RU2341250C2 - Homogeneous thermal reversible gel film containing cappa-2-carraginan, and soft capsules produced thereof - Google Patents
Homogeneous thermal reversible gel film containing cappa-2-carraginan, and soft capsules produced thereof Download PDFInfo
- Publication number
- RU2341250C2 RU2341250C2 RU2005135134/15A RU2005135134A RU2341250C2 RU 2341250 C2 RU2341250 C2 RU 2341250C2 RU 2005135134/15 A RU2005135134/15 A RU 2005135134/15A RU 2005135134 A RU2005135134 A RU 2005135134A RU 2341250 C2 RU2341250 C2 RU 2341250C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- film
- kappa
- carrageenan
- gel
- film according
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
- Manufacture Of Macromolecular Shaped Articles (AREA)
- Medicinal Preparation (AREA)
Abstract
Description
Родственные заявкиRelated Applications
По настоящей заявке испрашивается приоритет в соответствии с предварительной патентной заявкой США №60/462785, поданной 14 апреля 2003 г.This application claims priority in accordance with provisional patent application US No. 60/462785, filed April 14, 2003
Область техники, к которой относится изобретениеFIELD OF THE INVENTION
Настоящее изобретение направлено на гомогенную термообратимую гелевую пленку, содержащую пленкообразующее количество каппа-2-каррагинана и необязательно по меньшей мере один пластификатор, второй пленкообразователь, наполнитель, средство, регулирующее рН; и способы их получения. Настоящее изобретение также направлено на мягкие капсулы и твердые формы, содержащие гелевую пленку, а также способы их получения.The present invention is directed to a homogeneous thermally reversible gel film containing a film-forming amount of kappa-2-carrageenan and optionally at least one plasticizer, a second film former, a filler, a pH adjuster; and methods for their preparation. The present invention is also directed to soft capsules and solid forms containing a gel film, as well as methods for their preparation.
Предпосылки создания изобретенияBACKGROUND OF THE INVENTION
Желатин широко используется для образования пленок, используемых в получении мягких капсул. Он представляет собой гидролизованный белок из коллагена, обычно получаемый посредством выварки костей и хрящей животных с водой под давлением. Однако использование желатина имеет некоторые коммерческие недостатки, например его животное происхождение часто препятствует его доступности для тех, кто не может или не хочет принимать капсулы, произведенные из животных, и недавним беспокойством по поводу губчатой энцефалопатии крупного рогатого скота, BSE или "коровъего бешенства".Gelatin is widely used to form films used in soft capsules. It is a hydrolyzed protein from collagen, usually obtained by digesting animal bones and cartilage with water under pressure. However, the use of gelatin has some commercial drawbacks, for example, its animal origin often hinders its availability for those who cannot or do not want to take capsules made from animals, and recent concerns about bovine spongiform encephalopathy, BSE, or "mad cow disease."
В результате научное сообщество и промышленность в течение многих лет пытались разработать альтернативы желатину, которые могут желательно использовать большинство аппаратов и способов, такие как вращающиеся головки, для получения мягких капсул из альтернативных желатину материалов.As a result, the scientific community and industry have been trying for many years to develop alternatives to gelatin that most apparatuses and methods, such as rotating heads, can desirably use to make soft capsules from alternative gelatin materials.
Например, в патентной заявке Японии Kokai № 61-10508А раскрыты капсулы, полученные из композиции полисахаридов, включающей по меньшей мере каррагинан и многоатомный спирт. Каррагинан может использоваться полностью или частично вместе с другими полисахаридами, такими как камедь тамариндового семени, пектин, желатин, альгинаты, агар, фурселларан, производные целлюлозы, камедь бобов робинии и гуаровая камедь. Многоатомные спирты включают сорбит, глюкозу, сахарозу, этиленгликоль, диэтиленгликоль, триэтиленгликоль, полиэтиленгликоль, пропиленгликоль, полипропиленгликоль, бутандиол и глицерин. Мягкие капсулы получают из вогнутых штампующих головок.For example, Japanese patent application Kokai No. 61-10508A discloses capsules obtained from a polysaccharide composition comprising at least carrageenan and a polyhydric alcohol. Carrageenan can be used in whole or in part with other polysaccharides, such as tamarind seed gum, pectin, gelatin, alginates, agar, fursellaran, cellulose derivatives, robinia bean gum and guar gum. Polyhydric alcohols include sorbitol, glucose, sucrose, ethylene glycol, diethylene glycol, triethylene glycol, polyethylene glycol, propylene glycol, polypropylene glycol, butanediol and glycerol. Soft capsules are obtained from concave stamping heads.
