CN102772386A - 植物胶囊用复合胶及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种植物胶囊用复合胶及其制备方法，采用以下重量份的原料K-卡拉胶1～15份、ι-卡拉胶0.5～7.5份、组分C（纤维素衍生物和或植物多糖）77.5～98.5份，通过混合机内混合，充分混合均匀即可。该植物胶囊用复合胶各原料配比适宜，可适用于各类植物胶囊的生产，大大提高植物胶囊产品的合格率。通过控制其粘度及凝胶温度的稳定性，制得了符合中国药典标准的植物空心胶囊，胶囊隔水率、隔氧率都有所提高，增强了胶囊的隔水、隔氧效果，更有利于内容物稳定和延长产品保质期；同时，解决了植物胶囊生产原材料多样性、操作复杂性、质标不稳定性和不可控性的问题。

Description

植物胶囊用复合胶及其制备方法

技术领域

本发明涉及胶囊用成膜材料，尤其是一种植物胶囊用复合胶及其制备方法。

背景技术

药用空心胶囊是一种药用辅料（药包材），主要应用于药物同体制剂，一般由胶囊用明胶作为主要的成膜材料，并已有百年历史。近年来，明胶空心胶囊的弊端逐渐显示，特别是含水量高，对药物稳定性要求较高，易与含醛基的化合物发生交联反应等。另外，由于穆斯林宗教的禁食和潜在的动物源传染病等原因，人们开始寻找植物性成膜材料来替代胶囊用明胶制备药用空心胶囊。

目前，国际上已有一些非动物源成膜材料被用于制备植物空心胶囊，主要有美国Wonder Laboratories公司生产的EPG（Empty Vegetable Capsules）植物空心胶囊、印度Natural Capsules Limited公司的Cellulose Capsules植物空心胶囊以及日本盐野义公司的Qualicaps植物空心胶囊等，其中，影响力最大的是Qualicaps植物空心胶囊。一些著名大学和院所（如英国London大学、芬兰Helsinki大学以及德国和西班牙等地的大学）的药学院都以Qualicaps作为研究植物空心胶囊理化性质和医学指标的代表性样品。然而，Qualicaps植物空心胶囊存在诸多问题，根本原因在于植物胶的选型及质标不合适，由于所用植物胶强度较低会造成囊壳强度差，所用植物胶粘度较高会造成囊壳均匀度不好、上机率低、产品合格率低，生产成本高等问题。

随着植物性成膜材料的研究与发展，国内也陆续出现用非动物源成膜材料制备植物空心胶囊的技术。

中国专利“植物硬空心胶囊及其制备方法”（专利申请号200410012944.7公开日2005年1月12日）公开了一种植物硬空心胶囊，由以下重量百分比的原料制成：改性魔芋葡甘聚糖31％～51％、大豆分离蛋白25.4％～47.8％、凝固剂8.8％～27.5％、助凝剂3.3％～7％和水3.4％～9％；改性魔芋葡甘聚糖为羧甲基魔芋葡甘聚糖、氧化葡甘聚糖、马来酸酐酯化葡甘聚糖、醋酸酐酯化葡甘聚糖，凝固剂为卡拉胶或黄源胶，助凝剂为提供阳离子Ca²⁺、K+的盐如氯化钾、柠檬酸钾、磷酸钾、氯化钙。该植物胶囊全部采用植物原料，不会传播口蹄疫和疯牛病，不易污染，满足了素食文化者的要求，适于含醛基药物的贮存和运输，但由于钾盐影响了崩解时限，加入的蛋白质使微生物容易超标也不易于储存。

另一中国专利申请“一种植物胶空心胶囊及其生产工艺”（专利申请号20031010801.2公开日2005年4月20日）公开了一种植物空心胶囊及其生产工艺，其胶液配比如下：植物胶16～25％、增强剂2.0～5.0％、表面活性剂0.02％～0.026％、保湿剂0.15％～0.20％、余量为水，植物胶选自果胶、卡拉胶中的一种或二种，增强剂选自壳聚糖、羧甲基淀粉、羟丙基纤维素中的一种或多种，表面活性剂为十二烷基硫酸钠，保湿剂为甘油。据此得到的植物空心硬胶囊稳定性好，高温或高湿度环境下不变形、不发脆，便于长久贮存。生产中虽未加入钾盐、钙盐，但各组份配比不佳，以致崩解时间延长，很难符合中国药典（2010版）的质量标准。

