CN115844849B - 纤维素植物软胶囊及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
纤维素植物软胶囊及其制备方法，属于食用胶囊材料技术领域。其特征在于，重量份组成包括：植物纤维素1～50份、凝胶剂1～15份、普鲁兰多糖和淀粉混合物1～15份、醇类10～50份、增塑剂5～15份、柠檬酸0.5～3份、京尼平0.05～0.1份。制备步骤为：1)将配方量的植物纤维素、柠檬酸、普鲁兰多糖和淀粉混合物在反应釜内搅拌均匀，加入水，升温反应；2)然后将配方量的凝胶剂、醇类、增塑剂和京尼平加入到反应釜内保温搅拌；3)将步骤2)配制的胶液输送至压丸机进行压丸，经过定型和干燥后，得到纤维素植物软胶囊。本发明解决了以现有的植物纤维素为主要原料的植物软胶囊在低温下易脆碎问题，并极大程度降低了成本。
Description
技术领域
纤维素植物软胶囊及其制备方法，属于食用胶囊材料技术领域。
背景技术
随着人类生活水平提高，天然、绿色、素食等名词成为全球食品、保健、医药等行业追求的最高标准。现在市场上的明胶软胶囊仍占据主要地位，原因不乏成本低、操作简单、易生产等。然而以明胶为主要原料的弊端也众所周知：易滋生细菌、易与某些药物发生交联反应、不良商家采用工业胶皮替代、对素食主义者不够友好等。纤维素植物软胶囊具备明胶软胶囊的各项特性，同时不添加明胶，原料全部来源于植物。
中国专利CN 110507629 B公开了一种植物纤维素软胶囊胶皮及其制备方法，包括以下组分及其重量份数：纯化水72.2-80.2份，植物纤维素20-25份，胶凝剂0.8-1.2份，防腐剂0.05-0.15份，遮光剂0.05-0.15份，色素0.05-0.15份。该发明提供的植物纤维素制备的软胶囊胶皮就是用植物成分替代动物成分，克服了一些明胶为主要原料的软胶囊的弊端。但是该种胶皮由于纤维素自身的特性，其形成的膜会脆而硬，很难具备软胶囊所需的韧性和强度，所以植物纤维素软胶囊仍需进行进一步的优化。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供一种韧性好、强度高的纤维素植物软胶囊及其制备方法。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：该纤维素植物软胶囊，其特征在于，重量份组成包括：植物纤维素1～50份、凝胶剂1～15份、普鲁兰多糖和淀粉混合物1～15份、醇类10～50份、增塑剂5～15份、柠檬酸0.5～3份、京尼平0.05～0.1份。
本发明采用的原料成本低、供应稳定，与淀粉软胶囊相比持水能力更强，不易脆碎，与普鲁兰多糖软胶囊相比成本是普鲁兰多糖软胶囊的60％～80％。本发明采用特殊工艺和原料配比，将植物纤维素应用到软胶囊的生产中，不但降低了软胶囊的生产成本，而且能够保证植物纤维素软胶囊的韧性和强度。
优选的一种上述的纤维素植物软胶囊，重量份组成包括：植物纤维素20～30份、凝胶剂8～12份、普鲁兰多糖和淀粉混合物8～12份、醇类25～35份、增塑剂9～13份、柠檬酸1～2份、京尼平0.06～0.08份。
优选的重量份配比下，本发明的胶液成膜效果与明胶成膜效果无差别，与明胶胶皮一样具备相同的强度、柔韧性、粘弹性，且易于封口，能够较好的保存内容物。所以纤维素植物软胶囊的制备可采用市面上现有的软胶囊生产设备，无需对设备进行改造和加工，有利于快速实现植物胶囊的产业化，减少了设备研发和改造的成本。