В патентной заявке Японии Kokai № 63-164858 раскрыты смеси полисахаридов и многоатомных спиртов с/без щелочных веществ. Подразумевается, что обширный список полисахаридов, которые могут быть использованы в этой заявке, включает природные полисахариды, такие как каррагинан, альгиновая кислота, производные альгината, агар, камедь бобов робинии, гуаровая камедь, полисахариды семян тамаринда, пектин, ксантановая камедь, глюкоманнан, хитин, пуллулан и циклодекстрин. Утверждается, что полисахариды объединяются с концентрированным водным раствором по меньшей мере одного многоатомного спирта, сахароспирта, моносахарида, дисахарида или олигосахарида. Утверждается, что смеси пригодны для формирования оболочек мягких капсул. Три примера указывают, что изготовление оболочек для мягких капсул имеет двойные слои смеси с желатином и единственный слой состоящий из смеси по изобретению с желатином. Специфические каррагинаны не упоминаются.Japanese patent application Kokai No. 63-164858 discloses mixtures of polysaccharides and polyols with / without alkaline substances. It is understood that the extensive list of polysaccharides that can be used in this application includes natural polysaccharides such as carrageenan, alginic acid, alginate derivatives, agar, robinia bean gum, guar gum, tamarind seed polysaccharides, pectin, xanthan gum, glucan, , pullulan and cyclodextrin. It is claimed that polysaccharides are combined with a concentrated aqueous solution of at least one polyhydric alcohol, a sugar alcohol, a monosaccharide, a disaccharide or an oligosaccharide. It is claimed that the mixtures are suitable for forming capsule shells. Three examples indicate that the manufacture of shells for soft capsules has double layers of a mixture with gelatin and a single layer consisting of a mixture of the invention with gelatin. Specific carrageenans are not mentioned.
В патенте США № 5089307 раскрыты термозапечатываемые съедобные пленки, содержащие по меньшей мере слой пленки, содержащей водорастворимый полисахарид как основной компонент, многоатомный спирт и воду. Утверждается, что пленки пригодны для использования для запечатывающих и упаковочных материалов для высушенной пищи, жирной пищи и подобного. Подразумевающиеся для использования полисахариды включают альгиновую кислоту и ее соли (такие как натриевая соль); фурселларан; каррагинан, такой как каппа-, йота- и ламбда-каррагинаны, агар, пектин, такой как высокий-метокси и низкий-метокси пектины; камеди, такие как камедь тамариндового семени, ксантановая камедь, гуаровая камедь, камедь семян тары, камедь бобов робинии; пуллулан; производные хитина, такие как хитозан; крахмал, такой как пшеничный, кукурузный или картофельный крахмалы; декстрин; съедобные водорастворимые производные целлюлозы, такие как карбоксиметилцеллюлоза и смеси вышеприведенных. Предпочтительно используют массовое соотношение многоатомного спирта к полисахаридам в количестве от 1:5 до 1:1, и полисахариды представлены в количестве не менее 50% общего количества активных компонентов. В патенте не указано, что такие пленки могут использоваться в производстве мягких и твердых капсул.US Pat. No. 5,089,307 discloses edible thermally sealed films comprising at least a layer of a film containing a water-soluble polysaccharide as a major component, polyhydric alcohol and water. The films are claimed to be suitable for sealing and packaging materials for dried foods, oily foods and the like. Imposed polysaccharides include alginic acid and its salts (such as sodium salt); fursellaran; carrageenan such as kappa, iota and lambda carrageenans, agar, pectin such as high-methoxy and low-methoxy pectins; gums such as tamarind gum, xanthan gum, guar gum, tara seed gum, robinia bean gum; pullulan; chitin derivatives such as chitosan; starch, such as wheat, corn or potato starches; dextrin; edible water-soluble cellulose derivatives such as carboxymethyl cellulose and mixtures of the foregoing. Preferably, a weight ratio of polyhydric alcohol to polysaccharides in an amount of from 1: 5 to 1: 1 is used, and polysaccharides are present in an amount of at least 50% of the total amount of active components. The patent does not indicate that such films can be used in the manufacture of soft and hard capsules.
