CN1695600A - 天然多糖大分子组合物组分及胶囊和囊材的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及天然多糖大分子组合物组分及胶囊和囊材的制备方法。本发明的天然多糖大分子组合物组分，成分和含量：多糖组合物10份，增塑剂1－6份，增凝剂0－0.15份。本发明的胶囊和囊材的制备方法，采用塑料挤出机挤出法制备天然多糖大分子组合物的胶囊和囊材。胶囊用旋转冲模成囊设备加工成软胶囊；经注射成型技术加工成空心硬胶囊。本发明的优点是简化了现有胶囊材料制备的繁琐工序，提高了制备工艺条件的稳定性、缩短了制备囊材所需时间。不仅可以不考虑淀粉糊的粘度，从而减少选择原料品种和配比的约束条件，优化囊材的性能，降低胶囊的制备成本。可以简化胶液法制备胶囊工艺过程中的脱泡、铺膜和干燥等工序，保证胶囊囊厚的均一性，节省成型时间。
Description
技术领域
本发明属于医药卫生、保健品、化妆品及功能食品领域。特别涉及天然多糖大分子组合物组分及胶囊和囊材的制备方法。
背景技术
胶囊剂在医药和保健品中应用十分普遍。据估计全球每年生产胶囊高达数十万亿粒。目前多利用动物明胶作为胶囊外壳材料。然而，随着“疯牛病”的出现，人们开始考虑其它囊材。另外，明胶胶囊会给某些宗教信奉者和“素食主义”带来不必要的麻烦。鉴于此，近来国外加快了非明胶胶囊的研究，例如采用合成聚合物聚乙烯醇为主材制备的胶囊等。美国开发的纤维素胶囊已用于某些药物、保健品和化妆品的包装，上市后颇受好评。另外，以卡拉胶为主的胶囊剂也在开发中。但上述植物胶囊的价格偏高，在成本或价格上尚不能与明胶胶囊抗衡。同时现有明胶胶囊材料制备和加工技术工序复杂，且制备工艺条件要求苛刻。如对原料的选择要求高，明胶的化胶工艺要求十分严格，尚需过滤、脱泡和干燥等后续工艺，工艺路线比较长，且制备过程中的影响因素非常多，工艺条件很不稳定。本发明将采用与传统胶囊制备技术不同的方法，制备在成本或价格上能与明胶胶囊抗衡的绿色植物胶囊。
发明内容
本发明将采用与传统胶囊制备技术不同的方法，制备在成本或价格上能与明胶胶囊抗衡的绿色植物胶囊。本发明的技术如下：
本发明的天然多糖大分子组合物组分，成分和含量：
多糖组合物 10份，
增塑剂 1-6份
增凝剂 0-0.15份。
在本发明的天然多糖大分子组合物组分中还包括0-2份的增强剂、防腐剂、抗氧剂、着色剂、遮光剂或风味剂的一种或几种的组合。
多糖组合物是由天然多糖大分子混合物构成，天然多糖大分子主要指淀粉、纤维素及其衍生物，淀粉包括玉米淀粉、小麦淀粉、马铃薯淀粉、木薯淀粉、竹芋淀粉；衍生物是上述淀粉或纤维素经改性后得到的变性淀粉或变性纤维素，包括淀粉(纤维素)磷酸酯、淀粉(纤维素)醋酸酯、预胶化淀粉、羟丙基淀粉(纤维素)、水解淀粉、羟丙基甲基淀粉(纤维素)、氧化(纤维素)淀粉、羧甲基淀粉(纤维素)、可溶性淀粉、糊精等。多糖组合物的组成不同，则胶囊材料的性能也不同。
上述植物胶囊材料中还含有增塑剂，增塑剂选自多元醇类、酯类、长链脂肪酸类如甘油、山梨醇、木糖醇、聚乙二醇、硬脂酸、软脂酸、失水山梨醇单油酸酯、蔗糖脂肪酸酯和硬脂酸甘油酯等。上述增塑剂可单独使用，也可配合使用。
此外，上述植物囊材还含有增凝剂，选自植物胶、多糖类和无机盐类如黄原胶、海藻胶、塔拉胶、魔芋胶、刺槐豆胶、羧甲基纤维素、麦芽糖、乳糖、低聚麦芽糖、阿拉伯胶和碳酸钾、碳酸钠、碳酸氢钠等。上述增凝剂可单独使用，也可配合使用。
