CN101589794A - 一种三氯蔗糖微囊剂及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种三氯蔗糖微囊剂及其制备方法，该微囊剂包括囊心和囊材，其特征在于该微囊剂囊心的主药为三氯蔗糖，含量为2％－3％，稀释剂由甘露醇、山梨醇、赤藓糖醇、麦芽糖醇、木糖醇、葡萄糖、糊精、阿斯巴甜、安赛蜜、果糖中任意两种组合而成，含量分别为40％－50％，黏合剂的用量0.2％－0.6％；囊材主要采用乙基纤维素和聚乙烯，乙基纤维素用量2％－10％，聚乙烯用量0.4％－5％。本发明三氯蔗糖微囊剂防止三氯蔗糖颗粒原辅料潮解、氧化、变质，确保甜味不损失，并且可以以缓慢恒定的速率释放，保持冲剂饮料的甜味均匀；该微囊剂的制备方法简单、成本低、易于大规模连续生产，并且成品包囊率高，收率高。

Description

一种三氯蔗糖微囊剂及其制备方法

技术领域：

本发明涉及一种三氯蔗糖微囊剂及其制备方法，本发明选用乙基纤维素和聚乙烯为囊材来制作。

背景技术：

1957年，穆尔企业公司(Moore Business)应用喷雾干燥法进行微胶囊化的专利。该专利要求将心材和囊材的混合物通入加热室或冷却室，快速脱除溶剂或凝固，制成微胶囊。包括一下三个步骤：1、制备载体或壳材料的浓溶液；2、将被包囊的心材在壳材的溶液中乳化；3、喷雾干燥。但该专利并没有详细说明溶液浓度，乳化步骤及干燥时间，实验结果无法得到重现，本发明对这方面有了详细的探讨，最终发现在本发明所要求的条件下能达到最好收率。

根据塔特和莱利公司在美国获得授权的第6939962号专利涉及一种合成三氯蔗糖-6-酯的方法，该方法为：以蔗糖为原料，在催化剂对甲苯磺酸的作用下与原乙酸三甲酯反应生成蔗糖-6-乙酸酯，再用氯化亚砜进行选择性氯化而生成三氯蔗糖-6-乙酸酯，最后脱去乙酰基，即得到三氯蔗糖，总收率为30％-40％。

甜味剂介绍：甜味剂是赋予食品甜味的食品添加剂，在食品工业中应用广泛。现有的甜味剂有报道的主要有20多种。按其来源可分为天然甜味剂和人工合成两大类。蔗糖从广义上讲是最古老的甜味剂，具有口感好，价廉等特点。但是蔗糖甜度不高，热值高，容易引起龋齿，代谢需要胰岛素，有人认为是产生肥胖症、冠心病、糖尿病、癌症等疾病的根源。因而，人们开发了很多甜度高、低热值、无毒、抗龋等有医疗价值的甜味剂以替代蔗糖，如糖精、查儿酮、紫苏糖、甘草、罗汉果、甜叶菊、A-K糖、阿斯巴糖、阿力糖、木糖醇、奇异果素等。但这些甜味剂也存在这样或那样的缺点，如糖精的稳定性和安全性较低，不符合食用标准；阿斯巴甜在水溶液中不稳定易分解失去甜味。三氯蔗糖，又名蔗糖素(sucralose)，是一种新型蔗糖氯化衍生物产品，也是唯一用蔗糖制作的无热量的高倍甜味剂，是一种白色粉末状产品，具有无臭、无吸湿性、低热值、甜味品质及热稳定性好等特点。极易溶于水、乙醇和甲醇，室温(20℃)下在水中的溶解度为2812g，微溶于乙酸乙酯；对光、热和pH值的变化均很稳定；表面张力为7118mN/m(20℃011g/100mE)三氯蔗糖甜度为蔗糖的600-800倍，甜味特性较接近蔗糖，无后苦味，是一种不致龋齿的强力甜味剂。水溶液澄清透明，其水溶液以pH＝5时稳定性最好(软饮料pH值范围为35)。并且三氯蔗糖甜味纯正，与蔗糖十分相似，是现今最适合替代蔗糖的新型甜味剂。

