CN108191993B - 一种海藻酸钠及其制备方法和应用 - Google Patents

一种海藻酸钠及其制备方法和应用 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种海藻酸钠及其制备方法和应用，制备方法包括如下：（1）将褐藻加水浸泡洗涤、与碱剂混合消化，加水稀释、加硅藻土过滤，通过钙凝酸化法得到海藻酸单体；（2）将海藻酸单体在30‑50℃下进行降解；（3）以固体碳酸钠作为中和剂和海藻酸混合搅拌反应得到半成品海藻酸钠，再加乙醇溶液搅拌，使得半成品海藻酸钠分散成粉末状，然后造粒、干燥、粉碎得到海藻酸钠。海藻酸钠粘度为200‑700mpas，粘度下降率小于5%，Mw/Mn小于1.85，含水量小于11%，透明度大于30cm，粉体比重为0.65‑0.75g/cm3，粒度120目，粉体粒度分布窄。本发明的海藻酸钠可以用于缓释剂，缓释效果稳定。

Description

一种海藻酸钠及其制备方法和应用
技术领域
本发明涉及缓释剂用海藻酸钠技术领域，具体来说涉及一种海藻酸钠及其制备方法和应用。
背景技术
海藻酸钠用于片剂中作为缓释剂和粘结剂，在酸性条件下形成不溶凝胶层起到缓释作用，海藻酸钠的粘度（分子量）、凝胶强度（M/G）、粉体特性等影响凝胶层的透过效果，生产中这些因素的一致性难以控制，导致药厂使用时出现海藻酸钠用量和药片释放度线性关系差问题，不利于药厂配方调整，甚至无法使用。
海藻酸钠提取流程是褐藻水洗浸泡、碱消化、加水稀释、过滤得到液体海藻酸钠混合物，钙化、酸化得到海藻酸单体，脱水、中和得到海藻酸钠单体，造粒、干燥得到产品。每个步骤都存在着海藻酸钠的降解，其中中和步骤海藻酸钠浓度最大，降解不均匀程度最大。中和的两种模式：一是海藻酸在乙醇介质中（海藻酸和乙醇溶液质量比＜1）和液体氢氧化钠反应，优势是海藻酸钠转化完全，粘度稳定，乙醇具有提纯效果。不足是氢氧化钠对海藻酸钠结构破坏程度高、不均匀，同时乙醇使海藻酸钠纤维结构强化影响最终产品的粉体特性。二是海藻酸和固体碳酸钠反应，优势是碳酸钠对海藻酸钠结构破坏程度小，海藻酸钠纤维结构弱化有利于产品粉体特性，不足是海藻酸钠转化不完全，干燥步骤海藻酸钠降解不均匀程度大。
发明内容
本发明的目的在于提供一种海藻酸钠及其制备方法和应用，以解决现有海藻酸钠粘度不稳定、分子量分布大、粒度分布大的缺陷。
为此，本发明提供了一种海藻酸钠的制备方法，所述方法包括如下步骤：
（1）将褐藻加水浸泡洗涤、与碱剂混合消化，然后加水稀释、加入硅藻土过滤，然后通过钙凝酸化法得到海藻酸单体；
（2）将海藻酸单体在30-50℃下进行降解，降解时间小于2h；
（3）以固体碳酸钠作为中和剂和海藻酸混合搅拌反应得到半成品海藻酸钠，再加乙醇溶液搅拌，使得半成品海藻酸钠分散成粉末状，然后造粒、干燥、粉碎得到海藻酸钠。
优选的，所述步骤（1）中，所述褐藻包括海带、裙带菜、泡叶藻、马尾藻和巨藻中的一种或多种，浸泡时间为3-15h，水用量为所述褐藻质量的3-6倍；所述碱剂包括碳酸钠和/或氢氧化钠，所述碱剂用量为所述褐藻质量的40%-50%，消化温度为45-60℃，消化时间为3-6h。
优选的，所述步骤（1）中，海藻酸单体的含水量为60%-75%。
优选的，所述步骤（3）中，乙醇溶液质量浓度30%-100%，加入量为海藻酸质量的5%-10%。
优选的，所述步骤（3）中，固体碳酸钠的加入量为海藻酸质量的8%-10%，中和时间为30-60min。
优选的，所述步骤（3）中，干燥温度小于90°。