上述植物囊材还含有至少一种下列添加剂：增强剂、防腐剂、抗氧剂、着色剂、遮光剂、风味剂等。遮光剂选自天然的或合成的氧化物、钙盐如氧化硅、氧化钛、碳酸钙、氧化铁、硫酸钙、磷酸钙等。防腐剂选自食品用防腐剂如苯甲酸钠、对羟基苯甲酸酯、乳酸链球菌素、山梨酸钾等。抗氧剂选自天然可食用抗氧剂如茶多酚、植酸、抗坏血酸、没食子酸酯、迷迭香、胡萝卜素等。着色剂选自天然或合成可食用色素如红萝卜红色素、姜黄素、子蓝、胭脂红、柠檬黄、红曲红色素可可色素等。增强剂选自纤维素衍生物及水溶性聚合物如聚氧化乙烯、羟丙基纤维素、羟丙基甲基纤维素、聚乙烯醇、聚乙烯基吡咯烷酮。
风味剂主要选自食用香精香料，优选天然香精香料，例如水果或植物精油等。
本发明的天然多糖大分子组合物组分的胶囊和囊材的制备方法，采用塑料挤出机挤出法制备天然多糖大分子组合物的胶囊和囊材。
胶囊用旋转冲模成囊设备加工成软胶囊；经注射成型技术加工成空心硬胶囊。
首先将淀粉干燥，控制淀粉的含水量5-20％，将天然多糖大分子组合物组分在高速均质器中充分混合5-30分钟，温度为20-70℃；在含湿量为5-20％下陈化1-24小时；然后将混合物输送到双螺杆或单螺杆挤出机的料斗中，在50-160℃下将原料挤出，得到粒料或片材。
所述的对双螺杆挤出机螺杆的长径比为15-25；单螺杆挤出机螺杆的长径比为20-30。
所述的挤出机的转速为20-200转/分，料筒温度20-160℃，滑块1：25-40℃、滑块2-5：120-150℃、滑块6-9：90-120℃、滑块10-12：90-120℃、机头温度：80-120℃；滑块是指挤出机料筒中不同区间的划分段，片材直接通过扁平口模挤出得到或先经环型口模挤出得到薄壁管材，然后将其纵剖得到片材；片材先经过三辊压光机进行冷却，压辊温度为50-110℃，上、中、下辊温度分别为85-100℃、60-80℃和70-90℃。
所述的胶囊是冷却后的片材在旋转冲模机上加工成软胶囊，胶囊壁厚为0.1-0.8mm，加工温度为40-90℃；或用隔离材料加工成卷储存起来，所用隔离材料可以是聚乙烯、聚丙烯薄膜；上述粒料可在注射机上加工成硬胶囊，胶囊的厚度为0.05-0.4mm，加工温度为20-180℃，优选50-150℃。料筒温度为130-180℃，喷嘴温度为150-170℃，模具温度为50-80℃注射压力为70-150MPa，背压＜2MPa，型腔压力为20-50MPa；充模时间3-5秒，保压时间为20-120秒，冷却时间为30-120秒。
本发明的优点是简化了现有胶囊材料制备的繁琐工序，提高了制备工艺条件的稳定性、缩短了制备囊材所需时间。由于胶液法制备胶囊工艺过程和工艺条件的限制，对原料的选择要求高，工艺要求严格，尚需脱泡、铺膜和干燥等后续工艺，工艺路线长，耗时多，且制备过程中的影响因素多，工艺条件很不稳定。而采用挤出的方法，不仅可以不考虑淀粉糊的粘度，从而减少选择原料品种和配比的约束条件，优化囊材的性能，进而降低胶囊的制备成本。还可以简化胶液法制备胶囊工艺过程中的脱泡、铺膜和干燥等工序，可以保证胶囊囊厚的均一性，节省成型时间。
具体实施方式
实例1
取10份淀粉组合物，加入2份增塑剂甘油，并充分搅拌，混合均匀。淀粉组合物是由马铃薯淀粉、玉米淀粉和羟丙基甲基纤维素按1∶1∶0.2重量比混合而成，含水量为18％。增塑剂甘油可换成山梨醇、木糖醇、聚乙二醇、硬脂酸或软脂酸等。