В патенте США № 6331205 раскрыты вязкие водные композиции для изготовления мягких или твердых капсул, содержащие каррагинан, предпочтительно йота-каррагинан как единственное гелеобразующее средство. Йота-, ламбда-, мю- и ню-каррагинаны раскрываются как типы каррагинанов, которые могут использоваться в изобретении, и утверждается, что они экстрагируются из множества различных морских водорослей, используемых в зависимости от способа экстракции. Раскрываются такие пластификаторы, как принадлежащие к классу полиоксилов, например глицерин, сорбит, мальтодекстрины, декстроза, маннит, ксилит, полиоксиэтиленгликоль от 400 до 6000, природные и полусинтетические глицериды и их производные и т.п. Упоминается, что мягкие капсулы получают посредством адаптации "Scherer" способа. Утверждается, что пленки, полученные из каппа-каррагинана имеют проблемы, вызывающие синерезис, в производстве мягких и твердых капсул. Не имеется описания никаких конкретных йота-каррагинанов, каппа-каррагинанов, каппа-2-каррагинанов и т.п.US Pat. No. 6,331,205 discloses viscous aqueous compositions for the manufacture of soft or hard capsules containing carrageenan, preferably iota-carrageenan as the sole gelling agent. Iota-, lambda-, mu- and nu-carrageenans are disclosed as types of carrageenans that can be used in the invention, and it is claimed that they are extracted from many different algae used depending on the extraction method. Plasticizers such as those belonging to the class of polyoxyls are disclosed, for example glycerol, sorbitol, maltodextrins, dextrose, mannitol, xylitol, polyoxyethylene glycol 400 to 6000, natural and semi-synthetic glycerides and their derivatives, etc. It is mentioned that soft capsules are prepared by adapting the "Scherer" method. It has been argued that films made from kappa-carrageenan have problems causing syneresis in the production of soft and hard capsules. There is no description of any specific iota-carrageenans, kappa-carrageenans, kappa-2-carrageenans, etc.
В патенте США № 6214376 раскрыты безжелатиновые капсулы, полученные из композиций, содержащих водорастворимые гидрофильные коллоидные слои, содержащие гелевые пленки из каппа-каррагинана и пластификатора. Упоминается, что безжелатиновые мягкие капсулы получают из каппа-каррагинана как главного гелеобразующего полимера (по меньшей мере 50% от массы камедей, образующих термообратимые гели или содействующих образованию термообратимых гелей). Гидролизованные крахмалы, такие как мальтодекстрин, могут добавляться для увеличения концентрации твердого вещества, содействия термозапечатыванию и предупреждения помутнения, вызванного загустением солей. Другие типы камедей, такие как йота-каррагинан, рекомендуется минимизировать, наиболее предпочтительно до количества менее 0,5% от общей композиции пленки.US Pat. No. 6,214,376 discloses gelatin-free capsules obtained from compositions containing water-soluble hydrophilic colloidal layers containing gel films of kappa-carrageenan and a plasticizer. It is mentioned that gelatin-free soft capsules are obtained from kappa-carrageenan as the main gel-forming polymer (at least 50% by weight of the gums forming thermo-reversible gels or promoting the formation of thermo-reversible gels). Hydrolyzed starches, such as maltodextrin, can be added to increase the concentration of solids, promote thermal sealing and prevent clouding caused by thickening of salts. Other types of gums, such as iota carrageenan, are recommended to be minimized, most preferably to less than 0.5% of the total film composition.
