För kemitekniker Tonghan Gu, en typisk dag med fältarbete i Mumbai, Indien, börjar inte på ett labb, men med ett besök på Shree Char Bhuja Mejeri. Kontoristerna i denna lilla butik i stadens norra förorter är vänliga, om det är lite förbryllat, som de hanterar hans begäran om 10 en-liters påsar mjölk. Den dagliga transaktionen tar bara en minut eller två, men det är en del av ett projekt som söker en varaktig inverkan i kampen mot undernäring av barn.

Gu, en MIT Tata -stipendiat och en doktorand vid Institutionen för kemiteknik, arbetar med färdig att använda terapeutisk mat (RUTF), en kaloririk, näringstät pasta som är den mest använda polikliniska behandlingen för svår akut undernäring. Medan RUTF har sett framgång i många afrikanska länder, det har misslyckats med att få samma fotfäste i Indien på grund av problem med smaklighet, tillförlitlighet av vattenförsörjning, och kostnad.

Dock, patentsökt forskning från Gu och T. Alan Hatton, Ralph Landau -professorn vid Institutionen för kemiteknik, beskriver en ny RUTF -formel som använder lokala ingredienser för att öka smakligheten för indiska barn, kan pulveriseras och spraytorkas för att underlätta transport och förvaring, och är prisvärt i de fattiga samhällena där svår akut undernäring är vanligast.

Den nya formeln möjliggörs genom framsteg när det gäller att stabilisera emulsioner på nanoskala. Nu, Hatton säger, "målet är att se detta tillvägagångssätt användas i hela Indien."

Ett dödligt dilemma

Allvarlig akut undernäring är ett livshotande tillstånd som uppstår när ett barns vikt-för-höjd-förhållande faller under ett värde som fastställts av Världshälsoorganisationen, och kännetecknas av "allvarligt slöseri" - en massiv förlust av kroppsfett och muskler - och ibland av ödem, som orsakar svullnad i kroppens vävnader. Det beräknas drabba ungefär 20 miljoner barn världen över varje år, och 8 miljoner bara i Indien, med en dödlighet så hög som 30 procent.

"Det händer ofta när barn är måttligt undernärda, och sedan någon extern faktor, som grödesvikt eller sjukdom, förvärrar situationen, "säger Gu." Med bra ledning, dödligheten kan minskas till mindre än 5 procent. "

Nuvarande behandlingsalternativ är begränsade till dyra näringsprogram på sjukhus, och den befintliga RUTF -formeln, skapat och patenterat av ett franskt företag. Detta kommer i form av en tung, viskös pasta framställd främst av mjölkpulver, jordnötssmör, olja, och socker. Även om effekten av denna formel är vetenskapligt bevisad, Det har mött flera hinder för adoption i Indien.

"Den största frågan är att indiska barn inte gillar att äta det, "Gu förklarar." Jordnötssmör är inte en del av deras kost, så smakligheten är ganska dålig. "

Det är inte så enkelt som att tvinga dem att kväva ner en måltid som de inte tycker om. Barn som lider av svår akut undernäring måste genomföra en sex veckors behandling, vilket betyder att de kommer att äta mer än 100 på varandra följande måltider av RUTF. Rapporter från Sion-sjukhuset i Mumbai indikerar att många barn konsumerar bara en tredjedel av den mängd som krävs. Och det finns en annan fångst:På grund av oro för kontaminering och vattenburna sjukdomar, barn instrueras att inte dricka vatten medan de använder RUTF. Denna regel skyddar livsmedelsproducenter och distributörer från ansvar, även om det är omöjligt att följa eftersom RUTF har en torr och fet konsistens.

Dessutom, Gu uppskattar att kostnaden för befintliga RUTF - cirka 30 rupier per måltid - är mer än dubbelt så mycket som många fattiga familjer vanligtvis budgetar för mat.

Milkshake -lösningen

"Vi försöker göra något mer som en milkshake, "Säger Gu." Det är en blandning av komponenter med hög energi, med hjälp av lokala livsmedel som chana dal [kikärter]. Vi kan till och med lägga till kryddor för att skapa olika smaker. Vi har funnit att barn verkligen gillar den drickbara versionen. "

Hatton och Gu:s föreslagna formel är utformad för att hålla med den lokala gommen, använder ingredienser och smaker som barn redan är vana vid att äta, och möjligheten att ytterligare anpassa med kryddor innebär att RUTF kan anpassas till regional smak inom Indien. Dess låga viskositet, milkshake-liknande konsistens underlättar konsumtionen för spädbarn och småbarn.

Efter en lyckad demonstration av pilotskalan i Mumbai med hjälp av lokalt producerade livsmedel och mjölken från Shree Char Bhuja Dairy, de tror att flytta till industriell skala är genomförbart. "Ur ett vetenskapligt och teknikperspektiv, vi har löst det väsentliga problemet med att stabilisera dessa oljedroppar för lång hållbarhet, "Säger Hatton." Nu går vi in ​​i nästa fas av tillverkning och marknadsföring. "

För massproduktion, de använder en maskin som kallas en kolloidkvarn för att homogenisera ingredienserna. Sedan, genom en process som kallas spraytorkning, dropparna av flytande oljor och mikronäringsämnen är mikroinkapslade inuti fasta ämnen, vilket resulterar i ett torrt pulver. Blandningen kan rekonstitueras på plats med mjölk eller rent vatten, kräver endast 30 sekunder omrörning för hand.

"Det är inte mycket svårt att producera mikrokapslarna, som har kommersialiserats för andra applikationer. Svårigheten är att begränsa valet av fasta komponenter - avgörande för stabiliteten hos det torra pulvret - till prisvärda lokala jordbruksprodukter, istället för dyrare konstgjorda tillsatser, "säger Gu.

Tack delvis till grossistköp av lokala ingredienser, Gu förväntar sig att priset per måltid blir betydligt lägre än det befintliga RUTF, ta bort ytterligare en kritisk barriär för adoption.

Men några hinder kvarstår, som att få regeringens godkännande, genomföra en klinisk prövning på ett sjukhus, och lösa det Gu kallar "vattendilemmat". Precis som med den befintliga RUTF, Det är viktigt att det konsumeras tillsammans med rent vatten - inte en lätt uppgift i många delar av Indien där både rörledningar och grundvattenförsörjning kan vara förorenad.

"Det bästa fallet är om de kan rekonstruera RUTF med mjölk, som är allmänt tillgänglig, "Gu säger." Ko fungerar som ett slags filter. "

MIT -teamet samarbetar med forskare vid Indian Institute of Technology i Bombay för att slutföra formeln och övervinna implementeringsutmaningarna. Gu har stora förhoppningar om att fylla ett kritiskt gap:"Jag tror att vår formel ger barn med svår akut undernäring en bättre chans att få de näringsämnen de behöver."

Denna artikel publiceras på nytt med tillstånd av MIT News (web.mit.edu/newsoffice/), en populär webbplats som täcker nyheter om MIT -forskning, innovation och undervisning.