优选的一种上述的纤维素植物软胶囊，所述的植物纤维素为羟丙基甲基纤维素、羟丙基纤维素、甲基纤维素中的一种或两种以上的混合纤维素。本发明的配方和工艺能够使用大多数的植物纤维素，能满足软胶囊的基本使用需求。
更优选的一种上述的纤维素植物软胶囊，所述的植物纤维素为羟丙基甲基纤维素与羟丙基纤维素按质量比10：1～4复配的混合纤维素。本发明也提供一种优选的植物纤维素搭配，对本发明的制备工艺适应性更好，制成的软胶囊韧性和强度更好。
所述普鲁兰多糖和淀粉混合物是普鲁兰多糖与羟丙基淀粉、氧化羟丙基淀粉、羟丙基二淀粉磷酸酯中的一种或多种的混合物。本发明中添加普鲁兰多糖和淀粉混合物用来调节软胶囊的粘弹性，上述的搭配方式均能够满足本发明的软胶囊的基本需求。
优选的一种上述的纤维素植物软胶囊，所述的普鲁兰多糖和淀粉混合物为普鲁兰多糖与羟丙基淀粉或氧化羟丙基淀粉按质量比1：2～6调配的混合物。本发明提供一种优选的普鲁兰多糖和淀粉搭配的混合物配合本发明工艺能达到更好的粘弹性效果。
更优选的一种上述的纤维素植物软胶囊，所述的普鲁兰多糖和淀粉混合物为普鲁兰多糖与羟丙基淀粉按质量比1：4～5调配的混合物。更优选的普鲁兰多糖和淀粉混合物能够达到本发明的最佳效果。
上述的纤维素植物软胶囊中，所述醇类是乙醇、乙二醇、丙二醇中的一种或多种，其中乙醇占50％～100％。
上述的纤维素植物软胶囊中，所述增塑剂是甘油、山梨糖醇、聚乙二醇中的一种或多种。
上述的纤维素植物软胶囊中，所述凝胶剂为k-卡拉胶、i-卡拉胶、黄原胶、结冷胶中的一种或多种。
醇类有助于提高纤维素膜的韧性和强度，当纤维素与普鲁兰多糖、淀粉混合时，能提高软胶囊囊皮性能。由于i-卡拉胶形成的胶质较软，囊皮抗拉强度低，故与k-卡拉胶复配。由于黄原胶分子具备特殊结构，它能形成超结合带状的螺旋共聚体，构成脆弱的类似胶的网状结构，因此添加黄原胶可降低胶体的脆性，并能增加囊皮的断裂伸长率。甘油持水力最强，且形成的胶皮韧性较好，但抗拉能力较弱，聚乙二醇的抗拉能力强，但韧性差，因此采用甘油与山里糖醇进行复配。醇的种类对胶皮的性能影响不大。各配方均能在1小时内崩解，符合中国药典的要求。
一种上述的纤维素植物软胶囊的制备方法，其特征在于，制备步骤为：
1)将配方量的植物纤维素、柠檬酸、普鲁兰多糖和淀粉混合物在反应釜内搅拌均匀，加入水作为溶剂，升温至90℃～99℃的反应温度，控制反应时间在1h～4h；
2)然后将配方量的凝胶剂、醇类、增塑剂和京尼平加入到反应釜内，保温搅拌均匀至原料充分溶解，降温至25℃～85℃的保温温度，保温时间控制在20min～120min，同时抽真空消泡，获得澄清透明的胶液；
3)将步骤2)配制的胶液输送至压丸机进行压丸，经过定型和干燥后，得到纤维素植物软胶囊。
本发明在制备软胶囊时，打破传统的软胶囊制备时的纯物理混合过程，首先将植物纤维素、柠檬酸、普鲁兰多糖和淀粉混合物在反应釜内中共同升温，柠檬酸为多酸，能够与植物纤维素、淀粉等的多个羟基发生一定的酯化反应，使分子之间完成了链接，从而在与凝胶剂、醇类、增塑剂混合后，提高软胶囊的韧性、强度和粘弹性。另外本发明还添加了微量的京尼平，能够使一小部分的植物纤维素在混合过程中发生交联，也提高了软胶囊的韧性和强度。
优选的一种上述的纤维素植物软胶囊的制备方法，步骤1)中所述的反应温度为92℃～95℃，反应时间为2h～2.5h。本发明中不需要进行彻底的酯化反应，而是要控制好酯化反应的比例，才能既保证软胶囊崩解时间，又保证其韧性和强度。优选的反应条件能更好的控制酯化反应的比例。
