Der perfekte Kakao

16.04.2015 von Corinna Bertz in Forschung, Wissenschaft
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.
 ThiNhat Phuong Nguyen mit Kakao in Pillenform. Im Vergleich zu Kakaopulver löst sich die Tablette schneller und klumpenfrei auf.
ThiNhat Phuong Nguyen mit Kakao in Pillenform. Im Vergleich zu Kakaopulver löst sich die Tablette schneller und klumpenfrei auf. (Foto: Michael Deutsch)

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
Die Doktorandin und ihr Doktorvater Prof. Dr. Joachim Ulrich
(Foto: Michael 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

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