的酸奶的计划。

有酸奶经验
所有船员都被要求陈述他们以前饮用酸奶的经历。七名船员中有五人证实以前有过某种酸奶经验。所陈述的主要原因多种多样（见表2）。

表2 饮用酸奶的原因
全尺寸桌子
有两个人以前没有喝过酸奶。他们陈述的原因与不同的担忧有关，包括对日记的“敏感性”以及对高糖含量的担忧：“商店购买的酸奶没有健康益处，而且通常含有过多的糖。” 之前报告的酸奶消费经验被视为促进将酸奶纳入 MDRS 任务每日菜单的重要因素。

问卷及实验结果
在任务期间，任务组的所有模拟宇航员都填写了一份每日调查问卷，反映他们每天定期饮用自制酸奶的体验。总体而言，船员们对将新鲜制作的酸奶添加到菜单中感到了浓厚的兴趣和热情，甚至是热情。一些机组人员表示，尽管在执行任务之前日常生活中不习惯吃酸奶，但在执行任务期间他们非常喜欢吃酸奶。他们将这次体验描述为“美妙”、“良好”、“愉快”、“美味”、“美好”、“令人愉快”、“有趣”、“出色””和“太棒了”。一名船员甚至提到，“比昨天更好”，表明他们越来越欣赏酸奶的消费并拥抱这个机会。

酸奶的感官和质地对其整体质量和吸引力有重大影响。一些人将酸奶的质地特征描述为“光滑和奶油状”，而另一些人则将其味道描述为“简单，有点酸，但很好吃”或“甜美可口”，因为“混合了水果风味”。另一位船员将其归类为：“光滑，有点流鼻涕。” 其他人则将其味道描述为“微酸但绝对美味”、“浓稠”、“奶油味”、“甜甜可口”和“浓稠奶油味”。与此类似，在另一项研究中，稠度或粘度、与块状相反的光滑度以及粘稠度被指出是与酸奶相关的最常见的感官属性 [ 35 ]。

一名宇航员将其质地描述为“光滑但略薄”，而另一名宇航员则形容其为“非常好吃，不是很酸”。另一位船员也认为质地正在改善，并表示：“比昨天更厚。绝对是一个进步。” 机组人员的回答中提到的另一个有趣的点是，他们中的一些人发现早上喝酸奶更合适。一位成员提到，“早晨——令人愉快。晚上——不太愉快。” 另一位这样描述它：“早晨酸酸的，但很好。与干果混合均匀。” 一名船员没有明确说明晚餐时喝酸奶的积极或消极因素，但他表达了这样的观点：“晚上的味道被橙味压倒了。另一位参与的船员写道，酸奶“早上有点酸，下午就加了橙子味”，被认为是整体口味的巨大改善。

当被问及是否注意到饮用酸奶有任何好处时，一名船员表示，他们感觉“不那么口渴”，并发现饮用酸奶“可以补充水分”。另一位船员注意到，经常食用酸奶似乎可以促进消化，并表示：“确实如此，但可能确实促进了消化。” 一位参与的宇航员将饮用酸奶的经历描述为有助于缓解胃胀，他说：“是的，胀气的感觉得到了缓解。” 另一位船员表示，酸奶有助于“保持排便规律”。另一位会员在经常喝酸奶后也分享了类似的经历：

“尽管我在非常干燥的沙漠环境中经常脱水，但我并没有感到便秘。” （MDRS任务模拟宇航员）

此外，一名机组人员指出酸奶是一种“新鲜”食物，并表示“我喜欢在栖息地享用新鲜食物”，这对他们在任务期间的整体饮食做出了积极贡献。

总体体验
当被要求表达他们在 MDRS 任务期间饮用酸奶的总体体验时，模拟宇航员非常积极和满意，强调了它的味道、新鲜度和营养价值（见表3）。他们中的一些人强调了现场文化的好处，而另一些人则提到，他们厌倦了在任务结束时准备它。与任务日常菜单中提供的其他食物类似，人们普遍认为新鲜感会随着时间的推移而消失，这表明宇航员饮食多样化对于在整个任务期间保持兴趣和满意度的重要性。这些不同的反应凸显了酸奶作为太空任务饮食的多功能和营养补充品的潜力，可以满足不同的口味偏好和饮食需求。

酸奶的优点和缺点
还指出了任务期间饮用酸奶对个人的总体好处和缺点。这些都是积极的多于消极的。表4中列出了一些示例。一些分享的观点集中在对人类消化和肠道健康的潜在优势上。参与者报告了食用自制酸奶的几个积极方面，强调了其好处，例如增加菜肴的质地、帮助消化以及提供蛋白质、钙和肠道友好元素等必需营养素。酸奶因其味道和多功能性而受到赞赏，为任务期间提供了多样化的菜单。其他人则强调酸奶是钙和蛋白质的良好来源。

甚至一些以前因乳制品健康相关问题而不赞成饮用酸奶的船员也经常食用和享受酸奶。总体而言，反馈非常积极，强调了酸奶在提高任务期间的营养成分和烹饪体验方面的价值。

酸奶的感官品质
在 MDRS 任务期间，机组人员被要求评估所消耗酸奶的整体感官特征。火星模拟任务的规格不允许在研究中包含详细的感官测试。因此，由于这些限制，这些测试没有在研究中进行或讨论。相反，该研究的重点是收集参与者报告的有关感官质量的一般信息。这些涵盖了口味偏好、质地和风味等方面，表5中总结了这些内容以说明他们的体验。