优选的一种上述的纤维素植物软胶囊的制备方法，步骤2)中所述的保温温度为35℃～45℃，保温时间为80min～100min。优选的保温条件能够控制混合过程中植物纤维素发生交联的比例，从而得到性能更好的软胶囊。
优选的一种上述的纤维素植物软胶囊的制备方法，步骤3)中所述的压丸机的喷体温度为25℃～75℃，水冷机温度为10℃～25℃，滚膜转速为1rpm～3rpm，胶皮厚度为0.5mm～1.0mm。
与现有技术相比，本发明的纤维素植物软胶囊及其制备方法所具有的有益效果是：1.本发明制备的软胶囊可替代明胶软胶囊，解决明胶带来的一系列弊端；2.本发明通过软胶囊生产，解决了以现有的植物纤维素为主要原料的植物软胶囊在低温下易脆碎问题、以及淀粉植物软胶囊软胶囊因淀粉老化而导致的胶囊返生变蒙等问题，并极大程度降低了成本；3.本发明的胶液成膜效果与明胶成膜效果无差别，与明胶胶皮一样具备相同的强度、柔韧性、粘弹性，且易于封口，能够较好的保存内容物。能够采用普遍流行的软胶囊生产设备，有利于工业化生产。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明做进一步说明，其中实施例1为最佳实施。
实施例1
按重量份组成备料：植物纤维素25份、凝胶剂10份、普鲁兰多糖和淀粉混合物10份、醇类30份、增塑剂11份、柠檬酸1.5份、京尼平0.07份；其中植物纤维素为羟丙基甲基纤维素与羟丙基纤维素按质量比10：2.5复配的混合纤维素；普鲁兰多糖与羟丙基淀粉按质量比1：4.5调配的混合物；醇类为乙醇和乙二醇按质量比2：1复配的混合醇。增塑剂为甘油；凝胶剂为k-卡拉胶、i-卡拉胶和黄原胶按质量比1：1：0.7复配的混合胶。
1)将配方量的植物纤维素、柠檬酸、普鲁兰多糖和淀粉混合物在反应釜内搅拌均匀，加入水作为溶剂，升温至94℃的反应温度，控制反应时间在2h；
2)然后将配方量的凝胶剂、醇类、增塑剂和京尼平加入到反应釜内，保温搅拌均匀至原料充分溶解，降温至40℃的保温温度，保温时间控制在90min，同时抽真空消泡，获得澄清透明的胶液；
3)将步骤2)配制的胶液输送至压丸机进行压丸，压丸机的喷体温度为50℃，水冷机温度为15℃，滚膜转速为2rpm，胶皮厚度为0.7mm；经过定型和干燥后，定型过程的操作参数为：转笼转速5rpm，定型时间1h；干燥过程的操作参数为：环境温度为20℃，相对湿度为40％，干燥时间24小时；得到纤维素植物软胶囊。
实施例2
按重量份组成备料：植物纤维素25份、凝胶剂10份、普鲁兰多糖和淀粉混合物10份、醇类30份、增塑剂11份、柠檬酸1.5份、京尼平0.07份；其中植物纤维素为羟丙基甲基纤维素与羟丙基纤维素按质量比10：1复配的混合纤维素；普鲁兰多糖与羟丙基淀粉按质量比1：5调配的混合物；醇类为乙醇和乙二醇按质量比2：1复配的混合醇。增塑剂为甘油；凝胶剂为k-卡拉胶、i-卡拉胶和黄原胶按质量比1：1：0.7复配的混合胶。
制备过程同实施例1。
实施例3
按重量份组成备料：植物纤维素25份、凝胶剂10份、普鲁兰多糖和淀粉混合物10份、醇类30份、增塑剂11份、柠檬酸1.5份、京尼平0.07份；其中植物纤维素为羟丙基甲基纤维素与羟丙基纤维素按质量比10：2.5复配的混合纤维素；普鲁兰多糖与羟丙基淀粉按质量比1：4.5调配的混合物；醇类为乙二醇。增塑剂为甘油；凝胶剂为k-卡拉胶和i-卡拉胶按质量比1：1复配的混合胶。
