CN113041229A - 一种改性马铃薯淀粉空胶囊壳及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种改性马铃薯淀粉空胶囊壳及其制备方法。所述空胶囊壳的原料包含：马铃薯淀粉、改性组分和去离子水；所述的改性组分由改性剂0.0005～0.008重量份、壳聚糖3.0～13.0重量份、表面活性剂0.5～2.0重量份和增塑剂1.5～8.0重量份组成。本发明的空胶囊壳外观色度均匀、光滑平整、无杂质和纹痕，无刺激性气味，具有较好的韧性和强度，崩解时限≤25min，贮存稳定性好。

Description

一种改性马铃薯淀粉空胶囊壳及其制备方法

技术领域

本发明属于医药制剂领域，具体涉及一种基于改性马铃薯淀粉得到的植物空胶囊壳及其制备方法。

背景技术

胶囊剂被广泛用于制药、保健品、食品等行业，主要用于盛装药剂、散剂、保健品、食品调味剂等内容物，解决了普通固体制剂口感差、刺激性大、稳定性不好、释放慢以及分装存贮不便等问题。

目前市场上的空胶囊壳多以动物明胶为原料，主要是用动物皮、筋、骨骼中的胶原蛋白制得。但是，一方面，明胶分子易与如醛类、维生素C等活性成分发生反应，且吸湿性强，从而造成药物制剂不稳定，另一方面，明胶的质量会受动物来源和健康的影响，安全性难以保证，且佛教徒、素食主义者等对明胶胶囊存在服用禁忌。相比之下，植物胶囊具有适应性广、无交联反应风险和稳定性高的优势，且释药速度相对稳定、个体差异较小，在人体内崩解后不被吸收，能随排泄物排出体外，另外，在极端储存条件下，植物胶囊的各项指标受影响也较小。因此，近些年有关植物胶囊的产品研发不断增多，目前已有纤维素酯、植物多糖和植物淀粉等三类植物胶囊来源。其中，植物淀粉类胶囊来源因原料易得、来源广泛、安全性和相容性好，而受到广泛关注。经研究发现，可直接用于胶囊生产的淀粉包括玉米淀粉、小麦淀粉、木薯淀粉和马铃薯淀粉等。但是，普通的植物淀粉不能满足胶囊生产的要求，原淀粉往往需要进一步深加工改性制成淀粉糊或改性淀粉，使其粘度特性、热力学性能及其他物理性能达到生产胶囊壳的标准。

中国专利申请CN200810203290公开了一种非明胶胶囊壳材料，含有例如结冷胶、黄原胶、西黄芪胶、刺梧桐胶、刺槐豆胶、红藻胶、罗望子胶、他拉胶等的非明胶亲水性凝胶剂，还含有粘合剂，水，如氯化钾、氯化钙、磷酸钾的助凝剂和增塑剂等其他成分。该专利技术避免了由动物蛋白朊可能引起的污染，且在冷水中也能溶解。

中国专利申请CN201310233598公开了一种淀粉硬胶囊壳，是将淀粉或淀粉共混物、增塑剂和润滑剂在高速混合机中搅拌混合，然后使用双螺杆反应型挤出机把混合后的物料挤出造粒、制片材、软化、模具压制得到，其中淀粉包括马铃薯淀粉和交联改性的马铃薯淀粉等。所得到的硬胶囊壳成型效果好，胶囊囊壳壁厚均匀一致，尺寸稳定。

中国专利申请CN201410077833公开了一种淀粉空心胶囊，是将玉米淀粉、土豆淀粉、木薯淀粉、小麦淀粉、豌豆淀粉或绿豆淀粉等加热糊化，并加入淀粉酶进行酶反应，然后添加凝胶剂、增塑剂等制成空心胶囊。该胶囊具有合适的成膜胶液的黏度、胶囊成型水平、胶囊厚度均匀度等，保证了药品的质量。