天然多糖大分子组合物植物胶囊材料采用挤出机挤出法制备。首先将淀粉组合物干燥，控制淀粉的含水量18％。混合物在高速均质器中充分混合30分钟，温度65℃；在保持18％的含湿量的条件下陈化20小时。然后将混合物输送到双螺杆或单螺杆挤出机的料斗中，在150℃下将原料挤出，得到粒料或片材。对双螺杆挤出机螺杆的长径比为20，而对单螺杆挤出机螺杆的长径比为25。挤出机的转速为150转/分(rpm)，料筒温度不高于160℃，滑块1：40℃、滑块2-5：150℃、滑块6-9：120℃、滑块10-12：100℃、机头温度：100℃。片材可直接通过扁平口模挤出得到，也可先经环型口模挤出得到薄壁管材，然后将其纵剖得到片材。片材先经过三辊压光机进行冷却，压辊上、中、下辊温度分别为90℃、70℃和80℃。冷却后的片材可直接在旋转冲模机上加工成软胶囊，胶囊壁厚为0.5mm，加工温度为80℃；也可用隔离材料加工成卷储存起来，所用隔离材料可以是聚乙烯、聚丙烯薄膜。上述粒料可在注射机上加工成硬胶囊，胶囊的厚度为0.2mm，加工温度150℃。料筒温度为160℃，喷嘴温度为160℃，模具温度为80℃；注射压力为130MPa，背压1.5MPa，型腔压力为40MPa；充模时间5秒，保压时间为100秒，冷却时间为120秒。
实例2
取10份淀粉组合物，加入3份增塑剂、0.05份增凝剂、0.01份添加剂，并充分搅拌，混合均匀。淀粉组合物是由玉米淀粉、氧化淀粉和糊精按2∶1∶0.3重量比混合而成，含水量为15％。增塑剂是由甘油和山梨醇按1∶1重量比混合而成。增凝剂是由卡拉胶和刺槐豆胶、羧甲基纤维素按1∶0.2∶0.15重量比混合而成。添加剂是由防腐剂苯甲酸钠和抗氧剂茶多酚按1∶2重量比混合而成。增凝剂可换成黄原胶、海藻胶、塔拉胶、魔芋胶、麦芽糖、乳糖、低聚麦芽糖、阿拉伯胶和碳酸钾、碳酸钠、碳酸氢钠等。防腐剂可换成对羟基苯甲酸酯、乳酸链球菌素、山梨酸钾等；抗氧剂可换成植酸、抗坏血酸、没食子酸酯、迷迭香、胡萝卜素等。
天然多糖大分子组合物植物胶囊材料采用挤出机挤出法制备。首先将淀粉组合物干燥，控制淀粉的含水量15％。混合物在高速均质器中充分混合30分钟，温度70℃；在保持15％的含湿量的条件下陈化18小时。然后将混合物输送到双螺杆或单螺杆挤出机的料斗中，在150℃下将原料挤出，得到粒料或片材。对双螺杆挤出机螺杆的长径比为15，而对单螺杆挤出机螺杆的长径比为20。挤出机的转速为180转/分(rpm)，料筒温度不高于160℃，滑块1：30℃、滑块2-5：140℃、滑块6-9：110℃、滑块10-12：120℃、机头温度：80℃。片材可直接通过扁平口模挤出得到，也可先经环型口模挤出得到薄壁管材，然后将其纵剖得到片材。片材先经过三辊压光机进行冷却，压辊上、中、下辊温度分别为95℃、75℃和80℃。冷却后的片材可直接在旋转冲模机上加工成软胶囊，胶囊壁厚为0.5mm，加工温度为90℃；也可用隔离材料加工成卷储存起来，所用隔离材料可以是聚乙烯、聚丙烯薄膜。上述粒料可在注射机上加工成硬胶囊，胶囊的厚度为0.2mm，加工温度140℃。料筒温度为170℃，喷嘴温度为170℃，模具温度为80℃；注射压力为140MPa，背压1.8MPa，型腔压力为50MPa；充模时间3秒，保压时间为80秒，冷却时间为100秒。
实例3