甘露醇，山梨醇：呈颗粒和粉末状，具有一定甜味，在口中溶解时吸热，有凉爽感。

羟丙基纤维素：是纤维素的羟丙基醚化物，易溶于水，加热50℃发生胶化或溶胀现象。既可作湿法制粒的粘合剂，也可作粉末直接压片的干粘合剂。乙基纤维素：不溶于水，可溶于各种有机溶剂，热稳定性好，燃烧时灰份极低，很少有粘着感或发涩，能生成坚韧薄膜，在低温时仍能保持挠曲性，本品无毒，有极强的抗生物性能，代谢惰性，但在阳光下或紫外光下易发生氧化降解。乙基纤维素具有热塑性，软化点为135～155℃，熔点为165～185℃，假比重0.3～0.4克/立方厘米，相对密度1.07～1.18克/立方厘米。聚乙烯：聚乙烯为白色蜡状半透明材料，柔而韧，比水轻，无毒，具有优越的介电性能。易燃烧且离火后继续燃烧。透水率低，对有机蒸汽透过率则较大。聚乙烯的透明度随结晶度增加而下降在一定结晶度下，透明度随分子量增大而提高。高密度聚乙烯熔点范围为132～135℃，低密度聚乙烯熔点较低(112℃)且范围宽。聚乙烯有优异的化学稳定性，室温下耐盐酸、氢氟酸、磷酸、甲酸、胺类、氢氧化钠、氢氧化钾等各种化学物质，硝酸和硫酸对聚乙烯有较强的破坏作用。

三氯蔗糖不损坏牙齿，不像蔗糖、果糖和麦芽糖那样可导致多种疾病，也不像其他营养型甜味剂那样低甜价高。三氯蔗糖可供肥胖、心血管病和糖尿病等患者食用。

三氯蔗糖的复合甜味剂，在存放过程中易与空气中的水分作用而潮解，导致甜味剂质量发生变化，甜味发生损失；且三氯蔗糖甜味为普通蔗糖的600-800倍，即1克就为600克以上普通白糖的甜度，因此在使用过程中难以控制使用量。

发明内容：

本发明的目的是针对克服上述不足之处提供一种防止三氯蔗糖颗粒剂原辅料潮解、氧化、变质，确保甜味不损失，化学性质和物理性质不改变并且可以以缓慢恒定的速率释放，保持冲剂饮料的甜味均匀的三氯蔗糖微囊剂。

本发明的另一目的是提供该三氯蔗糖微囊剂的制备方法。本发明是以乙基纤维素和聚乙烯为囊材，三氯蔗糖颗粒剂为囊心，经过喷雾干燥法形成微囊剂。

本发明的目的按以下技术方案实施：

一种三氯蔗糖微囊剂，包括囊心和囊材，其特征在于该微囊剂囊心的主药为三氯蔗糖，含量为2％-3％，稀释剂由甘露醇、山梨醇、赤藓糖醇、麦芽糖醇、木糖醇、葡萄糖、糊精、阿斯巴甜、安赛蜜、果糖中任意两种组合而成，含量分别为40％-50％，黏合剂的用量0.2％-0.6％；囊材主要采用乙基纤维素和聚乙烯，乙基纤维素用量2％-10％，聚乙烯用量0.4％-5％。(以各组分用量之和为100％)。