Патент США № 6340473 требует использовать модифицированный крахмал, имеющий температуру гидратации менее 90оС и йота-каррагинан для производства мягких капсул, используя ротационный штамповочный инкапсулирующий аппарат. Утверждается, что соотношение массы модифицированного крахмала к йота-карагеннану является решающим в формировании удовлетворительной пленки. Такое массовое соотношение модифицированного крахмала к йота-каррагинану указывается как 1,5:1. Авторами неожиданно обнаружено, что один йота-каррагинан не производит приемлемую пленку и что модифицированный крахмал один не производит пленку, приемлемую для инкапсуляции. Изложена теория, что йота-каррагинана функционирует в качестве эластифицирующего средства, делающего неэластичную пленку модифицированного крахмала эластичной. Утверждается, что каррагинаны комбинируются с сотнями различных продуктов на рынке, имеющих различные функциональные группы. Утверждается, что Euchema spinosum представляет собой морскую водоросль - источник йота-каррагинана, и утверждается, что не все каррагинаны являются пригодными для изобретения, например, утверждается, что каппа-каррагинан не является заменителем йота-каррагинана.US patent No. 6340473 requires the use of modified starch having a hydration temperature of less than 90 about C and iota-carrageenan for the production of soft capsules using a rotary stamping encapsulating apparatus. It is argued that the mass ratio of modified starch to iota-carrageenan is crucial in the formation of a satisfactory film. This mass ratio of modified starch to iota-carrageenan is indicated as 1.5: 1. The authors unexpectedly found that one iota-carrageenan does not produce an acceptable film and that modified starch alone does not produce a film acceptable for encapsulation. The theory is stated that iota-carrageenan functions as an elasticizing agent, making an inelastic film of modified starch elastic. It is argued that carrageenans are combined with hundreds of different products on the market that have different functional groups. It is claimed that Euchema spinosum is a seaweed source of iota-carrageenan, and it is claimed that not all carrageenans are suitable for the invention, for example, it is claimed that kappa-carrageenan is not a substitute for iota-carrageenan.
Известно, что некоторые пленкообразующие композиции с высоким содержанием твердых веществ и с низкой влажностью, содержащие, например, гидроколлоиды, образуют растворы с высокой вязкостью, что делает образование гидратных пленок труднодостижимым. Настоящее изобретение относится к способу получения пленок с высоким содержанием твердых веществ, с низкой влажностью из таких растворов с высокой вязкостью.It is known that some film-forming compositions with a high solids content and low humidity, containing, for example, hydrocolloids, form solutions with high viscosity, which makes the formation of hydrated films difficult to achieve. The present invention relates to a method for producing films with a high solids content, low moisture content from such high viscosity solutions.
Дополнительно, делалось много попыток получать мягкие капсулы из пленок с высоким содержанием твердых веществ и с низкой влажностью, таких как гидроколлоиды. Однако такие попытки получать мягкие капсулы имели недостатки, упомянутые выше. Так, известно, что гидроколлоиды образуют растворы с высокой вязкостью, которые достаточно сложно гидратировать и образовывать пленку в общепринятом способе производства мягких капсул. Следовательно, способ согласно изобретению позволяет осуществить производство мягких капсул из таких пленок.Additionally, there have been many attempts to obtain soft capsules from films with a high solids content and low humidity, such as hydrocolloids. However, such attempts to obtain soft capsules have the disadvantages mentioned above. So, it is known that hydrocolloids form solutions with high viscosity, which are rather difficult to hydrate and form a film in the conventional method for the production of soft capsules. Therefore, the method according to the invention allows the production of soft capsules from such films.
Краткое содержание сущности изобретенияSummary of the invention
В первом варианте осуществления настоящее изобретение направлено на гомогенную термообратимую гелевую пленку, содержащую пленкообразующее количество каппа-2-каррагинана и необязательно по меньшей мере один пластификатор, второй пленкообразователь, наполнитель и средство, регулирующее рН.In a first embodiment, the present invention is directed to a homogeneous thermoreversible gel film containing a film-forming amount of kappa-2-carrageenan and optionally at least one plasticizer, a second film former, a filler, and a pH adjusting agent.