由此可见，已有研究将马铃薯淀粉应用于植物空白胶囊壳的制备。但是，不同材料溶解后形成的膜具有不同的性质和外观，从而直接影响胶囊壳的外观和性能。因此，仍然需要对马铃薯淀粉做进一步的开发，以获得更好的胶囊壳性能，提高胶囊制剂的安全性和稳定性。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术中明胶胶囊的缺陷，提供一种基于改性马铃薯淀粉的植物空胶囊壳及其制备方法，该制备方法通过对马铃薯淀粉进行改性并选择适宜种类和用量的其他囊材附加成分，不仅能赋予马铃薯淀粉更好的物理性能，而且使胶囊壳的韧性好，含水量适中，长期贮存稳定性好。

本发明是通过以下的技术方案来实现的。

一方面，本发明提供了一种改性马铃薯淀粉空胶囊壳，所述空胶囊壳的原料包含：马铃薯淀粉、改性组分和去离子水。优选地，所述空胶囊壳的原料包含：马铃薯淀粉65.0～90.0重量份、改性组分5.0005～23.008重量份和适量去离子水。

本申请的马铃薯淀粉是医药、食品领域常用的配料，与其他的植物淀粉相比，马铃薯淀粉的糊化温度更低，在糊化吸收后更容易膨胀，具有凝胶强度大、易糊化、溶解度高、吸水膨胀性强、淀粉糊的透明度较好、高温下淀粉糊粘度稳定等优点。但是，马铃薯淀粉在糊化后的脆性较大，制成的膜在贮存过程中容易破裂，不适合直接用于生产空白胶囊。另外，优异的空胶囊壳应外观色度均匀、光滑平整、无杂质和纹痕，无刺激性气味，具有适宜的含水量和强度，以及合适的崩解时限。壳聚糖(chitosan)是一种由甲壳纲类动物外壳中的甲壳素脱乙酰基制得的多聚糖，能够吸收空气中的水分，具有优良的成膜性和柔韧性。本发明将改性剂、壳聚糖、表面活性剂和增塑剂一起作为改性组分，以期对马铃薯淀粉进行改性，从而改变了马铃薯淀粉糊化后的脆性易破坏的特点，赋予马铃薯淀粉更好的物理性能，更进一步的是，使得所生产的空胶囊壳具有较好的外观、韧性和崩解时限。

基于上述作用，本发明的改性组分由改性剂0.0005～0.008重量份、壳聚糖3.0～13.0重量份、表面活性剂0.5～2.0重量份和增塑剂1.5～8.0重量份组成。优选地，所述改性组分由改性剂0.001～0.005重量份、壳聚糖5.0～8.0重量份、表面活性剂0.8～1.6重量份和增塑剂3.0～6.0重量份组成。

其中，所述的改性剂为过氧苯甲酰、马来酸酐、过氧化月桂酰和过氧化二碳酸二环己酯中的一种或多种，优选过氧苯甲酰。

本发明的表面活性剂为聚甘油-3-二异硬脂酸、聚甘油月桂酸酯、聚山梨酯80中的一种或多种；优选是重量比为1：(1～3)的聚甘油-3-二异硬脂酸和聚甘油月桂酸酯。

本发明的增塑剂为聚乙二醇、邻苯二甲酸酯、甘油三醋酸酯中的一种或多种，优选为聚乙二醇。

为赋予空胶囊壳适宜的含水量以及防止所形成的胶囊壳相互粘连，本发明空胶囊壳的原料还可包含：保湿剂1.5～6.5重量份和抗粘剂1.5～5.0重量份。所述的保湿剂为甘油、丙二醇中的一种或多种；所述的抗粘剂优选为碳酸钙、滑石粉和二氧化硅中的一种或多种。

更优选地，本发明空胶囊壳的原料包含：马铃薯淀粉70.0～85.0重量份、改性组分8.801～15.605重量份、保湿剂2.0～5.0重量份、抗粘剂2.0～4.0重量份和适量去离子水。

