JP2005170863A - デンプン組成物を用いた軟カプセル剤、その製造方法およびその製造用自動機 - Google Patents

Abstract

【課題】 現行のゼラチンを用いた軟カプセルのように動物性原料でなく、植物性原料でありかつ乾燥工程が不要な軟カプセル、その製造方法およびその製造用自動機を提供する。
【解決手段】 デンプンにアルコール類およびアミノ酸を添加したデンプン組成物を用いた軟カプセル。エクストルーダーでデンプン組成物を2枚のシートとして押し出し、シート圧延装置にて厚さを薄く整え、該シートをフィードローラを介し軟カプセル製造機に供給し、その圧延物を２枚重ね合わせて打ち抜くと同時にヒートシールする軟カプセルの製造方法およびその製造用自動機。
【選択図】図２

Description

本発明は、デンプン組成物からなる医薬品および食品の用途に用いる軟カプセル剤に関するものである。さらに詳しくは、食品及び食品添加物であるデンプン組成物を一定の条件下で形成加工することによって製造される医薬品及び食品用軟カプセル剤、その製造方法およびその製造用自動機に関するものである。

ソフトカプセルは、医薬品や機能性食品を簡便に定量的に含有させることが出来ることで広く汎用されている。このソフトカプセルを形成する組成成分としては一般的にゼラチン、グリセリンを主な成分とし、可塑剤としてグリセリン以外に糖類などを使用することによって製造している。しかしながら、ソフトカプセルを製造するために用いているゼラチンの由来が主に牛や豚由来であることによって、個人の主義主張などによって摂取制限をする人がいたが、近年のBSE（狂牛病）の発症を期に動物性原料を用いているゼラチンを用いることなく医薬品や食品原料をカプセル化することが望まれている。

最近では、このような背景から多くの会社が開発を行い多数の特許が出願されている。特許文献１および特許文献２では、ゲル化剤であるゲランガム、カラゲナンガムとマンナンガムの組み合わせでゼラチンを使用することなくカプセル化する技術を開示している。また、特許文献３においては小麦酸化澱粉および／またはポリビニルアルコールを用いてゼラチンを使うことなくカプセルを製造する技術について開示している。さらに、特許文献４においてはカラギーナンを用いたカプセルについての技術も開示されている。また、特許文献５では、寒天および可塑剤からなるカプセルについて開示されている。その他、ポリマーフィルムを使用することでゼラチンを使用することなくカプセル化できる技術についても特許文献６、特許文献７で開示されている。
そして、水溶性エーテル化デンプン誘導体やヒドロキシプロピルデンプン、水溶性デンプンを用いた軟カプセルについての技術も開示されている（特許文献８、特許文献９、特許文献１０）。さらに、ヒドロキシプロピルデンプン、水性コロイドガムおよび可塑剤からなるカプセルが開示されている (特許文献１1) 。
アメリカ特許５３４２６２６号公報 特開平６−３２９８３３号公報 特開２０００−３５５５３４号公報 アメリカ特許６２１４３７６号公報 特開平７‐１９６４７８号公報 特開２００１−３２９０２９号公報 特表２００１−５０６６９２号公報 特開２００３−１９９８０９号公報 特開２００３−５５１９８号公報 特開２００３−２２１３２３号公報 アメリカ特許６３７５９８１号公報

特許文献１〜１１に記載された基材は、いずれもカプセル製品付近の水分では、ほとんどヒートシール性を示さない。カプセルにするためには水分が６０％以上となるように大量の水を加えなければならない。その結果として乾燥の工程を必要として多大なエネルギーがかかり、高コストである。このようにヒートシール性が良好で乾燥工程の必要のない軟カプセルがないのが現状である。

本発明者らは、デンプンにアルコール類およびアミノ酸類を添加した組成物を用いしかもエクストルーダー（押し出し成型機）から押し出されたデンプン組成物を均一なシート状に成型することを可能としたシート圧延装置と軟カプセル製造機を組み合わせることにより、動物性原料を全く含まないヒートシール性がよく、乾燥工程が要らない軟カプセルを製造することを可能とし本発明を完成するに至った。