制备过程同实施例1。
实施例4
按重量份组成备料：植物纤维素20份、凝胶剂12份、普鲁兰多糖和淀粉混合物8份、醇类35份、增塑剂9份、柠檬酸2份、京尼平0.06；其中植物纤维素为羟丙基甲基纤维素与羟丙基纤维素按质量比10：1复配的混合纤维素；普鲁兰多糖与羟丙基淀粉按质量比1：5调配的混合物；醇类为乙醇和乙二醇按质量比2：1复配的混合醇。增塑剂为甘油；凝胶剂为k-卡拉胶、i-卡拉胶和黄原胶按质量比1：1：0.7复配的混合胶。
制备过程同实施例1。
实施例5
按重量份组成备料：植物纤维素30份、凝胶剂12份、普鲁兰多糖和淀粉混合物12份、醇类25份、增塑剂13份、柠檬酸1份、京尼平0.08；其中植物纤维素为羟丙基甲基纤维素与羟丙基纤维素按质量比10：4复配的混合纤维素；普鲁兰多糖与羟丙基淀粉按质量比1：4调配的混合物；醇类为乙醇和乙二醇按质量比2：1复配的混合醇。增塑剂为甘油；凝胶剂为k-卡拉胶、i-卡拉胶和黄原胶按质量比1：1：0.7复配的混合胶。
制备过程同实施例1。
实施例6
按重量份组成备料：植物纤维素1份、凝胶剂15份、普鲁兰多糖和淀粉混合物1份、醇类50份、增塑剂5份、柠檬酸0.5份、京尼平0.05。其中植物纤维素为羟丙基甲基纤维素；普鲁兰多糖和淀粉混合物为普鲁兰多糖与羟丙基淀粉按质量比1：2调配的混合物；醇类为乙醇。增塑剂为聚乙二醇；凝胶剂为k-卡拉胶。
制备过程同实施例1。
实施例7
按重量份组成备料：植物纤维素50份、凝胶剂1份、普鲁兰多糖和淀粉混合物15份、醇类10份、增塑剂15份、柠檬酸3份、京尼平0.1。其中植物纤维素为羟丙基纤维素；普鲁兰多糖和淀粉混合物为普鲁兰多糖与氧化羟丙基淀粉按质量比1：6调配的混合物；醇类为丙二醇。增塑剂为山梨糖醇；凝胶剂为黄原胶。
制备过程同实施例1。
实施例8
物料配比同实施例1，不同的是，制备工艺为：
1)将配方量的植物纤维素、柠檬酸、普鲁兰多糖和淀粉混合物在反应釜内搅拌均匀，加入水作为溶剂，升温至95℃的反应温度，控制反应时间在2h；
2)然后将配方量的凝胶剂、醇类、增塑剂和京尼平加入到反应釜内，保温搅拌均匀至原料充分溶解，降温至45℃的保温温度，保温时间控制在80min，同时抽真空消泡，获得澄清透明的胶液；
3)将步骤2)配制的胶液输送至压丸机进行压丸，压丸机的喷体温度为50℃，水冷机温度为15℃，滚膜转速为2rpm，胶皮厚度为0.7mm；经过定型和干燥后，定型过程的操作参数为：转笼转速5rpm，定型时间1h；干燥过程的操作参数为：环境温度为20℃，相对湿度为40％，干燥时间24小时；得到纤维素植物软胶囊。
实施例9
物料配比同实施例1，不同的是，制备工艺为：
1)将配方量的植物纤维素、柠檬酸、普鲁兰多糖和淀粉混合物在反应釜内搅拌均匀，加入水作为溶剂，升温至92℃的反应温度，控制反应时间在2.5h；
2)然后将配方量的凝胶剂、醇类、增塑剂和京尼平加入到反应釜内，保温搅拌均匀至原料充分溶解，降温至35℃的保温温度，保温时间控制在100min，同时抽真空消泡，获得澄清透明的胶液；
3)将步骤2)配制的胶液输送至压丸机进行压丸，压丸机的喷体温度为50℃，水冷机温度为15℃，滚膜转速为2rpm，胶皮厚度为0.7mm；经过定型和干燥后，定型过程的操作参数为：转笼转速5rpm，定型时间1h；干燥过程的操作参数为：环境温度为20℃，相对湿度为40％，干燥时间24小时；得到纤维素植物软胶囊。