此外，本领域技术人员可根据需要在本发明的空胶囊壳原料中添加常见的添加剂，包括遮光剂、防腐剂、着色剂、香精和抗氧剂等。例如，常见的遮光剂包括二氧化钛、氧化铁、色淀等；防腐剂包括苯甲酸、山梨酸、苯甲醇、对羟基苯甲酸丁酯等；着色剂包括氧化铁红、氧化铁黄或氧化铁橙等；抗氧剂包括甘氨酸、焦亚硫酸钠、亚硫酸钠、丁羟基茴香醚、丁羟基甲苯和二丁基羟基甲苯和维生素C等。

本发明的另一方面，提供了上述改性马铃薯淀粉空胶囊壳的制备方法，该方法包括如下步骤：

步骤1)：将所述比例的马铃薯淀粉和改性剂置于反应釜中，加入适量去离子水，在搅拌状态下使充分反应，反应温度为80～110℃，优选90～100℃，反应时间为2～4小时；

步骤2)：向步骤1)的反应物中添加增塑剂和壳聚糖，将温度调节至75～100℃，继续搅拌1～3小时；

步骤3)：向步骤2)的反应物中加入表面活性剂、任选地保湿剂和抗粘剂，继续搅拌至完全均匀，减压消泡，得到胶液；

步骤4)将步骤3)得到的胶液冷却至30～60℃，倒入胶槽中，通过模具使成型，恒温通风干燥24～36小时，切割，即得。

为了使空胶囊壳配方原料加水后形成的胶液粘度适中，便于蘸胶和成型步骤的完成，步骤1)中的去离子水为40～240重量份。

本发明中使用的所有原辅料以及试剂均可通过商购获得。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：

(1)本发明利用选自过氧苯甲酰、马来酸酐、过氧化月桂酰和过氧化二碳酸二环己酯的改性剂与壳聚糖、表面活性剂、增塑剂一起作用于马铃薯淀粉，改变了马铃薯淀粉糊化后的脆性易破坏的特点，赋予马铃薯淀粉更好的物理性能，且使用该变性马铃薯淀粉所生产的空胶囊壳具有较好的外观、柔韧性和崩解时限。

(2)本发明提供了一种理想的植物空胶囊壳，可用于替代明胶胶囊，并且制备方法简单，加工条件和工艺参数可控，适用于工业化生产的需要。

(3)本发明制备得到的改性马铃薯淀粉空胶囊壳完全符合药典对于空心胶囊囊壳的要求，外观色度均匀、光滑平整、无杂质和纹痕，无刺激性气味，具有较好的韧性和强度，崩解时限≤25min，贮存稳定性好，未发现破裂或腐败变粘现象。

