ThiNhat Phuong Nguyen mit Kakao in Pillenform. Im Vergleich zu Kakaopulver löst sich die Tablette schneller und klumpenfrei auf. (Foto: Michael Deutsch)

Der perfekte Kakao

Über ein Jahr lang forschte ThiNhat Phuong Nguyen am perfekten Kakao. Ohne Klumpen, ohne Verklebungen. Am Lehrstuhl für Thermische Verfahrenstechnik ließ die Doktorandin aus Eiskristallen Kakao-Tabletten wachsen. Das Verfahren könnte einmal Probleme der Pharmazie lösen.

Klar, er muss schmecken, der perfekte Kakao. Aber genügen kann das noch lange nicht. Da sind zum Beispiel diese Klümpchen. Die, die oben auf dem Getränk schwimmen. Die auch bei schnellem Umrühren nicht verschwinden. Mit dem Löffel ausdrücken hilft. Klappt aber nicht immer. Dass das nicht sein muss, zeigt Doktorandin ThiNhat Phuong Nguyen. Ihr Mittel zum Zweck: sich schnell auflösende Tabletten. Man nehme eine Tasse, kippt Milch und Kakao-Tablette hinein, rührt – fertig.

Keine Klümpchen. Kein Löffel, der den Kakao verklebt. Kein Pulver, das umkippen und die Küche verschmutzen kann. Portionierbar nach Belieben. Eine kleine Lebensmittelspielerei ist das. Witzig, innovativ, aber eben noch keine wirkliche Revolution. Der damit verbundene Hintergedanke jedoch hat es in sich: Wenn es gelingt, eine Tablette zu entwickeln, die einen schwer löslichen Wirkstoff deutlich schneller auflöst als üblich, dann ist das die Lösung für viele Probleme der Pharmazie. „Viele der dort entwickelten Wirkstoffe lösen sich nur sehr langsam auf“, sagt Prof. Dr. Joachim Ulrich, Nguyens Doktorvater.

 Die Doktorandin und ihr Doktorvater Prof. Dr. Joachim Ulrich (Foto: Michael Deutsch)PhD Student and doctoral supervisor Professor Joachim Ulrich (Photo: Michael Deutsch)

Die Doktorandin und ihr Doktorvater Prof. Dr. Joachim Ulrich (Foto: M. Deutsch)

„Dabei ist die richtige Auflöse-Geschwindigkeit ungemein wichtig.“ Löst sich der Wirkstoff zu schnell, sind lokale Vergiftungen die Folge. Dauert der Vorgang zu lange, bleibt der Wirkstoff unter seinem kritischen Wert und die Wirkung ist gleich null. Was also fehlt, ist eine Methode, Tabletten herzustellen, die sich steuerbar schnell auflösen. Ulrich: „Der einzige Ansatzpunkt, den wir dabei haben, ist dabei die Oberfläche.“ Denn viel Oberfläche heißt viel Kontakt mit dem lösenden Mittel, heißt schnelles Verschwinden der Tablette. Ideen, wie so etwas funktionieren kann, sammelte Ulrich in der Keramik.

Luft hilft der Kakaotablettte beim Auflösen

Er half dabei, eine Technik zu entwickeln, vermittels derer durch viele kleine Hohlräume federleichte Keramik-Produkte hergestellt werden können. Warum nicht also diese Technik auch auf Tabletten anwenden? Viel Luft im Innenraum, das bedeutet viel Raum, der sich mit Lösemittel füllen kann. An dieser Stelle kommt Nguyen ins Spiel. Ihr oblag die Entwicklung einer solchen Technik. Nicht anhand eines Medikaments, sondern anhand eines Lebensmittels. „Das liegt schlicht und ergreifend daran, dass das Testen neuer Formate bei Medikamenten rund sieben Jahre dauert. So lange schreibt allerdings niemand seine Dissertation“, erklärt Ulrich. „Die Lebensmittelindustrie ist da deutlich unkomplizierter, schneller und innovationsaffiner.“

„Die größten Probleme lagen darin, zunächst ein Lebensmittel zu finden, bei dem eine Anwendung wirklich sinnvoll erscheint“, verrät die junge Verfahrenstechnikerin. „Und dann der Binder. Wenn wir Tabletten herstellen, halten diese einerseits durch Druck und andererseits durch so etwas wie einen Klebstoff. Der darf den Geschmack natürlich nicht verändern, muss lebensmittelzugelassen sein. Und er muss richtig dosiert sein.“ Schließlich fiel die Entscheidung für Kakao als Lebensmittel und Zucker als Binder.

Das Verfahren der Herstellung ist ein theoretisch einfaches, in der Umsetzung jedoch recht kompliziertes: Der Kakao wird mit Wasser versetzt und dann gefroren. Nguyen kann steuern, in welcher Größe und welcher Form die dabei entstehenden Eiskristalle wachsen sollen. Dabei wird der Kakao in Form gepresst und danach das Eis verdampft. Wo zuvor Kristall war, ist anschließend Luft und damit Fläche, die zum schnelleren Auflösen beiträgt. Das Ergebnis ist ein festes Dragee, bestehend circa zur Hälfte aus Kakao und zur anderen Hälfte aus Luft.