再一中国专利申请“植物硬胶囊及其生产工艺”（专利申请号99116921.2公开日2001年4月25日）的植物硬胶囊由亲水性凝胶、水溶性纤维素、助凝剂和水组成，其组分重量百分比为亲水性凝胶0.01％～11.87％、水溶性纤维素71.25％～94.8％、助凝胶0.10％～11.87％和水5％～8％，所用亲水性凝胶可以是K型卡拉胶，助凝剂是氯化钾、氯化钙、磷酸钙、柠檬酸钾。该发明制备的植物空心硬胶囊高温保温10天后不变形，由于原料主要为植物多糖，蛋白质和脂肪含量低（分别为0.5％和0.3％），避免了动物蛋白可能引起的污染。其不足之处是虽然K-卡拉胶用量较低，可是加入了钾盐或钙盐，形成的K-卡拉胶钾盐或钙盐使胶囊崩解时限长达15～16.5min，不符合现行药典标准（胃中崩解时限为10分钟之内）。

以上专利技术本身存在诸多不足，实现产业化比较困难。目前市场上能见到的用植物性成膜材料制成的植物胶囊有三种：第一种是美国独资的苏州胶囊公司生产的HPMC胶囊，主要原料为羟丙甲纤维素，但因其原料选用的质标有问题，使得胶囊外观粗糙无光泽、弹性差、崩解时限长；第二种是秦皇岛药用胶囊公司的海藻多糖植物胶囊，主要原料为K-卡拉胶和羟丙甲纤维素，但其原料配比及单体质标不稳，生产成本高、合格率低；第三种是山西应县吉呈生物科技的普鲁兰多糖胶囊，主要原料为普鲁兰多糖，产品外观透明度很好但韧性差，产品表面容易吸潮变粘，储存期短且对储存条件要求高。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种安全环保无污染、工艺简单稳定可控、隔水隔氧保质期长、成本低投资少的植物胶囊用复合胶及其制备方法，适用于各类植物胶囊的生产，以大大提高植物胶囊产品的合格率。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：植物胶囊用复合胶，由以下重量份的原料制成：K-卡拉胶1～15份、ι-卡拉胶0.5～7.5份、组分C77.5～98.5份，组分C为纤维素衍生物和或植物多糖。

K-卡拉胶3～10份、ι-卡拉胶1～5份。

K-卡拉胶4.3～6份、ι-卡拉胶2.1～3份、组分C92～96.5份。

K-卡拉胶的凝胶强度为500～2000g/cm²，ι-卡拉胶的凝胶强度为300～1500g/cm²。

纤维素衍生物为羟丙甲纤维素、乙基纤维素、羟丙基纤维素、羧甲基纤维素中一种或多种，植物多糖为茶多糖、枸杞多糖、魔芋甘露聚糖、银杏叶多糖、海藻多糖、香菇多糖、银耳多糖、灵芝多糖、黑木耳多糖、茯苓多糖、普鲁兰多糖中一种或多种。

该植物胶囊用复合胶的凝胶温度为26～35℃，粘度为3100～6000mpa.s。

上述植物胶囊用复合胶的制备方法，称量原料K-卡拉胶、ι-卡拉胶、组分C，将组分C平分成两份，然后按一半的组分C、K-卡拉胶、ι-卡拉胶、另一半的组分C依次置于混合机内混合，充分混合均匀即可。

混合进行2～6小时。

混合机是二维或三维混合机。

混合机容积约为该植物胶囊用复合胶的两倍。

现有植物胶囊生产中存在原材料的多样性、操作复杂性、质标的不稳定性和不可控性等问题，因此急需一种优良的植物性成膜材料。为此，发明人选用天然植物胶K-卡拉胶、ι-卡拉胶以及组分C（纤维素衍生物和或植物多糖），调整和筛选合适比例混合制成了新型的植物胶囊用复合胶，克服了传统技术的不足，适用于各类植物胶囊的生产，可完全替代胶囊用明胶。由于使用的单体原料全部为植物胶，不会传播口蹄疫和疯牛病等，也避免了由动物蛋白朊可能引起的污染，制得的植物胶囊不与含醛基的化合物发生交联反应。应用本发明制得的植物胶囊隔水率、隔氧率提高，胶囊的隔水、隔氧效果增强，更有利于内容物的稳定，在正常的条件下，保质期可长达4年。同时，制备方法工艺简短、节能、设备投资少。