具体实施方式

以下通过实施例的方式对本发明作进一步说明，但并不会限制本发明的内容和范围。

实施例1

(1)原料配方(以重量份计)：

(2)制备步骤：

步骤1)：将马铃薯淀粉和过氧化月桂酰置于反应釜中，加入去离子水，在搅拌状态下使充分反应，反应温度为85℃，反应时间为4小时；

步骤2)：向步骤1)的反应物中添加邻苯二甲酸酯和壳聚糖，将温度调节至75℃，继续搅拌2小时；

步骤3)：向步骤2)的反应物中加入聚甘油-3-二异硬脂酸、甘油、滑石粉和丁羟基甲苯，继续搅拌至完全均匀，减压消泡，得到胶液；

步骤4)将步骤3)得到的胶液冷却至35℃，倒入胶槽中，通过模具使成型，恒温通风干燥24小时，切割，即得。

实施例2

(1)原料配方(以重量份计)：

(2)制备步骤：

步骤1)：将马铃薯淀粉和马来酸酐置于反应釜中，加入去离子水，在搅拌状态下使充分反应，反应温度为100℃，反应时间为2小时；

步骤2)：向步骤1)的反应物中添加甘油三醋酸酯和壳聚糖，将温度调节至90℃，继续搅拌1小时；

步骤3)：向步骤2)的反应物中加入聚甘油月桂酸酯、甘油、二氧化硅和氧化铁，继续搅拌至完全均匀，减压消泡，得到胶液；

步骤4)将步骤3)得到的胶液冷却至40℃，倒入胶槽中，通过模具使成型，恒温通风干燥30小时，切割，即得。

实施例3

(1)原料配方(以重量份计)：

(2)制备步骤：

步骤1)：将马铃薯淀粉和过氧苯甲酰置于反应釜中，加入去离子水，在搅拌状态下使充分反应，反应温度为95℃，反应时间为3小时；

步骤2)：向步骤1)的反应物中添加聚乙二醇400和壳聚糖，将温度调节至80℃，继续搅拌2小时；

步骤3)：向步骤2)的反应物中加入聚甘油-3-二异硬脂酸、聚甘油月桂酸酯、甘油和碳酸钙，继续搅拌至完全均匀，减压消泡，得到胶液；

步骤4)将步骤3)得到的胶液冷却至50℃，倒入胶槽中，通过模具使成型，恒温通风干燥36小时，切割，即得。

实施例4

(1)原料配方(以重量份计)：

(2)制备步骤：

步骤1)：将马铃薯淀粉和过氧化二碳酸二环己酯置于反应釜中，加入适量去离子水，在搅拌状态下使充分反应，反应温度为95℃，反应时间为2小时；

步骤2)：向步骤1)的反应物中添加聚乙二醇400和壳聚糖，将温度调节至90℃，继续搅拌1小时；

步骤3)：向步骤2)的反应物中加入聚山梨酯80、丙二醇和碳酸钙，继续搅拌至完全均匀，减压消泡，得到胶液；

步骤4)将步骤3)得到的胶液冷却至40℃，倒入胶槽中，通过模具使成型，恒温通风干燥24小时，切割，即得。

实施例5

(1)原料配方(以重量份计)：

(2)制备步骤：

步骤1)：将所述比例的马铃薯淀粉和过氧苯甲酰置于反应釜中，加入适量去离子水，在搅拌状态下使充分反应，反应温度为100℃，反应时间为3小时；

步骤2)：向步骤1)的反应物中添加聚乙二醇400和壳聚糖，将温度调节至95℃，继续搅拌1小时；

步骤3)：向步骤2)的反应物中加入聚甘油-3-二异硬脂酸、聚甘油月桂酸酯、丙二醇和滑石粉，继续搅拌至完全均匀，减压消泡，得到胶液；

步骤4)将步骤3)得到的胶液冷却至40℃，倒入胶槽中，通过模具使成型，恒温通风干燥28小时，切割，即得。

对比例1

(1)原料配方(以重量份计)：

(2)制备步骤：

同实施例3的具体制备方法和步骤。

对比例2

(1)原料配方(以重量份计)：

(2)制备步骤：

同实施例3的具体制备方法和步骤。

试验例1：性能检测

通过实施例1-5和对比例1-2的配方和方法，制备得到厚度为0.10～0.13mm的胶囊壳，各取6粒，然后进行以下项目的性能检测，结果见表1。

外观：观察胶囊壳的外观是否整洁光滑，有无明显纹痕，是否有粘结、变型或破裂现象，有无刺激性气味。

松紧度：根据YBX-2000-2007测定方法进行测定。

脆碎度：根据YBX-2000-2007测定方法进行测定。

崩解时限：根据《中国药典》(2010版)附录XA所述崩解时限方法进行测定，崩解介质为蒸馏水。

炽灼残渣：根据《中国药典》(2010版)附录VIII N的方法进行测定。

表1实施例1-5和对比例1-2所得胶囊壳的性能测定结果(n＝6)