Die Vorteile dieser Vorgehensweise liegen vor allem bei der geringen Temperatur und dem geringen Druck, die zur Herstellung notwendig sind. Damit bleiben die Wirkstoffe unbeschädigt. „Aber wir sind nicht so vermessen, zu sagen, unsere Methode sei eine Universallösung für die Medizin“, so Ulrich. Immerhin: Sie ist eine Universallösung, wenn es darum geht, Kakao nicht weiter klumpen zu lassen. „Jetzt gilt es nur noch, einen Anbieter zu finden, den das Konzept überzeugt“, sagt der Doktorvater. Und er wirkt überzeugt, dass das gelingt.

„Ich will die Besten“

Vor rund zehn Jahren wurden die Studiengänge der Ingenieurwissenschaften geschlossen, trotzdem gibt der 63-Jährige weiter Vorlesungen in anderen Studiengängen, betreut Doktoranden, Studierende, die ihre Abschlussarbeiten schreiben wollen, Post-Doktoranden und Gastwissenschaftler. Gut die Hälfte seiner Promovierenden ist weiblich, die Hälfte stammt aus dem Ausland und nur die Hälfte studierte seine Disziplin, die Verfahrenstechnik.

„Wenn jemand in einer verwandten Disziplin gut ist, dann lernt er schnell das nötige Wissen dazu. Damit kann ich arbeiten. Ich will die Besten – Punkt.“ Ein Gros seiner Forschung sei ohnehin interdisziplinär. So sind Lebensmittelchemiker in seinem Team, Pharmazeuten und Ingenieure. Um eine Auswahl zu nennen. Nguyen ist eine von seinen Besten. Die Vietnamesin studierte Verfahrenstechnik zunächst in Vietnam, später in Korea – und kam für den Doktor nach Deutschland. Der Kontakt zur Uni kam durch eine Summer School zustande, die Ulrich in Korea organisierte.

30 Minuten, so lange dauerte es, ehe die ambitionierte Wissenschaftlerin Antwort auf ihre Bewerbung an der Martin-Luther-Universität hatte. Die Betreuung vor Ort sei gut, das Niveau hoch, das Angebot ebenso. Und Halle zwinge sie, deutsch zu sprechen, das sei hilfreich. Denn Nguyen würde gerne weiter in Deutschland forschen. Ob das klappt, wird sich zeigen, doch stehen die Chancen dazu alles andere als schlecht. Julius Heinrichs

test “ width=“455″ height=“354″ class=“size-large wp-image-18683″ /> test [/caption]“And then there’s the binder. When we manufacture tablets, they are held together by pressure and by something that acts like an adhesive. Naturally, this mustn’t change the taste and has to be approved for use in food. And it has to be correctly dosed.” Ultimately a decision was made to use cocoa as the foodstuff and sugar as the binder.

The manufacturing process is simple in theory, yet relatively complicated to implement. Water is added to the cocoa and then frozen. Nguyen can control the size and shape of the developing ice crystals. The cocoa is pressed into a mould and then the ice is vaporized. The crystals are replaced by air, in other words space that contributes to speeding up the dissolving process. The result is a solid tablet made up of around fifty percent cocoa and fifty percent air.

The advantage of this approach is that only low temperature and low pressure are required by the production process. This protects the active ingredient from becoming damaged. “However, we are not so presumptuous as to think that our method is the universal medical solution,” says Ulrich. Nonetheless, it is a universal solution when it comes to ensuring that your cocoa doesn’t clump. “Now all we have to do is find a supplier who is won over by our concept,” says the doctoral supervisor. He seems convinced that this will happen.

The university’s engineering science courses were stopped around ten years ago however, the 63-year-old has continued to hold lectures in other courses of study and to supervise PhD students, other students wanting to write their degree theses, post-docs and guest researchers. Around half of his doctoral candidates are women, half are from abroad, and only half have studied his field of process engineering. “When you are good at a related subject, you will quickly learn the knowledge that is needed. I can work with that. I want the best – full stop.” The bulk of his research work is already interdisciplinary.

His team consists of food chemists, pharmacists and engineers, just to name a few. Nguyen is one of his best. The Vietnamese student initially studied process engineering in Vietnam and Korea. She then travelled to Germany to do her doctorate. She came into contact with the university through a summer school that Ulrich organised in Korea.

It took only 30 minutes for the ambitious scientist to receive a response to her application to Martin Luther University. The mentoring is good and there is a high level of education and things on offer. Halle is forcing her to speak German, which is helpful because Nguyen would like to continue to conduct research in Germany. It remains to be seen whether this will pan out, however her chances are nothing short of good. Julius Heinrichs

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