本発明に使用するデンプン組成物は、デンプンにアルコール類およびアミノ酸類を添加したものである。本発明に使用できるデンプンは、馬鈴薯デンプン、トウモロコシデンプン、モチトウモロコシデンプン、タピオカデンプン、サゴデンプン、緑豆デンプン等の生デンプンおよびそれらをエステル化，エーテル化等の誘導体化したもの、それらをアルファー化したもの、さらにそれらを酸化，酸処理，酵素処理，デキストリン化等の低粘度化したもの等が挙げられる。特にエステル化，エーテル化等の誘導体化したものが好適に用いられる。これらは、単独又は組み合わせて使用することができる。その中でヒートシール性をより良好にするには、低粘度のものと高粘度のものを組み合わせることがより効果的である。低粘度品の粘度は、濃度２５％、５０℃で測定して１０〜１０００ｃｐｓの範囲である。高粘度品の粘度は、濃度５％、５０℃で測定して１０００〜１００００ｃｐｓの範囲である。
また、これらのデンプン類にグルコース，フラクトース，ガラクトース，キシロース等の単糖類、蔗糖，マルトース，乳糖，トレハロース等の二糖類、マルトオリゴ糖，ガラクトオリゴ糖，フラクトオリゴ糖等のオリゴ糖類、プルラン，カラギーナン，寒天，アルギン酸ナトリウム，アラビアガム等の多糖類、植物性のタンパク質を併用しても差し支えない。

本発明に使用可能なアルコール類としては、グリセリン，エチレングリコール，プロピレングリコール，ポリグリセリン，ポリエチレングリコール（ＰＥＧ），ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）等の多価アルコール、ソルビトール，マンニトール，キシリトール等の糖アルコール類が挙げられる。中でもグリセリン、糖アルコール類が好適に用いられる。添加量は、デンプン１００質量部に対し、１〜１００質量部である。好ましくはデンプン１００質量部に対し、１０〜８０質量部が好適に用いられる。１０質量部以下であると柔軟性に乏しくなり１００質量部以上だと軟らかくなりすぎて軟カプセルとして取り扱えなくなる。

本発明に使用できるアミノ酸としては、グリシン，アラニン等の中性アミノ酸、アルギニン，ヒスチジン，リジンなどの塩基性アミノ酸、グルタミン酸，アスパラギン酸等の酸性アミノ酸およびその塩が挙げられる。その中でも塩基性アミノ酸および酸性アミノ酸の塩が好適に用いられる。添加量は、デンプン１００質量部に対し、１〜５０質量部で好適に用いられる。さらに好ましくは５〜３０質量部である。１質量部以下だと充分な熱感応性および柔軟性が出ない。５０質量部以上だと効果の割合にコストが高くなり好ましくない。

本発明のデンプン組成物は、好ましくは２軸のエクストルーダーに粉体及び液体の原料を同時に投入し（予め各成分を、エクストルーダーで押し出されたものをペレタイザーで切断しペレット化したもの、または、打錠機で錠剤化したものを投入することもできる）、混練溶融糊化後、押し出して得られる。

本発明では、このデンプン組成物をエクストルーダーにより溶融し押し出した後、シート圧延装置（図１）に連続的に投入することでカプセル化に適したシート厚０．３〜０．６ｍｍの均一なシートを作成することができる。圧延装置は、押し出し成型機より押し出された溶融糊化デンプンを一次圧延ロールで一次的に圧延しカプセルに適したシート厚さの約２倍の厚さである１〜２ｍｍに調整し、キャスティングドラムに設置した二次圧延ロールとキャスティングドラムの隙間を調整することによって０．５〜１．０ｍｍに圧延シート化調整し、更に三次圧延ロールにて二次圧延ロールと同様の操作によって軟カプセルの製造に適した０．３〜０．５ｍｍのシートを作成する。なお、圧延ロールは必ず三次圧延ロールを必要とするものでなく、適宜の厚さに調整できる場合は三次圧延ロールを使用しなくてもよい。
作成した溶融糊化デンプンシートをキャスティングドラムにて冷却乾燥させて軟カプセル製造に適した水分値（１０％前後）に調整しながら、従来のカプセル製造装置と同様にキャスティングドラムから溶融糊化デンプンシートを剥離し、シートフィードローラーを経由して従来のカプセル製造用自動機によって溶融糊化デンプンシート２枚の間に内容物を送液してダイロール（金型）によって挟み込み、シートを接着させながら打ち抜き軟カプセルとする。