项目

实施例1

实施例2

实施例3

实施例4

实施例5

对比例1

对比例2

外观

均匀透明

均匀透明

均匀透明

均匀透明

均匀透明

细微纹痕

均匀透明

松紧度

0/6

0/6

0/6

0/6

0/6

2/6

0/6

脆碎度

0/6

0/6

0/6

0/6

0/6

3/6

0/6

崩解时限/min

23.3±0.2

24.2±0.1

22.1±0.3

24.5±0.1

24.6±0.2

31.7±0.2

32.3±0.1

炽灼残渣/份

1.03±0.25

1.12±0.14

1.05±0.07

1.14±0.14

1.21±0.21

1.15±0.20

1.09±0.18

结果表明，通过本发明实施例1-5制得的胶囊壳外观、松紧度、脆碎度和炽灼残渣均符合相关标准。对比例1的胶液虽然满足一定的均匀性和粘度，但干燥后的胶囊壳出现细微纹痕，且部分胶囊壳扣紧后有少量漏粉现象。另外，从崩解时限来看，本发明实施例1-5在蒸馏水中的崩解速度明显快于对比例1和对比例2，且实施例3胶囊壳的崩解时限最短。

试验例2：贮存稳定性

取实施例1-5和对比例1-2制得的胶囊壳各6粒，分别置于高温(40℃)、高湿(RH75份)和强光照射(4000lx)条件下放置10d，然后测定这些胶囊壳的性能变化。结果见表2-表4。

表2高温(40℃)稳定性考察结果(n＝6)

项目

实施例1

实施例2

实施例3

实施例4

实施例5

对比例1

对比例2

外观

均匀透明

均匀透明

均匀透明

均匀透明

均匀透明

明显纹痕

均匀透明

松紧度

0/6

0/6

0/6

0/6

0/6

4/6

1/6

脆碎度

0/6

0/6

0/6

0/6

0/6

5/6

3/6

崩解时限/min

23.2±0.3

24.5±0.1

22.3±0.2

24.8±0.3

24.7±0.2

33.4±0.4

34.5±0.3

炽灼残渣/份

1.06±0.22

1.14±0.14

1.10±0.18

1.15±0.11

1.23±0.12

1.17±0.20

1.10±0.23

结果显示，经过10天的高温加速试验，实施例1-5的胶囊壳在外观、松紧度、脆碎度、崩解时限和炽灼残渣含量上均未发生明显变化。对比例1的胶囊壳在高热条件下出现明显纹痕，且松紧度和脆碎度不合格率增加，对比例2中胶囊壳的脆碎度不符合要求。

表3高湿(RH75％)稳定性考察结果(n＝6)

结果显示，经过10天的高湿加速试验，实施例1-5的胶囊壳均有一定程度的吸湿变软，但若再置于50％的湿度时，胶囊壳恢复原型，且胶囊壳在外观、松紧度、脆碎度、崩解时限和炽灼残渣含量上均未发生明显变化。对比例1-2在高湿条件下放置后，崩解时限有所增加。

表4强光照射(4000lx)稳定性考察结果(n＝6)

项目

实施例1

实施例2

实施例3

实施例4

实施例5

对比例1

对比例2

外观

均匀透明

均匀透明

均匀透明

均匀透明

均匀透明

细微纹痕

均匀透明

松紧度

0/6

0/6

0/6

0/6

0/6

1/6

0/6

脆碎度

0/6

0/6

0/6

0/6

0/6

3/6

0/6

崩解时限/min

23.4±0.1

24.0±0.2

22.2±0.2

25.3±0.2

24.6±0.1

31.9±0.2

32.2±0.3

炽灼残渣/份

1.05±0.21

1.14±0.24

1.03±0.17

1.14±0.15

1.19±0.13

1.16±0.21

1.11±0.14

结果显示，经过10天的强光照射试验，实施例1-5和对比例1-2的胶囊壳在外观、松紧度、脆碎度、崩解时限和炽灼残渣含量上均未发生明显变化。

以上所述内容仅为本发明较佳的实施例，不会对本发明的保护范围作任何限制，所属技术领域的技术人员可利用上述技术内容进行变更或改型得到等效实施例。因此，依据本发明的实施例所作的任何等同变化或改型均属于本发明保护范围。