为实现发明目的，发明人对各种单体植物胶进行大量研究与实验。

卡拉胶是从红藻的角叉菜属(Chondrus)、麒麟菜属(Eucheuma)、杉藻属(Gigartina)及沙菜属(Hypnea)等品种海藻中提取的海藻多糖的统称，不同来源有不同的精细结构，其胶体性质也不尽相同，已命名的有kappa(卡帕)、iota(阿欧塔)、lambda(莱姆达)、mu(缪)、nu(纽)、theta(塞塔)、xi(西)型卡拉胶等，但是商业化生产的卡拉胶主要是前三种。即使同一类型的卡拉胶也有精制、半精制或粗制品之分，区别主要在凝胶强度、溶液透明度等，所以不同用途应该选用不同型号及等级，才是最经济有效的选择。发明人曾以重量百分数78％～85％的K-卡拉胶和15％～22％的ι-卡拉胶经三维混合机充分混合均匀，高温溶解后制得胶液。测试发现，胶液凝胶温度高达80℃，粘度高达35000mpa.s，不适合植物胶囊制作工艺。这可能是K-卡拉胶和ι-卡拉胶本身的凝胶强度较高之故。

为降低凝胶温度和粘度，发明人对粘度较低的纤维素衍生物进行了研究。曾以重量百分数55％～68％的羟丙甲纤维素、23％～31％的乙基纤维素、15％～18％的羟丙基纤维素和6％～13％的羧甲基纤维素经三维混合机充分混合均匀，溶解后制得胶液。测试发现，胶液粘度低至800mpa.s，但凝胶温度太低，室温不凝胶，也不适合植物胶囊制作工艺。这可能是纤维素衍生物本身的特性所致，必需添加一定量凝胶剂方可凝胶。

发明人还对植物多糖进行了深入研究，包括海藻多糖（卡拉胶的主要成分）、普鲁兰多糖等。普鲁兰多糖是一种由出芽短梗霉发酵所产生的类似葡聚糖、黄原胶的胞外水溶性粘质多糖，它是1938年由R．Bauer发现的一种特殊的微生物多糖。该多糖是由α～1,4糖苷键连接的麦芽三糖重复单位经α～1,6糖苷键聚合而成的直链状多糖，分子量一般在4.8x10～2.2x10之间(商品普鲁兰多糖平均分子量2x10⁵，约由480个麦芽三糖组成)。普鲁兰多糖有两个重要特性：结构上富有弹性，溶解度比较大。此外，其成膜性、阻气性、可塑性、粘性均较强，并且具有易溶于水、无毒无害、无色无味等优良特性。然而，与纤维素衍生物一样，普鲁兰多糖也是常温不凝胶。为此，曾以重量百分数79％～96.5％的普鲁兰多糖和0.1～3.5％的K-卡拉胶经三维混合机充分混合均匀，溶解后制得胶液。测试发现，胶液粘度3500～6800mpa.s，凝胶温度26～31℃，基本适合植物胶囊制作工艺。所制植物胶囊外观晶莹剔透，但着韧性差，产品表面容易吸潮变粘。这可能与K-卡拉胶的量不够及未添加防潮剂有关。

深入实验研究发现，仅用单体植物胶根本无法制得合格的植物胶囊。发明人按适当比例混合K-卡拉胶、ι-卡拉胶、组分C（纤维素衍生物和或植物多糖），形成植物胶原料组合物即植物胶囊用复合胶，通过控制其粘度及凝胶温度的稳定性，制得了符合中国药典标准的植物空心胶囊，同时解决了植物胶囊生产原材料多样性、操作复杂性、质标不稳定性和不可控性的问题。通过调整植物胶囊用复合胶各原料配比，可适用于各类植物胶囊的生产，大大提高植物胶囊产品的合格率。由于添加了ι-卡拉胶，应用本发明的植物胶囊隔水率、隔氧率都有所提高，增强了胶囊的隔水、隔氧效果，更有利于内容物稳定和延长产品保质期。