本发明还提供了由所述的海藻酸钠的制备方法制备得到的海藻酸钠，所述海藻酸钠粘度为200-700mpas，粘度下降率小于5%，Mw/Mn小于1.85，含水量小于11%，透明度大于30cm，粉体比重为0.65-0.75g/cm3，粒度120目，粉体粒度分布窄。
本发明的所述海藻酸钠用于缓释剂。
与现有技术相比，本发明的优点和积极效果是：本发明提供了一种海藻酸钠及其制备方法和应用，制备方法包括如下步骤：（1）将褐藻加水浸泡洗涤、与碱剂混合消化，然后加水稀释、加入硅藻土过滤，然后通过钙凝酸化法得到海藻酸单体；（2）将海藻酸单体在30-50℃下进行降解，降解时间小于2h；（3）以固体碳酸钠作为中和剂和海藻酸混合搅拌反应得到半成品海藻酸钠，再加乙醇溶液搅拌，使得半成品海藻酸钠分散成粉末状，然后造粒、干燥、粉碎得到海藻酸钠。海藻酸钠粘度为200-700mpas，粘度下降率小于5%，Mw/Mn小于1.85，含水量小于11%，透明度大于30cm，粉体比重为0.65-0.75g/cm3，粒度120目，粉体粒度分布窄。本发明的海藻酸钠可以用于缓释剂，海藻酸钠的相对分子质量越大，粘度则越高，释药速度越慢；凝胶强度越高，释药速度越慢；粉体粒度越细，释药速度越慢。本发明海藻酸钠的粘度稳定、分子量分布窄、粒度分布窄，所以配方缓释效果稳定，达到释放要求，解决了现海藻酸钠缓释剂配方缓释效果重现性差的问题。
具体实施方式
以下对本发明的具体实施方式进行详细说明，应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。
本发明的海藻酸钠的制备方法包括如下步骤：
（1）将褐藻加水浸泡洗涤、与碱剂混合消化，然后加水稀释、加入硅藻土过滤，然后通过钙凝酸化法得到海藻酸单体；
（2）将海藻酸单体在30-50℃下进行降解，降解时间小于2h；
（3）以固体碳酸钠作为中和剂和海藻酸混合搅拌反应得到半成品海藻酸钠，再加乙醇溶液搅拌，使得半成品海藻酸钠分散成粉末状，然后造粒、干燥、粉碎得到海藻酸钠。
步骤（1）中，褐藻包括海带、裙带菜、泡叶藻、马尾藻和巨藻中的一种或多种，浸泡时间为3-15h，水用量为褐藻质量的3-6倍，将褐藻加水浸泡、洗涤可以去除褐藻中的杂质颗粒等。碱剂包括碳酸钠和/或氢氧化钠，碱剂用量为褐藻质量的40%-50%，消化温度为45-75℃，消化时间为3-24h；将褐藻与碳酸钠和/或氢氧化钠混合均匀，可以使得褐藻中不溶性的海藻酸盐转化成海藻酸钠。
步骤（1）中，加入硅藻土过滤的方式，可以去掉海藻酸钠提取物中的色素、水不溶物等杂质，可以提高海藻酸钠的纯度。
步骤（1）中，钙凝酸化法的步骤包括：将硅藻土过滤后的产物与氯化钙溶液反应，得到海藻酸钙，然后将海藻酸钙加入盐酸进行脱钙，得到海藻酸单体，对海藻酸单体进行挤压脱水，使其水分控制在60%-75%，水分超出75%时海藻酸和碳酸钠反应得到的海藻酸钠发粘不好，水分低于60%时海藻酸和碳酸钠反应慢、转化不完全。
步骤（3）中，乙醇溶液质量浓度30%-100%，加入量为海藻酸质量的5%-10%。乙醇可以作为固相中和反应产物半成品海藻酸钠的抗粘结剂，使海藻酸钠失去黏性，并由长纤维状被搅拌成粉末状以提高海藻酸钠的粉体比重，还有利于提升海藻酸钠的粉碎效率、缩小海藻酸钠的粒度分布，同时也加强了海藻酸钠物料捏合效果，提高海藻酸钠中和转化程度，使得海藻酸钠的粘度更稳定。
步骤（3）中，固体碳酸钠的加入量为海藻酸质量的8%-10%，中和时间为30-60min。
步骤（3）中，干燥温度小于90℃。