辅料配比具体可按以下要求：

甘露醇40％-50％，山梨醇为40％-50％；

甘露醇40％-50％，赤藓糖醇为40％-50％；

甘露醇40％-50％，麦芽糖醇为40％-50％；

甘露醇40％-50％，木糖醇为40％-50％％；

甘露醇40％-50％，阿斯巴甜为40％-50％％；

甘露醇40％-50％，安赛蜜为40％-50％；

甘露醇40％-50％，葡萄糖为40％-50％；

甘露醇40％-50％，糊精为40％-50％；

甘露醇40％-50％，果糖为40％-50％；

山梨醇40％-50％，赤藓糖醇为40％-50％；

山梨醇40％-50％，麦芽糖醇为40％-50％；

山梨醇40％-50％，木糖醇为40％-50％；

山梨醇40％-50％，阿斯巴甜为40％-50％；

山梨醇40％-50％，安赛蜜为40％-50％；

山梨醇40％-50％，葡萄糖为40％-50％；

山梨醇40％-50％，糊精为40％-50％；

山梨醇40％-50％，果糖为40％-50％；

赤藓糖醇40％-50％，麦芽糖醇为40％-50％；

赤藓糖醇40％-50％，木糖醇为40％-50％；

赤藓糖醇40％-50％，阿斯巴甜为40％-50％；

赤藓糖醇40％-50％，安赛蜜为40％-50％；

赤藓糖醇40％-50％，葡萄糖为40％-50％；

赤藓糖醇40％-50％，糊精为40％-50％；

赤藓糖醇40％-50％，果糖为40％-50％；

麦芽糖醇40％-50％，木糖醇为40％-50％；

麦芽糖醇40％-50％，阿斯巴甜为40％-50％；

麦芽糖醇40％-50％，安赛蜜为40％-50％；

麦芽糖醇40％-50％，葡萄糖为40％-50％；

麦芽糖醇40％-50％，糊精为40％-50％；

麦芽糖醇40％-50％，果糖为40％-50％；

木糖醇40％-50％，阿斯巴甜为40％-50％；

木糖醇40％-50％，安赛蜜为40％-50％；

木糖醇40％-50％，葡萄糖为40％-50％；

木糖醇40％-50％，糊精为40％-50％；

木糖醇40％-50％，果糖为40％-50％；

阿斯巴甜40％-50％，安赛蜜为40％-50％；

阿斯巴甜40％-50％，葡萄糖为40％-50％；

阿斯巴甜40％-50％，糊精为40％-50％；

阿斯巴甜40％-50％，果糖为40％-50％。

本发明囊材的材料为乙基纤维素和聚乙烯，优选乙基含量为45％-55％、粘度为150-250mPa·s的乙基纤维素，用量为2％-10％，优选乙基纤维素的用量为2.5％；本发明优选PE-H-18D075型聚乙烯(南京化学试剂有限公司)，添加量为0.4％-5％，优选用量为0.45％。

上述黏合剂可为羟丙纤维素，本发明所述的百分含量均为重量百分含量，所用材料均可市售得到。

上述三氯蔗糖微囊剂的制备方法，可按照以下步骤实施：

a、囊心的制备：称取配方量三氯蔗糖和稀释剂混合均匀，过80目筛，加入羟丙纤维素，制湿颗粒；低温烘干，整粒得到囊心；

b、微囊剂的制备：按配比取乙基纤维素和聚乙烯混合后，加至环己烷中(1g乙基纤维素用100ml环己烷)加热至70℃-80℃，使乙基纤维素和聚乙烯在环己烷中完全溶解，而后加入a步骤制好的囊心，以200-500r/min的速率搅拌混合，使乙基纤维素和聚乙烯乳化完全；将分散好的乳液采用喷雾干燥法制备微囊剂；采用压力式喷雾器，压力2.5MPa-3.0MPa，干燥室温度70℃-80℃，以400m³/h-450m³/h的速率通乳压缩空气，物料在喷雾干燥室中的停留时间小于30s。

上述方法中乙基纤维素和聚乙烯混合后，加至环己烷中，加热至优选温度78℃；

上述方法中搅拌速率优选为450r/min。

乙基纤维素(EC)的选择：

上表表明，随着EC粘度的增加，EC、PE的环己烷溶液的粘度和表面张力增大，则EC的成模性能越好。显微镜下观察，EC粘度在200mPa·s时胶囊微粒形状均匀，为最佳粘度。

随着EC浓度的增大，EC环己烷溶液的粘度和密度也增大，那么随着溶液温度的下降，其达到过饱和状态的速度加快，时间缩短，有利于EC以三氯蔗糖微晶粒为核心形成微囊，微胶囊化率、包囊率、膜层厚度均提高。所以综合粒度大小、缓释作用、成本等因素考虑，乙基纤维素的用量可以为2％-10％，2.5％最适宜。