实施例10
物料配比同实施例1，不同的是，制备工艺为：
1)将配方量的植物纤维素、柠檬酸、普鲁兰多糖和淀粉混合物在反应釜内搅拌均匀，加入水作为溶剂，升温至90℃的反应温度，控制反应时间在4h；
2)然后将配方量的凝胶剂、醇类、增塑剂和京尼平加入到反应釜内，保温搅拌均匀至原料充分溶解，降温至25℃的保温温度，保温时间控制在120min，同时抽真空消泡，获得澄清透明的胶液；
3)将步骤2)配制的胶液输送至压丸机进行压丸，压丸机的喷体温度为25℃，水冷机温度为10℃，滚膜转速为1rpm，胶皮厚度为0.7mm；经过定型和干燥后，定型过程的操作参数为：转笼转速5rpm，定型时间1h；干燥过程的操作参数为：环境温度为20℃，相对湿度为40％，干燥时间24小时；得到纤维素植物软胶囊。
实施例11
物料配比同实施例1，不同的是，制备工艺为：
1)将配方量的植物纤维素、柠檬酸、普鲁兰多糖和淀粉混合物在反应釜内搅拌均匀，加入水作为溶剂，升温至99℃的反应温度，控制反应时间在1h；
2)然后将配方量的凝胶剂、醇类、增塑剂和京尼平加入到反应釜内，保温搅拌均匀至原料充分溶解，降温至85℃的保温温度，保温时间控制在20min，同时抽真空消泡，获得澄清透明的胶液；
3)将步骤2)配制的胶液输送至压丸机进行压丸，压丸机的喷体温度为25℃，水冷机温度为25℃，滚膜转速为3rpm，胶皮厚度为0.7mm；经过定型和干燥后，定型过程的操作参数为：转笼转速5rpm，定型时间1h；干燥过程的操作参数为：环境温度为20℃，相对湿度为40％，干燥时间24小时；得到纤维素植物软胶囊。
对比例1
按重量份组成备料：植物纤维素25份、凝胶剂10份、普鲁兰多糖和淀粉混合物10份、醇类30份、增塑剂11份；其中植物纤维素为羟丙基甲基纤维素与羟丙基纤维素按质量比10：1复配的混合纤维素；普鲁兰多糖与羟丙基淀粉按质量比1：5调配的混合物；醇类为乙醇和乙二醇按质量比2：1复配的混合醇。增塑剂为甘油；凝胶剂为k-卡拉胶、i-卡拉胶和黄原胶按质量比1：1：0.7复配的混合胶。
制备过程同实施例1。
对比例2
物料配比同实施例1，不同的是，制备工艺为：
1)将配方量的植物纤维素、柠檬酸、普鲁兰多糖和淀粉混合物、凝胶剂、醇类、增塑剂、京尼平加入到反应釜内，加入水作为溶剂，95℃搅拌均匀至原料充分溶解并保温2.5h，降温至85℃的保温温度，保温时间控制在20min，同时抽真空消泡，获得澄清透明的胶液；
2)将步骤1)配制的胶液输送至压丸机进行压丸，压丸机的喷体温度为25℃，水冷机温度为25℃，滚膜转速为3rpm，胶皮厚度为0.7mm；经过定型和干燥后，定型过程的操作参数为：转笼转速5rpm，定型时间1h；干燥过程的操作参数为：环境温度为20℃，相对湿度为40％，干燥时间24小时；得到纤维素植物软胶囊。
收集各实施例和对比例的软胶囊进行密封保存。对软胶囊样品的机械性能、含水量、崩解时限、漏油率等指标进行测定，结果如表1所示。
表1
表2中的外观为贮存稳定性考察，考察条件：25℃，自然光照60天，湿度45％。低温韧性为软胶囊在0℃保温10天后的抗拉强度。
表2
| 漏油率(％) | 接缝率(％) | 外观 | 低温韧性 | |
| 实施例1 | 0 | 67 | 无颜色变化、不黏连、未变形 | 2.5 |
| 实施例2 | 0 | 66 | 无颜色变化、不黏连、未变形 | 2.2 |
| 实施例3 | 0 | 66 | 无颜色变化、不黏连、未变形 | 2.4 |