意见不一，表明个人喜好。参与者对酸奶的味道和质地提出了不同的观察结果。一些人发现第一批产品稍厚，酸味比预期的要少，而另一些人则反应不一，第一批产品有问题，被描述为“可疑”，但随后的批次则非常好。有趣的是，参与者喜欢自制的质地，甚至那些不喜欢商店购买酸奶的人也是如此。

“我可以做得更厚”这句话表明了对基于个人喜好的定制的开放态度。在这种反馈循环中，参与者可以表达他们的偏好并查看后续批次中所做的调整，这展示了以参与者为中心的研究方法。这种适应性可能有助于参与者获得更积极的整体体验。

参与者的评论反映了酸奶制作过程的动态本质。尽管存在一些细微的差异，但总体反馈是积极的，强调了在膳食中食用新鲜自制酸奶的价值。这些反应凸显了自制酸奶提供理想食物选择的潜力，有可能解决与质地和口味偏好相关的问题，特别是在食物种类有限的环境中。

酸奶制作过程
该研究仔细评估了酸奶制作过程的复杂性，特别关注模拟宇航员面临的挑战。参与者的反应各不相同，表明他们对酸奶制作过程的看法各不相同。许多人发现这相对容易，欣赏快速周转（一夜之间）和接种的简单性。当被问及困难程度时，大多数模拟宇航员提到，在较长时间内管理所需和必要的恒温是一项重大挑战。参与者提到了寻找合适的地点或资源来实现一致的温度控制的困难。有趣的是，一些参与者创造性地找到了解决方案，例如将酸奶放在床下。

表6描述了参与酸奶制作的工作人员的情绪。虽然酸奶的制作过程通常被认为是易于管理的，但温度控制的关键因素却带来了显着的挑战。这一对酸奶发酵至关重要的方面是该实验的重要组成部分，旨在将酸奶打造成理想的候选者，在满足星际任务期间宇航员的饮食需求方面发挥关键作用。这些见解不仅凸显了太空食品生产的实际障碍，而且强调了掌握这些过程对于未来太空探索工作的战略重要性。

这些不同的反应强调了个人在严峻环境中的适应能力，但也强调了开发精确的温度管理解决方案对成功酸奶生产的重要性。这一见解对于未来的太空任务至关重要，高效可靠的粮食生产方法对于宇航员的福祉至关重要。

结论
在太空任务期间用奶粉制作新鲜酸奶，为宇航员提供活乳酸菌的健康益处，不仅可行，而且非常有利。通过利用现有的冻干食品和公用设施，并在有效载荷中仅添加少量酸奶发酵剂和牛奶温度计，即使在长途太空飞行中，机组人员也可以享受高质量的新鲜酸奶。该过程需要最少的时间和精力，并且通过小容器中的隔热或利用现有的发热装置可以轻松实现可靠的温度控制。任何船员都可以通过简单的步骤来完成；无需培训。

这些最小的努力给人类微生物组带来了巨大的健康益处。通过将酸奶添加到菜单中所实现的食物品种的心理影响、额外的味道和质地以及能够享受自制产品的满足感，都是积极的方面，远远超过了酸奶所需的时间和精力的投入-制作。

总之，维持肠道微生物组多样性对于执行火星任务的宇航员的健康和福祉至关重要。保加利亚酸奶及其两种乳酸菌——德氏乳杆菌亚种。保加利亚乳杆菌（L. bulgaricus）和嗜热链球菌——通过提供有益细菌、益生菌和必需营养素，在促进肠道微生物组多样性和维持整体肠道健康方面发挥着至关重要的作用。通过在饮食中加入保加利亚酸奶，执行火星任务的宇航员可以在维持健康的肠道微生物组和增强整体健康和福祉方面迈出重要一步。

宇航员在这种情况下对保加利亚酸奶特性的评估不仅扩大了我们对其健康益处的理解，而且将其定位为解决太空任务中面临的限制和困难的实用解决方案。强调其在太空条件下易于准备是一项显着的成就，因为为宇航员提供多样化和新鲜的食物一直是一个持续的挑战。它作为太空食品选择的适应性，加上它对宇航员整体健康和福祉的积极影响，强调需要进一步探索这种古老的饮食习惯并将其融入现代太空营养策略。

将保加利亚酸奶纳入火星宇航员的饮食中是维持肠道微生物群多样化和健康的有效且实用的方法。凭借其较长的保质期和益生菌特性，保加利亚酸奶被证明是殖民红色星球的宝贵食品。通过优先考虑肠道健康，宇航员将能够更好地发挥最佳状态，并在整个火星任务期间保持健康。

基于这些发现，我们强烈建议将自制酸奶作为太空宇航员的标准菜单项。在太空任务期间饮用酸奶的好处不仅仅是营养；它还有助于提高船员的士气和福祉，使其成为未来星际探险的宝贵补充。这项研究不仅为太空探索领域做出了贡献，还强调了保加利亚酸奶在传统烹饪用途之外的多功能性。