本发明中加入凝胶强度为500～2000g/cm²的K-卡拉胶，是为了改变植物胶囊用复合胶的凝胶温度，控制植物胶囊生产工艺中的凝胶成型时间及植物胶囊的强度。加入的K-卡拉胶比例大或凝胶强度高，会使植物胶囊用复合胶的凝胶温度升高，即在植物胶囊生产过程中凝胶成型时间变短，制得的植物胶囊强度也会增强。反之，凝胶成型时间变长，植物胶囊强度也会降低。一般植物胶囊用复合胶的凝胶温度控制在26～35℃，凝胶时间控制在6～10秒为宜。上述植物胶囊用复合胶中K-卡拉胶为1～15重量份，以3～10重量份为好，更以4.3～6重量份更佳。

本发明中加入凝胶强度为300～1500g/cm²的ι-卡拉胶，是为了改变用该植物胶囊用复合胶制得的植物胶囊的隔水率、隔氧率。加入的ι-卡拉胶比例大或凝胶强度高，会使制得的植物胶囊的隔水率、隔氧率提高，增强植物胶囊的隔水、隔氧效果，更有利于内容物的稳定。反之，植物胶囊的隔水率、隔氧率降低，隔水、隔氧效果变差，不利于内容物的稳定。上述植物胶囊用复合胶中ι-卡拉胶为0.5～7.5重量份，以1～5重量份为好，更以2.1～3重量份更佳。

本发明中加入组分C（纤维素衍生物和或植物多糖），是为了改变植物胶囊用复合胶的粘度，它是该复合胶的主要成膜材料，因其采用的组分C（纤维素衍生物和或植物多糖）的种类不同，制得的植物胶囊命名亦不同，如分别采用羟丙甲纤维素、普鲁兰多糖、海藻多糖为主要成膜材料的各自命名为HPMC植物胶囊、普鲁兰多糖植物胶囊、海藻多糖植物胶囊等。在上述的植物胶囊用复合胶中组分C（纤维素衍生物和或植物多糖）为77.5～98.5重量份，以92～96.5重量份为宜。

具体实施方式

以下结合实施例进一步说明本发明的植物胶囊用复合胶及其制备方法。

其中，实施例1～10的K-卡拉胶的凝胶强度为500～800g/cm²，ι-卡拉胶的凝胶强度为700～1100g/cm²；实施例11～20的K-卡拉胶的凝胶强度为800～1500g/cm²，ι-卡拉胶的凝胶强度为300～700g/cm²；实施例21～32的K-卡拉胶的凝胶强度为1500～2000g/cm²，ι-卡拉胶的凝胶强度为1100～1500g/cm²。

实施例1

称量原料K-卡拉胶3公斤、ι-卡拉胶1公斤、羟丙甲纤维素96公斤，将羟丙甲纤维素平分成两份各48公斤，然后按48公斤羟丙甲纤维素、3公斤K-卡拉胶、1公斤ι-卡拉胶、另48公斤羟丙甲纤维素依次置于二维混合机（容积200升）内混合，混合5小时至各植物胶充分混合均匀即可。