搅拌速率的选择：

随着搅拌速度的提高，三氯蔗糖微囊粒径减小，粒度分布变窄，微胶囊的膜层厚度变得均匀，此外搅拌速度提高到一定程度还可有效的阻止微胶囊颗粒发生粘连、凝聚而使其粒度变大。实验表明，搅拌器速率以200-500r/min为宜，最适宜为450r/min。

聚乙烯用量与比例的选择：

在乙基纤维素微胶囊的制备过程中，聚乙烯作为重要的辅助添加剂，促进乙基纤维素的形成，同时对微胶囊的粒度分布和缓释与掩蔽作用的效果由显著的影响。对不同密度与

规格的聚乙烯进行试验，发现它们的溶解性能及分散效果差异明显，种类与用量选择不适当会出现晶核包裹不好或微胶囊聚结为大团粒的极端情况，因此，经多次实验，将使用效果较好的PE-H-18D075型聚乙烯确定为适宜的辅助添加剂，并根据粒径情况确定出聚乙烯的适宜添加量为聚乙烯用量0.4％-5％，优选0.45％，不会出现微胶囊的粘连、凝聚。

本发明的有益效果：以三氯蔗糖作为微胶囊化的囊心、以乙基纤维素(EC)和聚乙烯为囊材，用喷雾干燥法制备三氯蔗糖微胶囊的工艺技术参数，确定了影响三氯蔗糖微胶囊化的主要因素，如微胶囊化温度、搅拌速度、囊心、囊材规格与用量、添加剂的种类及添加量等，并得出微胶囊化最佳工艺参数。本发明三氯蔗糖微囊剂防止三氯蔗糖颗粒剂原辅料潮解、氧化、变质，确保甜味不损失，化学性质和物理性质不改变并且可以以缓慢恒定的速率释放，保持冲剂饮料的甜味均匀。

通常制胶囊可以用界面聚合法、单凝聚法、复凝聚法及流化床法等。本发明微囊剂的制备方法为喷雾干燥法，干燥速率高、时间短，干燥温度低，不会对三氯蔗糖及其它辅料产生影响，设备简单、成本低、易于大规模连续生产，并且成品的包囊率高，收率高。

具体实施方式

实施例1

(1)囊心的制备：

主药：三氯蔗糖    2.5％

稀释剂：甘露醇    50％

        山梨醇    40％

黏合剂：羟丙纤维素0.4％

润湿剂：蒸馏水    适量

制备流程：

1、取三氯蔗糖，过60目筛；取甘露醇、山梨醇粉碎过80目筛；

2、称取处方量辅料按等量递增原则与三氯蔗糖混合均匀，并过80目筛；

3、将羟丙纤维素加入上述混合好粉末中，制备软材，过80目筛，制湿颗粒；于45℃-50℃烘2-3小时，过60目筛振荡整粒；

(2)微囊剂的制备：

乙基纤维素    6.65％

聚乙烯        0.45％

环乙烷        适量

制备流程：

选用乙基含量为49.5％、粘度为200mPa·s的EC，用量为2.5％，添加剂为PE-H-18D075型聚乙烯，添加量为0.45％，，将EC和聚乙烯混合到环己烷中，加热到78℃，使乙基纤维素和聚乙烯在环己烷中完全溶解，而后加入上述步骤制好的囊心，以450r/min的速率搅拌混合，搅拌时间为20分钟，使其乳化完全。制备好适宜的乳液后，将分散好的乳液加入到喷雾干燥器的加热室中采用喷雾干燥法制备微囊剂，采用压力式喷雾器，压力为2.5MPa-3.0MPa，干燥室温度控制在70℃-80℃，以400m³/h-450m³/h的速率通乳压缩空气，当压缩空气与喷雾液滴在高温下下相遇时液滴被迅速干燥。液滴被喷射到加热室中后所制成的小液滴具有大表面积，雾化所形成的液滴快速形成球状。在加热室中，球状液滴表面与热空气接触，产品开始干燥。热空气将壳材料干燥并包囊心材形成胶囊。这些胶囊落到喷雾干燥箱底而被收集，物料在喷雾干燥室中的停留时间小于30s。