由本发明的海藻酸钠的制备方法制备得到的海藻酸钠，海藻酸钠粘度为200-700mpas，粘度下降率小于5%，Mw/Mn小于1.85，含水量小于11%，透明度大于30cm，粉体比重为0.65-0.75g/cm3，粒度120目，粉体粒度分布窄。
本发明的海藻酸钠可以用于缓释剂，海藻酸钠的相对分子质量越大，粘度则越高，释药速度越慢；凝胶强度越高，释药速度越慢；粉体粒度越细，释药速度越慢。本发明海藻酸钠的粘度稳定、分子量分布窄、粒度分布窄，所以配方缓释效果稳定，达到释放要求，解决了现海藻酸钠缓释剂配方缓释效果重现性差的问题。
检测方法
1、透明度测定
套管法（目测法）测定：将本发明的海藻酸钠溶于水，配制成质量分数为1%的海藻酸钠胶液，将海藻酸钠胶液倒至带有刻度的比色管中，将比色管放于划有牙距1mm的15条黑线的白纸上；另取一50ml比色管套在上述比色管内部，将50ml比色管套上下移动至能看清白纸上的黑线为止，重复操作三次，测出两比色管底的距离，即得海藻酸钠的透明度（以cm表示）。
2、粘度下降率测定
称取试样5g左右，置6×2cm的具塞试管中，塞好塞子，放入50℃的金属浴中，温度控制在50℃±0.5℃，保持48小时后，取出试样，测定其黏度。计算公式：
粘度下降率(％)=（E0-E1）×100%/ E0
式中：E0───起始黏度；mPa.s
E1───保温后测得的黏度；mPa.s
实施例1
本实施例的海藻酸钠的制备方法包括如下步骤：
（1）将海带加水浸泡、洗涤，然后与碳酸钠混合均匀，浸泡时间为10h，水用量为海带质量的6倍，碳酸钠用量为海带质量的40%，消化温度为54℃，消化时间为5h；然后加水稀释、加入硅藻土过滤，然后通过钙凝酸化法得到海藻酸单体，海藻酸单体的含水量为70%；
（2）将600Kg海藻酸单体在45℃下进行降解，降解时间1h；
（3）以54Kg固体碳酸钠作为中和剂和海藻酸混合搅拌反应30min，得到半成品海藻酸钠，再加20Kg、质量浓度为80%的乙醇溶液搅拌20min，使得半成品海藻酸钠分散成粉末状，然后造粒、干燥、粉碎，过120目筛，得到乳白色海藻酸钠。
得到的海藻酸钠粘度为320mpa.s，粘度下降率为3.2%，Mw/Mn为1.70，含水量9.5%，透明度为45cm，粉体比重0.7g/cm3，凝胶强度为290g/cm2。
实施例2
本实施例的海藻酸钠的制备方法包括如下步骤：
（1）将巨藻加水浸泡、洗涤，然后与碳酸钠混合均匀，浸泡时间为10h，水用量为巨藻质量的6倍，碳酸钠用量为海带质量的40%，消化温度为54℃，消化时间为5h；然后加水稀释、加入硅藻土过滤，然后通过钙凝酸化法得到海藻酸单体，海藻酸单体的含水量气为75%；
（2）将500Kg海藻酸单体在45℃下进行降解，降解时间1h；
（3）以45Kg固体碳酸钠作为中和剂和海藻酸混合搅拌反应30min，得到半成品海藻酸钠，再加20Kg、质量浓度为80%的乙醇溶液搅拌20min，使得半成品海藻酸钠分散成粉末状，然后造粒、干燥、粉碎，过120目筛，得到乳白色海藻酸钠。
得到的海藻酸钠粘度为350mpa.s，粘度下降率为2.1%，Mw/Mn为1.65，含水量8.0%，透明度为60cm，粉体比重0.67g/cm3，凝胶强度为400g/cm2。
对比例1
本对比例的海藻酸钠的制备方法和实施例1基本相同，区别在于步骤（1）过滤时没有采用硅藻土助虑。
得到的海藻酸钠外观为棕黄色，粘度为320mpa.s，粘度下降率为3.0%，Mw/Mn为1.70，含水量9.5%，透明度为5cm，粉体比重0. 7g/cm3，凝胶强度为290g/cm2。
与实施例1制得的海藻酸钠相比，对比例1制得的海藻酸钠的外观颜色深，透明度低，纯度低。