| 实施例4 | 0 | 59 | 无颜色变化、不黏连、未变形 | 2.4 |
| 实施例5 | 0 | 57 | 无颜色变化、不黏连、未变形 | 1.9 |
| 实施例6 | 2 | 43 | 颜色变深、黏连、变形 | 0.6 |
| 实施例7 | 2 | 41 | 无颜色变化、黏连、轻微变形 | 1.1 |
| 实施例8 | 0 | 64 | 无颜色变化、不黏连、未变形 | 2.2 |
| 实施例9 | 0 | 65 | 无颜色变化、不黏连、未变形 | 2.3 |
| 实施例10 | 0 | 53 | 无颜色变化、不黏连、未变形 | 1.8 |
| 实施例11 | 0 | 55 | 无颜色变化、不黏连、轻微变形 | 1.7 |
| 对比例1 | 0 | 46 | 颜色变深、黏连、变形 | 0.3 |
| 对比例2 | 0 | 47 | 胶皮硬化、变形 | 0.2 |
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非是对本发明作其它形式的限制，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或改型为等同变化的等效实施例。但是凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与改型，仍属于本发明技术方案的保护范围。
Claims (6)
1.一种纤维素植物软胶囊，其特征在于，由以下重量份组分组成：
植物纤维素20～30份、凝胶剂8～12份、普鲁兰多糖和淀粉混合物8～12份、醇类25～35份、增塑剂9～13份、柠檬酸1～2份、京尼平0.06～0.08份；所述的植物纤维素为羟丙基甲基纤维素与羟丙基纤维素按质量比10：1～4复配的混合纤维素；
所述纤维素植物软胶囊的制备方法，制备步骤为：
1)将配方量的植物纤维素、柠檬酸、普鲁兰多糖和淀粉混合物在反应釜内搅拌均匀，加入水作为溶剂，升温至90℃～99℃的反应温度，控制反应时间在1h～4h；
2)然后将配方量的凝胶剂、醇类、增塑剂和京尼平加入到反应釜内，保温搅拌均匀至原料充分溶解，降温至25℃～85℃的保温温度，保温时间控制在20min～120min，同时抽真空消泡，获得澄清透明的胶液；
3)将步骤2)配制的胶液输送至压丸机进行压丸，经过定型和干燥后，得到纤维素植物软胶囊。
2.根据权利要求1所述的一种纤维素植物软胶囊，其特征在于：所述的普鲁兰多糖和淀粉混合物为普鲁兰多糖与羟丙基淀粉或氧化羟丙基淀粉按质量比1：2～6调配的混合物。
3.根据权利要求2所述的一种纤维素植物软胶囊，其特征在于：所述的普鲁兰多糖和淀粉混合物为普鲁兰多糖与羟丙基淀粉按质量比1：4～5调配的混合物。
4.根据权利要求1所述的一种纤维素植物软胶囊，其特征在于：步骤1)中所述的反应温度为92℃～95℃，反应时间为2h～2.5h。
5.根据权利要求1所述的一种纤维素植物软胶囊，其特征在于：步骤2)中所述的保温温度为35℃～45℃，保温时间为80min～100min。
6.根据权利要求1所述的一种纤维素植物软胶囊，其特征在于：步骤3)中所述的压丸机的喷体温度为25℃～75℃，水冷机温度为10℃～25℃，滚膜转速为1rpm～3rpm，胶皮厚度为0.5mm～1.0mm。
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