Во втором варианте осуществления настоящее изобретение направлено на способ получения гелевых пленок, включающий стадии: (i) нагрев, гидратация, смешивание, растворение и, необязательно, деаэрирование композиции каппа-2-каррагинана и необязательно по меньшей мере одного из: пластификатора, второго пленкообразователя, наполнителя и средства, регулирующего рН в аппарате, предоставляющем достаточные сдвиг, температуру и продолжительность обработки формирования гомогенной термообратимой расплавленной их композиции, где температура является равной или выше температуры растворения расплавленной композиции; и (ii) охлаждение расплавленной композиции до или выше гелеобразующей температуры для образования гелевой пленки.In a second embodiment, the present invention is directed to a method for producing gel films, the process comprising the steps of: (i) heating, hydrating, mixing, dissolving and optionally deaerating the kappa-2-carrageenan composition and optionally at least one of: a plasticizer, a second film former, filler and pH adjusting agent in an apparatus providing sufficient shear, temperature and processing time for forming a homogeneous thermo-reversible molten composition thereof, where the temperature is are equal to or higher than the dissolution temperature of the molten composition; and (ii) cooling the molten composition to or above a gel-forming temperature to form a gel film.
В третьем варианте осуществления настоящее изобретение направлено на мягкие капсулы, включающие оболочки капсул и инкапсулированное вещество, где оболочки капсул включают гелевые пленки настоящего изобретения, а также способ их получения. Способ включает стадии: (i) нагрев, гидратация, смешивание, растворение и, необязательно, деаэрирование композиции каппа-2-каррагинана и необязательно по меньшей мере одного из: пластификатора, второго пленкообразователя, наполнителя и средства, регулирующего рН в аппарате, предоставляющем достаточные сдвиг, температуру и время пребывания для образования их гомогенной, термообратимой, расплавленной композиции, где температура является равной или выше температуры растворения расплавленной композиции; и (ii) получение мягких капсул непосредственно из расплавленной композиции или допускается охладить расплавленную композицию до гелеобразующей температуры или ниже и далее получать из нее мягкие капсулы.In a third embodiment, the present invention is directed to soft capsules comprising capsule shells and an encapsulated substance, wherein the capsule shells include gel films of the present invention, as well as a process for their preparation. The method includes the steps of: (i) heating, hydrating, mixing, dissolving and, optionally, deaerating the kappa-2-carrageenan composition and optionally at least one of: a plasticizer, a second film former, a filler, and a pH adjuster in the apparatus providing sufficient shear temperature and residence time for the formation of their homogeneous, thermoreversible, molten composition, where the temperature is equal to or higher than the dissolution temperature of the molten composition; and (ii) obtaining soft capsules directly from the molten composition, or it is allowed to cool the molten composition to a gel-forming temperature or lower and then obtain soft capsules from it.
В четвертом варианте осуществления настоящее изобретение направлено на твердые формы, включающие заполняющий материал, инкапсулированный в гомогенную термообратимую гелевую пленку настоящего изобретения, например твердые капсулы.In a fourth embodiment, the present invention is directed to solid forms comprising a filling material encapsulated in a homogeneous thermo-reversible gel film of the present invention, for example, hard capsules.
Краткое описание чертежейBrief Description of the Drawings
Фигура 1 представляет собой схему способа производства пленок и мягких капсул согласно настоящему изобретению, с использованием процессора Стефана вместе с экструдером.Figure 1 is a diagram of a method of manufacturing films and soft capsules according to the present invention, using a Stefan processor together with an extruder.
Фигура 2 представляет собой схему способа согласно настоящему изобретению для получения пленок и мягких капсул, с использованием смесителя текучих сред Фигуры 3 и экструдера. Схема показывает пленку, выходящую из экструдера в инкапсуляционный аппарат.Figure 2 is a diagram of a method according to the present invention for producing films and soft capsules using the fluid mixer of Figure 3 and an extruder. The diagram shows a film exiting the extruder into an encapsulation apparatus.
Фигура 3 представляет собой вид сбоку частичного разреза смесителя текучих сред для смешивания первой и второй текучих сред с паром, который может использоваться в способе по изобретению.Figure 3 is a side view of a partial section of a fluid mixer for mixing the first and second fluids with steam, which can be used in the method according to the invention.
Фигура 4 представляет собой другой вариант схемы Фигуры 2, показывающий пленку, выходящую из экструдера в инкапсуляционный аппарат.Figure 4 is another variant of the circuit of Figure 2, showing a film exiting the extruder into an encapsulation apparatus.