Claims (10)

1.一种改性马铃薯淀粉空胶囊壳，其特征在于，所述空胶囊壳的原料包含：马铃薯淀粉、改性组分和去离子水。

2.根据权利要求1所述的改性马铃薯淀粉空胶囊壳，其特征在于，所述空胶囊壳的原料包含：马铃薯淀粉65.0～90.0重量份、改性组分5.0005～23.008重量份和适量去离子水。

3.根据权利要求2所述的改性马铃薯淀粉空胶囊壳，其特征在于，所述的改性组分由改性剂0.0005～0.008重量份、壳聚糖3.0～13.0重量份、表面活性剂0.5～2.0重量份和增塑剂1.5～8.0重量份组成。

4.根据权利要求3所述的改性马铃薯淀粉空胶囊壳，其特征在于，所述空胶囊壳的原料还包含：保湿剂1.5～6.5重量份和抗粘剂1.5～5.0重量份。

5.根据权利要求4所述的改性马铃薯淀粉空胶囊壳，其特征在于，所述空胶囊壳的原料包含：马铃薯淀粉70.0～85.0重量份、改性组分8.801～15.605重量份、保湿剂2.0～5.0重量份、抗粘剂2.0～4.0重量份和适量去离子水，所述改性组分由改性剂0.001～0.005重量份、壳聚糖5.0～8.0重量份、表面活性剂0.8～1.6重量份和增塑剂3.0～6.0重量份组成。

6.根据权利要求1-5之一所述的改性马铃薯淀粉空胶囊壳，其特征在于，所述的改性剂为过氧苯甲酰、马来酸酐、过氧化月桂酰和过氧化二碳酸二环己酯中的一种或多种；所述的表面活性剂为聚甘油-3-二异硬脂酸、聚甘油月桂酸酯、聚山梨酯80中的一种或多种；优选为重量比为1：(1～3)的聚甘油-3-二异硬脂酸和聚甘油月桂酸酯；所述的增塑剂为聚乙二醇、邻苯二甲酸酯、甘油三醋酸酯中的一种或多种。

7.根据权利要求4或5所述的改性马铃薯淀粉空胶囊壳，其特征在于，所述的保湿剂为甘油、丙二醇中的一种或多种；所述的抗粘剂为碳酸钙、滑石粉和二氧化硅中的一种或多种。

8.根据权利要求1-7任一项所述的改性马铃薯淀粉空胶囊壳，其特征在于，所述空胶囊壳的原料还包含选自遮光剂、防腐剂、着色剂、香精和抗氧剂中的一种或多种的添加剂。

9.根据权利要求1-8任一项所述的改性马铃薯淀粉空胶囊壳的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤1)：将所述比例的马铃薯淀粉和改性剂置于反应釜中，加入适量去离子水，在搅拌状态下使充分反应，反应温度为80～110℃，优选90～100℃，反应时间为2～4小时；

步骤2)：向步骤1)的反应物中添加增塑剂和壳聚糖，将温度调节至75～100℃，继续搅拌1～3小时；

步骤3)：向步骤2)的反应物中加入表面活性剂、任选地保湿剂和抗粘剂，继续搅拌至完全均匀，减压消泡，得到胶液；

步骤4)将步骤3)得到的胶液冷却至30～60℃，倒入胶槽中，通过模具使成型，恒温通风干燥24～36小时，切割，即得。

10.根据权利要求9所述的改性马铃薯淀粉空胶囊壳的制备方法，其特征在于，步骤1)中的去离子水为40～240重量份。