従来、ソフトカプセル製造に当っては、ゼラチン溶液（固形ゼラチン１００質量部に対してグリセリン２０〜５０質量部、精製水７０〜１００質量部）を加温保管（温度６０℃程度）して一夜放置した物を図３に示すカプセル製造用自動機のスプレーターボックス部分に加温貯留（温度６０℃程度）させキャスティングドラムとスプレーターボックスの隙間を調整することで一定の厚さを保持させてゼラチンシートを作成する。このときのキャスティングドラムの温度は空冷または水冷によって１５〜２０℃の一定温度で維持させている。（通常であれば温度は１８℃である。）
作成したゼラチンシートは、キャスティングドラムから剥離され、図3の装置両端から１枚ずつのゼラチンシートとして図３のセグメントおよびダイロール部分に送り込まれる。そして、充填物を2枚のゼラチンシートの間に送液してダイロールにて挟み込んでカプセル化して打ち抜く。

本発明では、図１に示す一次圧延ロールおよび二次、三次圧延ロールとキャスティングドラムによって構成されるシート圧延装置を、図３に示す従来のカプセル製造用自動機のスプレーターボックス部分とキャスティングドラムの部分の代わりに組み合わせ連結することによって連続的にカプセルを製造することが可能となった。

この操作での大きな違いは、従来のゼラチンの場合、溶液を液だめ装置であるスプレーターボックスと回転引っ張り装置であるキャスティングドラムの組み合わせによって一定の厚さを保ったゼラチンシートを作成するのに対して、本発明ではエクストルーダーによってデンプンを溶融し、押し出されたデンプンを圧延装置にて段階的に一定に厚さにして溶融デンプンシートを作成するという点で大きく異なっている。
また、製造されたソフトカプセルは、ゼラチンの場合、ゼラチンの持つゾルゲル特性からシート状であっても水分を４０％程度持った状態で加工することが出来非常に加工性に富んでいるが、製品にする為その後の乾燥時間が４８〜７２時間要する。しかしながら、溶融デンプンシートの場合には、低水分でデンプンを溶融することでデンプンシートが加工しやすくなる特性を有することから、製造されたソフトカプセルは製造直後でも製品として十分に流通可能な状態である。
この様にゼラチンシートとデンプンシートでは、どちらも一長一短であるが本発明によるデンプンの特性や溶融デンプンシート化装置の開発によってゼラチンに負けない特徴を持ちしかも製造時の加工時間短縮という大きなアドバンテージを有するソフトカプセルの製造が可能となった。

本発明では、デンプン組成物はダイ部分を２枚のシート状に押し出せるように改良したエクストルーダーより押し出され、図１に示すシート圧延装置によって所定の厚さのシート状に形成する。シート状に成型したデンプンシート２枚はロータリー式自動カプセル成型機に送られ、内容物を挟み込み充填してカプセル化する。
カプセル化は、ロータリー式自動カプセル成型機の左右からシート状にしたデンプンを送り込みカプセル内に充填物を充填してカプセル化する。カプセル化に際してカプセル成型機のセグメント部分（充填液射出部分）の温度が重要であり、本実施例では５０〜１００℃でシートを接着している。具体的には、８０℃程度で行うことができる。

カプセル成型後にゼラチンを用いた時と同様に油状物質を用いてコーティングしても差し支えない。使用可能な油状物質としては、例えば中鎖脂肪酸グリセリンエステル、椰子油、パーム油等常温で固体のものが挙げられる。
内容物については、従来のカプセル化に用いる充填液であれば問題ない。例えば、ＥＰＡ，ＤＨＡ，サーモン油などの魚油、紅花油，シソ油，ボラージ油，オリーブ油，アマニ油，ＣＬＡ（共役リノール酸）などの植物油、アザラシ油，オットセイ油などの動物油や前記した油脂にブルーベリーエキスあるいはエキス末、ハーブ類のエキスまたはエキス末、蛇粉末またはエキスおよびエキス末などの機能性食品素材として利用される動植物エキスおよびエキス末、さらには医薬品原料などをグリセリン脂肪酸エステル，ミツロウ，ショ糖脂肪酸エステル，硬化油，動植物ワックスなどの懸濁安定化剤を含有させることによって製した懸濁液および乳化剤（グリセリン脂肪酸エステル，ソルビタン酸エステル，ショ糖脂肪酸エステルなど）によって乳化させた混合液などが挙げられる。