Фигура 5 представляет собой схему способа по изобретению для получения пленок и мягких капсул с использованием смесителя текучих сред Фигуры 3, охлаждающего барабана и инкапсуляционного аппарата.Figure 5 is a diagram of a method according to the invention for producing films and soft capsules using the fluid mixer of Figure 3, a cooling drum and an encapsulation apparatus.
Подробное описание изобретенияDETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Каррагинан представляет собой коммерчески значимый галактановый полисахарид, обнаруженный в красной морской водоросли. Все каррагинаны содержат повторяющиеся структурные единицы галактозы, соединенные посредством чередующихся α1→3 и β1→4 гликозидных связей, и сульфатируются до широко варьирующих степеней. Типы каррагинанов могут различаться, в частности, посредством степени и положения их сульфатирования, а также водорослью, из которой они получаются. Например, йота-каррагинан имеет повторяющуюся единицу D-галактоза-4-сульфат-3,6-ангидро-D-галактоза-2-сульфата, обеспечивающую содержание сульфатного эфира от приблизительно 25% до 34%. Йота-каррагинан может быть получен, например, из Eucheuma denticulatum ("также называемой "Spinosum"). Каппа-каррагинан имеет повторяющуюся структурную единицу D-галактоза-4-сульфат-3,6-ангидро-D-галактозы и получается, например, из Kappaphycus alvarezii (также называемой "Eucheuma cottonii"). В отличие от него, каппа-2-каррагинан, описывающийся R. Falshaw, H. J. Bixler и Johndro, Structure and Perfomance of Commercial Kappa-2-Carrageenan Extracts, Food Hydrocolloids 15 (2001) 441-452 и H. Bixler, K. Johndro и R. Falshaw, Kappa-2-carrageenan: structure and perfomance of commercial extracts II, Food Hydrocolloids 15 (2001) 619-630 как сополимер, содержащий определенное количество повторяющихся структурных единиц каппа (3:6-ангидрогалактоза (3:6-AG)) и повторяющихся структурных единиц йота (3:6-ангидрогалактоз-2-сульфат (3:6-AG-2-S)), ковалентно связанных в основную цепь сополимера и получается из определенных водорослей Gigartinaceae. В вышеприведенных ссылках утверждается, что такой каппа-2-каррагинан имеет отчетливо отличные свойства, в сравнении с простой смесью каппа- и йота-каррагинанов. Другие ссылки, где обсуждается каппа-2-каррагинан, приведены в этих публикациях. Каппа-2-каррагинан, экстрагированный из Gigartina atropurpurea, описывается R. Falshaw, H. J. Bixler и Johndro, Structure and Perfomance of Commercial Kappa-2-Carrageenan Extracts III, Food Hydrocolloids 17 (2003) 129-139. В то время как исторически имелась большая путаница в физической природе каппа-2-каррагинанов, недавние исследования, такие как вышеупомянутые, мгновенно установили, что каппа-2-каррагинаны являются сополимерами, содержащими повторяющиеся ковалентно связанные структурные единицы каппа и йота (в определенном соотношении частей каппа и йота) в основной цепи сополимера с ясным отличием от физических смесей каппа- и йота-полимеров.Carrageenan is a commercially significant galactan polysaccharide found in red seaweed. All carrageenans contain repeating structural units of galactose, joined by alternating α1 → 3 and β1 → 4 glycosidic bonds, and are sulfated to widely varying degrees. Types of carrageenans can vary, in particular, by the degree and position of their sulfation, as well as the alga from which they are derived. For example, iota-carrageenan has a repeating unit of D-galactose-4-sulfate-3,6-anhydro-D-galactose-2-sulfate, providing a sulfate ester content of from about 25% to 34%. Iota-carrageenan can be obtained, for example, from Eucheuma denticulatum (also called "Spinosum"). Kappa-carrageenan has a repeating structural unit of D-galactose-4-sulfate-3,6-anhydro-D-galactose and is obtained, for example, from Kappaphycus alvarezii (also called "Eucheuma cottonii" ). In contrast, kappa-2-carrageenan described by R. Falshaw, HJ Bixler and Johndro, Structure and Performance of Commercial Kappa-2-Carrageenan Extracts, Food Hydrocolloids 15 (2001 ) 441-452 and H. Bixler, K. Johndro