对比例2
本对比例的海藻酸钠的制备方法和实施例1基本相同，区别在于步骤（3）为：海藻酸在乙醇介质中和30%质量浓度液体氢氧化钠反应，海藻酸和乙醇溶液质量比为1:3，液体氢氧化钠加入量占海藻酸质量的18-25%。
得到的海藻酸钠外观为乳白色，粘度为320mpa.s，粘度下降率为9.8%，Mw/Mn为1.95，含水量9.5%，透明度为35cm，粉体比重0. 4g/cm3，凝胶强度为290g/cm2。
与实施例1制得的海藻酸钠相比，对比例2制得的海藻酸钠的粉体比重低，表明海藻酸钠粉碎加工效率低、粒度偏絮状，粒度分布宽；Mw/Mn高，分子量分散性相对高，表明分子量不均匀程度高。
对比例3
本对比例的海藻酸钠的制备方法和实施例1基本相同，区别在于步骤（3）搅拌混合时没有加乙醇溶液。
得到的海藻酸钠外观乳白色，粘度320mpa.s，粘度下降率为17.3%，Mw/Mn=1.85，含水量9.5%，透明度为35cm，透明度35cm，粉体比重0.5g/cm3，凝胶强度290g/cm2。
与实施例1制得的海藻酸钠相比，对比例3制得的海藻酸钠的粘度下降率明显增加，说明该反应条件海藻酸和碳酸钠反应转化不完全，制得的海藻酸钠稳定性相对差，不适合用在医药上。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其进行限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的普通技术人员来说，依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明所要求保护的技术方案的精神和范围。

Claims (5)

1.一种海藻酸钠的制备方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：
（1）将褐藻加水浸泡洗涤、与碱剂混合消化，然后加水稀释、加入硅藻土过滤，然后通过钙凝酸化法得到海藻酸单体；
（2）将海藻酸单体在30-50℃下进行降解，降解时间小于2h；
（3）以固体碳酸钠作为中和剂和海藻酸混合搅拌反应得到半成品海藻酸钠，再加乙醇溶液搅拌，使得半成品海藻酸钠分散成粉末状，然后造粒、干燥、粉碎得到海藻酸钠；
所述海藻酸钠粘度为200-700mpas，粘度下降率小于5%，Mw/Mn小于1.85；
所述步骤（1）中，所述褐藻包括海带、裙带菜、泡叶藻、马尾藻和巨藻中的一种或多种，浸泡时间为10h，水用量为所述褐藻质量的6倍；
所述碱剂包括碳酸钠和/或氢氧化钠，所述碱剂用量为所述褐藻质量的40%，消化温度为45℃，消化时间为5h；
所述步骤（1）中，海藻酸单体的含水量为70%-75%；
所述步骤（3）中，乙醇溶液质量浓度80%，加入量为海藻酸质量的5%-10%。
2.如权利要求1所述的海藻酸钠的制备方法，其特征在于，
所述步骤（3）中，固体碳酸钠的加入量为海藻酸质量的8%-10%，中和时间为30-60min。
3.如权利要求1所述的海藻酸钠的制备方法，其特征在于，
所述步骤（3）中，干燥温度小于90°。
4.一种如权利要求1-3中任一项所述的海藻酸钠的制备方法制备得到的海藻酸钠，其特征在于，含水量小于11%，透明度大于30cm，粉体比重为0.65-0.75g/cm3，粒度120目，粉体粒度分布窄。
5.如权利要求4所述的海藻酸钠的应用，其特征在于，
所述海藻酸钠用于缓释剂。
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