本発明のカプセル剤は、ヒートシール性が良好であり低水分でシート化圧着出来るために乾燥工程が不要でカプセルを製造することが出来る。

本発明を実施するには、デンプン組成物からなるシートを作成し、本発明で使用する図２のソフトカプセル製造用自動機によってカプセル化する。
カプセル化にあたり、カプセル装置両端で製造されたシートをカプセル内容物を充填するセグメントおよびダイロールに送り込み、内容物をポンプによって送液してエンカプスレーションする。この際のセグメント部分の温度は前記した温度条件で行なう。

以下に、実施例を示して本発明を詳しく説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。

表１に示した組成のものを２軸エクストルーダー（α−１０、スエヒロＥＰＭ社製）に下記の条件で投入し、押し出した。押し出し物を適当な長さに切断してペレットを得た。
＜押し出し条件＞
ダイ：φ２mm×２
スクリュー回転数：８７ｒｐｍ
バレル温度：９５℃

デンプン組成物（ペレット状）を図２中のエクストルーダーに一定量で投入し、組成物に対して１〜３％の水分を定量的に滴下しながらデンプン組成物をシート状に押し出した。押し出されたデンプン組成物からなるシートを本発明品である図１のシート圧延装置によってシート化する。シート化したデンプン組成物をロータリー式自動カプセル成型装置に誘導して通常のカプセル同様に大豆油を充填した直後に型により圧着して軟カプセルを得た。
シート化装置温度 ：２０℃
セグメント部温度 ：６０℃
カプセル成型装置回転数：２．５ｒｐｍ／ｍｉｎ

カプセル成型装置に入れられる前のデンプン組成物シートを２号ダンベルで打ち抜き試験片とした。テンシロン試験機（Ａ＆Ｄ社製）を用いて引っ張り試験を行い破壊強度と破壊伸度を表２に示した。

実施例２で得たカプセルの圧着の様子を観察しヒートシール性を表２に示した。また、セグメント温度を８０℃に変えてカプセルを製造しヒートシール性を表２に示した。なお、ヒートシール性評価および皮膜溶解性評価は以下のように行った。

ヒートシール性評価：目視による判定を行い、以下のように判定した。
◎：良好に圧着 ○：圧着が弱い △：油漏れ ×：圧着しない

皮膜溶解性評価：日本薬局方軟カプセル剤の崩壊試験に準拠して行った。通常、カプセルは２０分以内に崩壊すれば問題なく使用できる。結果を表２に示した。

表２より、本発明の軟カプセルは従来のゼラチン処方で製造した軟カプセルと比較して皮膜強度、皮膜溶解性等なんら問題のないカプセルであることがわかる。

シート圧延装置 カプセル製造機全体図 従来のカプセル製造機

Claims (6)

1. デンプンにアルコール類およびアミノ酸類を添加したデンプン組成物を用いたことを特徴とする軟カプセル剤。
2. 該デンプン組成物のデンプンとして置換基含有率が０．５〜１０％のデンプンエステルおよび／またはデンプンエーテルを用いることを特徴とする請求項１記載の軟カプセル剤。
3. 該デンプンエステルおよび／またはデンプンエーテルとして低粘度のものと高粘度のものを組み合わせることを特徴とする請求項１または２記載の軟カプセル剤。
4. デンプン１００質量部に対してアルコール類１〜１００質量部およびアミノ酸１〜５０重量部添加する請求項１〜３記載の軟カプセル剤。
5. エクストルーダーでデンプン組成物を混練溶融糊化後2枚のシートとして押し出し、該押し出し物をシート圧延装置の一対の一次圧延ロールにて一次圧延し厚さを整え、キャスティングドラムに設置した二次圧延ロールにて更に厚さを薄く整え、必要に応じてさらに三次圧延ロールにてソフトカプセルに適した厚さに調製し均一なシートを作成し、該シートをフィードローラを介し軟カプセル製造機に供給し、その圧延物を２枚重ね合わせて打ち抜くと同時にヒートシールすることを特徴とする軟カプセルの製造方法。
6. デンプン組成物を溶融糊化押し出すエクストルーダー、溶融糊化デンプン組成物を圧延するシート圧延装置、および圧延物を２枚重ね合わせて打ち抜くと同時にヒートシールする軟カプセル製造機からなる軟カプセル製造用自動機。

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