实施例2

(1)囊心的制备：

主药：三氯蔗糖    2％

稀释剂：甘露醇    50％

        麦芽糖醇  45％

黏合剂：羟丙纤维素0.4％

润湿剂：蒸馏水    适量

按实施例1所述制备方法制备囊心。

(2)微囊剂的制备：

乙基纤维素    2.15％

聚乙烯        0.45％

环乙烷        适量

按实施例1所述制备方法制备微囊剂。

实施例3

(1)囊心的制备：

主药：三氯蔗糖      2.8％

稀释剂：甘露醇      45％

        山梨醇      45％

黏合剂：羟丙纤维素  0.2％

润湿剂：蒸馏水      适量

按实施例1所述制备方法制备囊心。

(2)微囊剂的制备：

乙基纤维素    4％

聚乙烯        3％

环乙烷        适量

按实施例1所述制备方法制备微囊剂。

实施例4

(1)囊心的制备：

主药：三氯蔗糖    3％

稀释剂：麦芽糖醇  45％

        木糖醇    45％

黏合剂：羟丙纤维素0.6％

润湿剂：蒸馏水    适量

按实施例1所述制备方法制备囊心。

(2)微囊剂的制备：

乙基纤维素    5.8％

聚乙烯        0.6％

环乙烷        适量

按实施例1所述制备方法制备微囊剂

实施例5

(1)囊心的制备：

主药：三氯蔗糖    2.5％

稀释剂：甘露醇    40％

        赤藓糖醇  45％

黏合剂：羟丙纤维素0.5％

润湿剂：蒸馏水    适量

按实施例1所述制备方法制备囊心。

(2)微囊剂的制备：

乙基纤维素    7％

聚乙烯        5％

环乙烷        适量

按实施例1所述制备方法制备微囊剂。

实施例6

(1)囊心的制备：

主药：三氯蔗糖    2.5％

稀释剂：甘露醇    45％

        木糖醇    45％

黏合剂：羟丙纤维素0.4％

润湿剂：蒸馏水    适量

制备流程：

1、取三氯蔗糖，过60目筛；取甘露醇、木糖醇粉碎过80目筛；

2、称取处方量辅料按等量递增原则与三氯蔗糖混合均匀，并过80目筛；

3、将羟丙纤维素加入上述混合好粉末中，制备软材，过80目筛，制湿颗粒；于45℃-50℃烘2-3小时，过60目筛振荡整粒。

(2)微囊剂的制备：

乙基纤维素6.65％

聚乙烯    0.45％

环乙烷    适量

制备流程：

选用乙基含量为55％、粘度为200mPa·s的EC，用量为6.65％，添加剂为PE-H-18D075型聚乙烯，添加量为0.45％，，将EC和聚乙烯混合到环己烷中，加热到70℃，使乙基纤维素和聚乙烯在环己烷中完全溶解，而后加入上述步骤制好的囊心，以250r/min的速率搅拌混合，搅拌时间为20分钟，使其乳化完全。制备好适宜的乳液后，将分散好的乳液加入到喷雾干燥器的加热室中采用喷雾干燥法制备微囊剂，采用压力式喷雾器，压力为2.5MPa-3.0MPa，干燥室温度控制在70℃-80℃，以400m³/h-450m³/h的速率通乳压缩空气，当压缩空气与喷雾液滴在高温下下相遇时液滴被迅速干燥。液滴被喷射到加热室中后所制成的小液滴具有大表面积，雾化所形成的液滴快速形成球状。在加热室中，球状液滴表面与热空气接触，产品开始干燥。热空气将壳材料干燥并包囊心材形成胶囊。这些胶囊落到喷雾干燥箱底而被收集，物料在喷雾干燥室中的停留时间小于30s。

稳定性测定：

含量测定方法：高效液相色谱法，条件：Capcell Pak C₁₈(4.6mm*250mm，5μm)色谱柱；流动相：乙腈∶水＝20∶80；流速：1.0ml/min；柱温：35℃；进样体积：20μl；检测池温度：35℃。