and R. Falshaw, Kappa-2-carrageenan: structure and perfomance of commercial extracts II, Food Hydrocolloids 15 (2001) 619-630 as a copolymer comprising a certain number of structural repeating kappa (3: 6-anhydrogalactose (3: 6-AG)) and repeating iota structural units (3: 6-anhydrogalactose-2-sulfate (3: 6-AG-2-S)) covalently linked to the copolymer backbone and is obtained from certain algae Gigartinaceae. The above links state that such kappa-2-carrageenan has distinctly excellent properties compared to a simple mixture of kappa and iota-carrageenan. Other references discussing kappa-2-carrageenan are provided in these publications. Kappa-2-carrageenan extracted from Gigartina atropurpurea is described by R. Falshaw, HJ Bixler and Johndro, Structure and Performance of Commercial Kappa-2-Carrageenan Extracts III, Food Hydrocolloids 17 (2003) 129-139. While historically there has been great confusion about the physical nature of kappa-2-carrageenans, recent studies, such as the aforementioned, instantly found that kappa-2-carrageenans are copolymers containing repeating covalently linked structural units of kappa and iota (in a certain proportion of parts kappa and iota) in the main chain of the copolymer with a clear difference from physical mixtures of kappa and iota polymers.
В рамках настоящего документа, каппа-2-каррагинан имеет молярное отношение содержания 3:6AG-2S к 3:6AG от 25 до 50%, йота-каррагинан имеет молярное соотношение содержания 3:6AG-2S к 3:6AG от 80 до 100% и каппа-каррагинан имеет молярное отношение содержания 3:6AG-2S к 3:6AG менее чем для каппа-2-каррагинана. Например, каппа-каррагинан из Eucheuma cottonii, обычно известной и используемой как источник каппа-каррагинана водоросли, имеет молярное отношение содержания 3:6AG2S к 3:6AG менее чем приблизительно 10%; и йота-каррагинан из Spinosum, обычно известной и используемой в как источник йота-каррагинана водоросли, имеет молярное отношение содержания 3:6AG2S к 3:6AG более чем приблизительно 85%. В среднем каппа-2-каррагинан включает отношение повторяющихся структурных единиц каппа (3:6-AG) к повторяющимся структурным единицам йота (3:6-AG-2-S) между от 1,0 до 3,0:1, более предпочтительно, от 1,5 до 3,0:1 (более предпочтительно относится к желательному применению). Молярное отношение содержания 3:6AG-2S к 3:6AG от 25 до 50% содержится в каппа-2-каррагинане независимо от степени его видоизменения и содержания предшественника (например, повторяющихся структурных единиц мю и ню). Таким образом, только каппа-2-каррагинан, удовлетворяющий молярному отношению содержания 3:6AG-2S к 3:6AG от 25 до 50% независимо от степени его видоизменения, находится в пределах объема настоящего изобретения.For the purposes of this document, kappa-2-carrageenan has a molar ratio of 3: 6AG-2S to 3: 6AG from 25% to 50%, iota-carrageenan has a molar ratio of 3: 6AG-2S to 3: 6AG from 80 to 100% and kappa-carrageenan has a molar ratio of 3: 6AG-2S to 3: 6AG in less than kappa-2-carrageenan. For example, kappa-carrageenan from Eucheuma cottonii, commonly known and used as a source of kappa-carrageenan algae, has a molar ratio of 3: 6AG2S to 3: 6AG of less than about 10%; and the Spinosum iota-carrageenan , commonly known and used as a source of algae iota-carrageenan, has a molar ratio of 3: 6AG2S to 3: 6AG of more than about 85%. On average, kappa-2-carrageenan includes a ratio of repeating structural units of kappa (3: 6-AG) to repeating structural units of iota (3: 6-AG-2-S) between 1.0 to 3.0: 1, more preferably , from 1.5 to 3.0: 1 (more preferably relates to the desired application). The molar ratio of the content of 3: 6AG-2S to 3: 6AG from 25 to 50% is contained in kappa-2-carrageenan regardless of the degree of its modification and the content of the precursor (for example, repeating structural units mu and nu). Thus, only kappa-2-carrageenan satisfying a molar ratio of 3: 6AG-2S to 3: 6AG of 25 to 50%, regardless of the degree of its modification, is within the scope of the present invention.