实施例2

原料K-卡拉胶10公斤、ι-卡拉胶1公斤、羟丙甲纤维素89公斤，三维混合机（容积200升）混合2小时，其他基本同实施例1。

实施例3

原料K-卡拉胶4.3公斤、ι-卡拉胶1公斤、羟丙甲纤维素94.7公斤，三维混合机（容积200升）混合6小时，其他基本同实施例1。

实施例4

原料K-卡拉胶5公斤、ι-卡拉胶1公斤、羟丙甲纤维素94公斤，三维混合机（容积200升）混合3小时，其他基本同实施例1。

实施例5

原料K-卡拉胶6公斤、ι-卡拉胶1公斤、羟丙甲纤维素93公斤，二维混合机（容积200升）混合6小时，其他基本同实施例1。

实施例6

原料K-卡拉胶2公斤、ι-卡拉胶1公斤、羟丙甲纤维素97公斤，二维混合机（容积200升）混合4小时，其他基本同实施例1。

实施例7

原料K-卡拉胶11公斤、ι-卡拉胶1公斤、羟丙甲纤维素88公斤，二维混合机（容积200升）混合4小时，其他基本同实施例1。

实施例8

原料K-卡拉胶5公斤、ι-卡拉胶2.1公斤、羟丙甲纤维素92.9公斤，二维混合机（容积200升）混合5小时，其他基本同实施例1。

实施例9

原料K-卡拉胶5公斤、ι-卡拉胶3公斤、羟丙甲纤维素92公斤，三维混合机（容积200升）混合3小时，其他基本同实施例1。

实施例10

原料K-卡拉胶5公斤、ι-卡拉胶5公斤、羟丙甲纤维素90公斤，三维混合机（容积200升）混合2小时，其他基本同实施例1。

实施例11

原料K-卡拉胶5公斤、ι-卡拉胶6公斤、羟丙甲纤维素89公斤，二维混合机（容积200升）混合4小时，其他基本同实施例1。

实施例12

原料K-卡拉胶5公斤、ι-卡拉胶0.8公斤、羟丙甲纤维素94.2公斤，二维混合机（容积200升）混合5小时，其他基本同实施例1。

实施例13

原料K-卡拉胶3公斤、ι-卡拉胶1公斤、普鲁兰多糖96公斤，三维混合机（容积200升）混合2小时，其他基本同实施例1。

实施例14

原料K-卡拉胶10公斤、ι-卡拉胶1公斤、普鲁兰多糖89公斤，三维混合机（容积200升）混合3小时，其他基本同实施例1。

实施例15

原料K-卡拉胶4.3公斤、ι-卡拉胶1公斤、普鲁兰多糖94.7公斤，三维混合机（容积200升）混合4小时，其他基本同实施例1。

实施例16

原料K-卡拉胶5公斤、ι-卡拉胶1公斤、普鲁兰多糖94公斤，三维混合机（容积200升）混合5小时，其他基本同实施例1。

实施例17

原料K-卡拉胶6公斤、ι-卡拉胶1公斤、普鲁兰多糖93公斤，三维混合机（容积200升）混合6小时，其他基本同实施例1。

实施例18

原料K-卡拉胶2公斤、ι-卡拉胶1公斤、普鲁兰多糖97公斤，二维混合机（容积200升）混合5小时，其他基本同实施例1。

实施例19

原料K-卡拉胶11公斤、ι-卡拉胶1公斤、普鲁兰多糖88公斤，二维混合机（容积200升）混合2小时，其他基本同实施例1。

实施例20

原料K-卡拉胶5公斤、ι-卡拉胶2.1公斤、普鲁兰多糖92.9公斤，三维混合机（容积200升）混合5小时，其他基本同实施例1。

实施例21

原料K-卡拉胶5公斤、ι-卡拉胶3公斤、普鲁兰多糖92公斤，二维混合机（容积200升）混合3小时，其他基本同实施例1。

实施例22

原料K-卡拉胶5公斤、ι-卡拉胶5公斤、普鲁兰多糖90公斤，二维混合机（容积200升）混合4小时，其他基本同实施例1。

实施例23

原料K-卡拉胶5公斤、ι-卡拉胶6公斤、普鲁兰多糖89公斤，三维混合机（容积200升）混合2小时，其他基本同实施例1。

实施例24

原料K-卡拉胶5公斤、ι-卡拉胶0.8公斤、普鲁兰多糖94.2公斤，三维混合机（容积200升）混合5小时，其他基本同实施例1。

实施例25

原料K-卡拉胶3公斤、ι-卡拉胶1公斤、海藻多糖96公斤，三维混合机（容积200升）混合2小时，其他基本同实施例1。

实施例26

原料K-卡拉胶10公斤、ι-卡拉胶1公斤、海藻多糖89公斤，三维混合机（容积200升）混合3小时，其他基本同实施例1。

实施例27

原料K-卡拉胶4.3公斤、ι-卡拉胶1公斤、羟丙甲纤维素50公斤、乙基纤维素44.7公斤，三维混合机（容积200升）混合4小时，其他基本同实施例1。

实施例28

原料K-卡拉胶5公斤、ι-卡拉胶1公斤、羟丙甲纤维素50公斤、羟丙基纤维素44公斤，三维混合机（容积200升）混合5小时，其他基本同实施例1。

实施例29

原料K-卡拉胶6公斤、ι-卡拉胶1公斤、羟丙甲纤维素50公斤、乙基纤维素30公斤、羧甲基纤维素13公斤，三维混合机（容积200升）混合6小时，其他基本同实施例1。