取10份淀粉组合物，加入5份增塑剂、0.1增凝剂、0.07份添加剂，并充分搅拌，混合均匀。淀粉组合物是由预胶化淀粉、羟丙基纤维素和马铃薯淀粉按1∶0.5∶1重量比混合而成，含水量为8％。增塑剂是由甘油、木糖醇、硬脂酸、软脂酸和硬脂酸甘油酯按1∶1∶0.3∶0.2∶0.1重量比混合而成。增凝剂是由卡拉胶和麦芽糖、碳酸钠按1∶0.5∶0.01重量比混合而成。添加剂是由防腐剂苯甲酸钠、抗氧剂茶多酚、着色剂姜黄素、遮光剂氧化硅按0.05∶0.1∶0.05∶1重量比混合而成。着色剂可换成天然或合成可食用色素如红萝卜红色素、子蓝、胭脂红、柠檬黄、红曲红色素可可色素等。遮光剂可换成氧化钛、碳酸钙、氧化铁、硫酸钙、磷酸钙等。
天然多糖大分子组合物植物胶囊材料采用挤出机挤出法制备。首先将淀粉组合物干燥，控制淀粉的含水量8％。混合物在高速均质器中充分混合20分钟，温度65℃；在保持8％的含湿量的条件下陈化24小时。然后将混合物输送到双螺杆或单螺杆挤出机的料斗中，在150℃下将原料挤出，得到粒料或片材。对双螺杆挤出机螺杆的长径比为20，而对单螺杆挤出机螺杆的长径比为25。挤出机的转速为150转/分(rpm)，料筒温度不高于160℃，滑块1：35℃、滑块2-5：120℃、滑块6-9：120℃、滑块10-12：110℃、机头温度：90℃。片材可直接通过扁平口模挤出得到，也可先经环型口模挤出得到薄壁管材，然后将其纵剖得到片材。片材先经过三辊压光机进行冷却，压辊上、中、下辊温度分别为90℃、75℃和90℃。冷却后的片材可直接在旋转冲模机上加工成软胶囊，胶囊壁厚为0.5mm，加工温度为60℃；也可用隔离材料加工成卷储存起来，所用隔离材料可以是聚乙烯、聚丙烯薄膜。上述粒料可在注射机上加工成硬胶囊，胶囊的厚度为0.2mm，加工温度140℃。料筒温度为160℃，喷嘴温度为170℃，模具温度为80℃；注射压力为135MPa，背压1.8MPa，型腔压力为45MPa；充模时间3秒，保压时间为100秒，冷却时间为120秒。
实例4
取10份淀粉组合物，加入4份增塑剂、0.15份增凝剂、1份添加剂，并充分搅拌，混合均匀。淀粉组合物是由淀粉醋酸酯、预胶化淀粉和氧化淀粉按2∶1∶1重量比混合而成，含水量为8％。增塑剂是由甘油、软脂酸和蔗糖脂肪酸酯按1∶0.1∶0.1重量比混合而成。增凝剂是由黄原胶、低聚麦芽糖、羧甲基纤维、碳酸钙按1∶0.1∶0.2∶0.02重量比混合而成。添加剂是由防腐剂苯甲酸钠、抗氧剂茶多酚、风味剂按1∶1∶0.3重量比混合而成。风味剂为天然或合成食品香精香料如水果或植物香精油等。
天然多糖大分子组合物植物胶囊材料采用挤出机挤出法制备。首先将淀粉组合物干燥，控制淀粉的含水量8％。混合物在高速均质器中充分混合25分钟，温度50℃；在保持8％的含湿量的条件下陈化15小时。然后将混合物输送到双螺杆或单螺杆挤出机的料斗中，在130℃下将原料挤出，得到粒料或片材。对双螺杆挤出机螺杆的长径比为15，而对单螺杆挤出机螺杆的长径比为20。挤出机的转速为160转/分(rpm)，料筒温度不高于160℃，滑块1：30℃、滑块2-5：130℃、滑块6-9：110℃、滑块10-12：110℃、机头温度：95℃。片材可直接通过扁平口模挤出得到，也可先经环型口模挤出得到薄壁管材，然后将其纵剖得到片材。片材先经过三辊压光机进行冷却，压辊上、中、下辊温度分别为85℃、65℃和70℃。冷却后的片材可直接在旋转冲模机上加工成软胶囊，胶囊壁厚为0.5mm，加工温度为80℃；也可用隔离材料加工成卷储存起来，所用隔离材料可以是聚乙烯、聚丙烯薄膜。上述粒料可在注射机上加工成硬胶囊，胶囊的厚度为0.2mm，加工温度120℃。料筒温度为150℃，喷嘴温度为150℃，模具温度为60℃；注射压力为130MPa，背压1.5MPa，型腔压力为45MPa；充模时间4秒，保压时间为80秒，冷却时间为80秒。