标准溶液的配制：称取三氯蔗糖标准品约50mg(精确至0.1mg)置于10ml容量瓶中，加流动相振摇溶解，并用流动相稀释至刻度，摇匀即为标准储备溶液，用流动相定量稀释1～10倍即得系列标准使用溶液，浓度约为0.5～5mg/ml。以标准溶液浓度为横坐标，峰面积为纵坐标得到线性回归方程为：A＝2.3204C-0.0196，R＝0.9995(n＝6)。

稳定性比较：

1、常温下测定：所制三氯蔗糖颗粒剂(按实施例1中囊心制备方法制备得到)与微囊剂(按实施例1方法制备得到)各2g，分别置于两个敞口玻璃培养皿中，常温下贮藏6个月、12个月、18个月，并进行含量测定，结果见下表：

结果显示：微囊剂在放置18个月后含量基本无变化，质量较颗粒剂稳定。

2、高温干热法：取三氯蔗糖颗粒剂(按实施例1中囊心制备方法制备得到)与微囊剂(按实施例1方法制备得到)各2g，分别置于两个敞口玻璃培养皿中，将培养皿置于105℃烘箱中，分别在1h、2h、5h、10h取样进行含量测定，结果见下表：

结果显示：微囊剂在高温干热条件下含量基本无变化，质量稳定。

3、湿热考察法：取三氯蔗糖颗粒剂(按实施例1中囊心制备方法制备得到)与微囊剂(按实施例1方法制备得到)各2g，分别置于两个敞口玻璃培养皿中，置于调温调湿箱中，温度为37℃，相对湿度为75％，放置三个月，每个月测含量一次，结果见下表：

结果显示：微囊剂在温度37℃，相对湿度为75％，放置三个月，含量基本无变化，质量稳定。

Claims (9)

1、一种三氯蔗糖微囊剂，包括囊心和囊材，其特征在于该微囊剂囊心的主药为三氯蔗糖，含量为2％-3％，稀释剂由甘露醇、山梨醇、赤藓糖醇、麦芽糖醇、木糖醇、葡萄糖、糊精、阿斯巴甜、安赛蜜、果糖中任意两种组合而成，含量分别为40％-50％，黏合剂的用量0.2％-0.6％；囊材主要采用乙基纤维素和聚乙烯，乙基纤维素用量2％-10％，聚乙烯用量0.4％-5％。

2、根据权利要求1所述的三氯蔗糖的微囊剂，其特征在于选用乙基含量为45％-55％、粘度为150-250mPa·s的乙基纤维素。

3、根据权利要求1或2所述的三氯蔗糖微囊剂，其特征在于乙基纤维素的用量为2.5％。

4、根据权利要求1所述的三氯蔗糖微囊剂，其特征在于选用PE-H-18D075型聚乙烯。

5、根据权利要求1或4所述的三氯蔗糖微囊剂，其特征在于聚乙烯用量为0.45％。

6、根据权利要求1所述的三氯蔗糖微囊剂，其特征在于所述的黏合剂为羟丙纤维素。

7、一种权利要求1所述的三氯蔗糖微囊剂的制备方法，其特征在于按照以下步骤实施：

a、囊心的制备：称取配方量三氯蔗糖和稀释剂混合均匀，过80目筛，加入羟丙纤维素，制湿颗粒；低温烘干，整粒得到囊心；

b、微囊剂的制备：按配比取乙基纤维素和聚乙烯混合后，加至环己烷中，加热至70℃-80℃，使乙基纤维素和聚乙烯在环己烷中完全溶解，而后加入a步骤制好的囊心，以200-500r/min的速率搅拌混合，使乙基纤维素和聚乙烯乳化完全；将分散好的乳液采用喷雾干燥法制备微囊剂；采用压力式喷雾器，压力2.5MPa-3.0MPa，干燥室温度70℃-80℃，以400m³/h-450m³/h的速率通乳压缩空气，物料在喷雾干燥室中的停留时间小于30s。

8、根据权利要求7所述的三氯微囊剂的制备方法，其特征在于搅拌速率为450r/min。

9、根据权利要求7所述的三氯微囊剂的制备方法，其特征在于乙基纤维素和聚乙烯混合后，加至环己烷中，加热至78℃。