实施例30

原料K-卡拉胶2公斤、ι-卡拉胶1公斤、茶多糖1公斤、魔芋甘露聚糖0.5公斤、海藻多糖1.5公斤、羟丙甲纤维素94公斤，二维混合机（容积200升）混合5小时，其他基本同实施例1。

实施例31

原料K-卡拉胶11公斤、ι-卡拉胶1公斤、羟丙甲纤维素30公斤、乙基纤维素5公斤、羧甲基纤维素5公斤、枸杞多糖1公斤、魔芋甘露聚糖5公斤、银杏叶多糖2公斤、海藻多糖10公斤、普鲁兰多糖30公斤，二维混合机（容积200升）混合2小时，其他基本同实施例1。

实施例32

原料K-卡拉胶5公斤、ι-卡拉胶2.1公斤、羟丙甲纤维素52.9公斤、羟丙基纤维素20公斤、海藻多糖15公斤、香菇多糖1公斤、银耳多糖0.5公斤、灵芝多糖1.5公斤、黑木耳多糖0.5公斤、茯苓多糖1.5公斤，三维混合机（容积200升）混合5小时，其他基本同实施例1。

实施例1至32混合均匀的植物复合胶，经取样检测粘度和凝胶温度如表1，均完全适合植物空心胶囊的生产工艺，然后灭菌、称量、包装制得植物胶囊用复合胶。使用实施例1至32的复合胶制得的植物空心胶囊均完全符合中国药典（2010版）的质量标准，部分检测指标如表1。

表1本发明实施例1至32的植物胶囊用复合胶及其植物空心胶囊检测结果

Claims (10)

1.一种植物胶囊用复合胶，其特征在于由以下重量份的原料制成：K-卡拉胶1～15份、ι-卡拉胶0.5～7.5份、组分C77.5～98.5份，组分C为纤维素衍生物和或植物多糖。

2.根据权利要求1所述的植物胶囊用复合胶，其特征在于：所述K-卡拉胶3～10份、ι-卡拉胶1～5份。

3.根据权利要求2所述的植物胶囊用复合胶，其特征在于：所述K-卡拉胶4.3～6份、ι-卡拉胶2.1～3份、组分C92～96.5份。

4.根据权利要求1所述的植物胶囊用复合胶，其特征在于：所述K-卡拉胶的凝胶强度为500～2000g/cm²，ι-卡拉胶的凝胶强度为300～1500g/cm²。

5.根据权利要求1所述的植物胶囊用复合胶，其特征在于：所述纤维素衍生物为羟丙甲纤维素、乙基纤维素、羟丙基纤维素、羧甲基纤维素中一种或多种，所述植物多糖为茶多糖、枸杞多糖、魔芋甘露聚糖、银杏叶多糖、海藻多糖、香菇多糖、银耳多糖、灵芝多糖、黑木耳多糖、茯苓多糖、普鲁兰多糖中一种或多种。

6.根据权利要求1所述的植物胶囊用复合胶，其特征在于该植物胶囊用复合胶的凝胶温度为26～35℃，粘度为3100～6000mpa.s。

7.根据权利要求1所述植物胶囊用复合胶的制备方法，其特征在于称量原料K-卡拉胶、ι-卡拉胶、组分C，将组分C平分成两份，然后按一半的组分C、K-卡拉胶、ι-卡拉胶、另一半的组分C依次置于混合机内混合，充分混合均匀即可。

8.根据权利要求7所述植物胶囊用复合胶的制备方法，其特征在于：所述混合进行2～6小时。

9.根据权利要求7所述植物胶囊用复合胶的制备方法，其特征在于：所述混合机是二维或三维混合机。

10.根据权利要求9所述植物胶囊用复合胶的制备方法，其特征在于：所述混合机容积约为该植物胶囊用复合胶的两倍。