实例5
取10份淀粉组合物，加入2份增塑剂、0.02增凝剂、0.05份添加剂，并充分搅拌，混合均匀。淀粉组合物是由羟丙基淀粉、竹芋淀粉和水解淀粉按1∶1∶0.5重量比混合而成，含水量为12％。增塑剂是由甘油、软脂酸和失水山梨醇单油酸酯按1∶0.3∶0.5重量比混合而成。增凝剂是由魔芋胶、乳糖、阿拉伯胶、碳酸钙按1∶0.4∶0.2∶0.05重量比混合而成。添加剂是由防腐剂苯甲酸钠、抗氧剂茶多酚、风味剂按1∶1∶0.1重量比混合而成。
天然多糖大分子组合物植物胶囊材料采用挤出机挤出法制备。首先将淀粉组合物干燥，控制淀粉的含水量12％。混合物在高速均质器中充分混合20分钟，温度60℃；在保持12％的含湿量的条件下陈化15小时。然后将混合物输送到双螺杆或单螺杆挤出机的料斗中，在160℃下将原料挤出，得到粒料或片材。对双螺杆挤出机螺杆的长径比为15，而对单螺杆挤出机螺杆的长径比为25。挤出机的转速为180转/分(rpm)，料筒温度不高于160℃，滑块1：30℃、滑块2-5：140℃、滑块6-9：110℃、滑块10-12：120℃、机头温度：100℃。片材可直接通过扁平口模挤出得到，也可先经环型口模挤出得到薄壁管材，然后将其纵剖得到片材。片材先经过三辊压光机进行冷却，压辊温度为100℃，上、中、下辊温度分别为95℃、75℃和85℃。冷却后的片材可直接在旋转冲模机上加工成软胶囊，胶囊壁厚为0.6mm，加工温度为90℃；也可用隔离材料加工成卷储存起来，所用隔离材料可以是聚乙烯、聚丙烯薄膜。上述粒料可在注射机上加工成硬胶囊，胶囊的厚度为0.2mm，加工温度140℃。料筒温度为160℃，喷嘴温度为160℃，模具温度为80℃；注射压力为130MPa，背压1.5MPa，型腔压力为40MPa；充模时间5秒，保压时间为100秒，冷却时间为120秒。
实例6
取10份淀粉组合物，加入6份增塑剂、1.5份添加剂，并充分搅拌，混合均匀。淀粉组合物是由淀粉磷酸酯、小麦淀粉、水解淀粉和羟丙基淀粉按1∶1∶1∶0.1重量比混合而成，含水量为5％。增塑剂是由甘油、硬脂酸和硬脂酸甘油酯按1∶1∶0.1重量比混合而成。添加剂是由防腐剂苯甲酸钠、抗氧剂茶多酚、增强剂聚乙烯基吡咯烷酮和遮光剂硫酸钙按0.1∶0.1∶0.1∶1重量比混合而成。
天然多糖大分子组合物植物胶囊材料采用挤出机挤出法制备。首先将淀粉组合物干燥，控制淀粉的含水量5％。混合物在高速均质器中充分混合30分钟，温度55℃；在保持5％的含湿量的条件下陈化12小时。然后将混合物输送到双螺杆或单螺杆挤出机的料斗中，在150℃下将原料挤出，得到粒料或片材。对双螺杆挤出机螺杆的长径比为20，对单螺杆挤出机螺杆的长径比仍为20。挤出机的转速为140转/分(rpm)，料筒温度不高于160℃，滑块1：30℃、滑块2-5：140℃、滑块6-9：110℃、滑块10-12：120℃、机头温度：100℃。片材可直接通过扁平口模挤出得到，也可先经环型口模挤出得到薄壁管材，然后将其纵剖得到片材。片材先经过三辊压光机进行冷却，压辊上、中、下辊温度分别为95℃、75℃和80℃。冷却后的片材可直接在旋转冲模机上加工成软胶囊，胶囊壁厚为0.6mm，加工温度为80℃；也可用隔离材料加工成卷储存起来，所用隔离材料可以是聚乙烯、聚丙烯薄膜。上述粒料可在注射机上加工成硬胶囊，胶囊的厚度为0.25mm，加工温度150℃。料筒温度为140℃，喷嘴温度为155℃，模具温度为80℃；注射压力为135MPa，背压1.6MPa，型腔压力为40MPa；充模时间5秒，保压时间为90秒，冷却时间为110秒
本发明并不局限于实施例中所描述的技术，它的描述是说明性的，并非限制性的，本发明的权限由权利要求所限定，基于本技术领域人员依据本发明所能够变化、重组等方法得到的与本发明相关的技术，都在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种天然多糖大分子组合物组分，其特征是包括以下成分和含量：
多糖组合物 10份，
增塑剂 1-6份
增凝剂 0-0.15份。
2.如权利要求1所述的一种天然多糖大分子组合物组分，其特征是还包括0-2份的增强剂、防腐剂、抗氧剂、着色剂、遮光剂或风味剂的一种或几种的组合。
3.如权利要求2所述的一种天然多糖大分子组合物组分，其特征是所述风味剂为合成或天然香精香料。
4.如权利要求3所述的一种天然多糖大分子组合物组分，其特征是所述香精香料为水果或植物精油。
5.一种天然多糖大分子组合物组分的胶囊和囊材的制备方法，其特征是采用塑料挤出机挤出法制备天然多糖大分子组合物的胶囊和囊材。
6.如权利要求5所述的一种天然多糖大分子组合物组分的胶囊和囊材的制备方法，其特征是所述的胶囊用旋转冲模成囊设备加工成软胶囊；经注射成型技术加工成空心硬胶囊。
7.如权利要求6所述的一种天然多糖大分子组合物组分的胶囊和囊材的制备方法，其特征是所述的制备方法为：首先将淀粉干燥，控制淀粉的含水量5-20％，将天然多糖大分子组合物组分在高速均质器中充分混合5-30分钟，温度为20-70℃；在含湿量为5-20％下陈化1-24小时；然后将混合物输送到双螺杆或单螺杆挤出机的料斗中，在50-160℃将原料挤出，得到粒料或片材。
8.如权利要求7所述的一种天然多糖大分子组合物组分的胶囊和囊材的制备方法，其特征是所述的对双螺杆挤出机螺杆的长径比为15-25；单螺杆挤出机螺杆的长径比为20-30。
9.如权利要求7或8所述的一种天然多糖大分子组合物组分的胶囊和囊材的制备方法，其特征是所述的挤出机的转速为20-200转/分，料筒温度20-160℃，滑块1：25-40℃、滑块2-5：120-150℃、滑块6-9：90-120℃、滑块10-12：90-120℃、机头温度：80-120℃；片材直接通过扁平口模挤出得到或先经环型口模挤出得到薄壁管材，然后将其纵剖得到片材；片材先经过三辊压光机进行冷却，压辊温度为50-110℃，上、中、下辊温度分别为85-100℃、60-80℃和70-90℃。
10.如权利要求6所述的一种天然多糖大分子组合物组分的胶囊和囊材的制备方法，其特征是所述的胶囊是冷却后的片材在旋转冲模机上加工成软胶囊，胶囊壁厚为0.1-0.8mm，加工温度为40-90℃；或用隔离材料加工成卷储存起来，所用隔离材料可以是聚乙烯、聚丙烯薄膜；上述粒料可在注射机上加工成硬胶囊，胶囊的厚度为0.05-0.4mm，加工温度20-180℃，料筒温度为130-180℃，喷嘴温度为150-170℃，模具温度为50-80℃；注射压力为70-150MPa，背压＜2MPa，型腔压力为20-50MPa；充模时间3-5秒，保压时间为20-120秒，冷却时间为30-120秒。
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