Каппа-2-каррагинан, используемый в настоящем изобретении, может получаться или очищенным или выделенным из числа видов морских водорослей в пределах классов, например, водорослей Gigartina, таких как Gigartina radula, Gigartina corymbifera, Gigartina skottsbergii, Iridaea cordata, Sarcothaia crispata и Mazzaella laminarioides. Морские водоросли - источники каппа-2-каррагинана в настоящем изобретении используются только как производящие каппа-2-каррагинан, имеющий молярное содержание 3:6AG-2S к 3:6AG, описанное в настоящем документе. Каппа-2-каррагинан, использующийся в настоящем изобретении, может естественно встречаться в вышеописанных морских водорослях или может модифицироваться из этих водорослей для увеличения количества 3:6AG-2S и 3:6AG компонентов в каппа-2-каррагинане из его предшественников (например, 3:6AG-2S компонент каппа-2-каррагинана, модифицированный из его предшественника ню обработкой щелочью, и 3:6AG компонент каппа-2-каррагинана, модифицированный из его предшественника мю обработкой щелочью). Восстанавливающие и модифицирующие технологии, хорошо известные в области техники, включают публикации Falshaw, Bixler и Johndro. Например, модификация каппа-2-каррагинана может происходить в течение его восстановления из определенной водоросли Gigartinacean как результат обработки щелочью при повышенной температуре. Способы восстановления включают необязательно полную или частичную фильтрацию нерастворимого исходного материала или использование нефильтрованного материала. Когда ню и мю предшественники в каппа-2-каррагинане модифицируются в 3:6AG-2S и 3:6AG соответственно, такая модификация может быть законченной (например, 100% ню и мю предшественников в каппа-2-каррагинане модифицируются в 3:6AG-2S и 3:6AG соответственно) или менее чем полностью законченной (например, менее чем 100% ню и мю предшественников в каппа-2-каррагинане модифицируются в 3:6AG-2S и 3:6AG соответственно). Понятно, что в процессе восстановления каппа-2-каррагинана из вышеописанных морских водорослей могут обнаруживаться маленькие или следовые количества других каррагинанов (например, ламбда каррагинанов) и они могут использоваться с каппа-2-каррагинаном в настоящем изобретении.The kappa-2-carrageenan used in the present invention can be obtained either purified or isolated from seaweed species within classes, for example, Gigartina algae, such as Gigartina radula, Gigartina corymbifera, Gigartina skottsbergii, Iridaea cordata, Sarcothaia crispata and Mazzaella laminario . The seaweed sources of kappa-2-carrageenan in the present invention are used only as producing kappa-2-carrageenan having a molar content of 3: 6AG-2S to 3: 6AG described herein. The kappa-2-carrageenan used in the present invention can naturally occur in the above-described algae or can be modified from these algae to increase the amount of 3: 6AG-2S and 3: 6AG components in the kappa-2-carrageenan from its predecessors (e.g. 3 : 6AG-2S component of kappa-2-carrageenan modified from its precursor by alkali treatment and 3: 6AG component of kappa-2-carrageenan modified from its precursor by alkali treatment). Recovery and modifying technologies well known in the art include publications by Falshaw, Bixler and Johndro. For example, kappa-2-carrageenan may be modified during its reduction from a particular Gigartinacean algae as a result of alkali treatment at elevated temperatures. Recovery methods include optionally completely or partially filtering the insoluble starting material or using unfiltered material. When the nu and mu precursors in kappa-2-carrageenan are modified in 3: 6AG-2S and 3: 6AG, respectively, such a modification can be completed (for example, 100% nu and mu precursors in kappa-2-carrageenan are modified in 3: 6AG- 2S and 3: 6AG, respectively) or less than fully finished (for example, less than 100% nu and mu precursors in kappa-2-carrageenan are modified in 3: 6AG-2S and 3: 6AG, respectively). It is understood that during the reduction of kappa-2-carrageenan from the above-described seaweed, small or trace amounts of other carrageenans (e.g., lambda carrageenans) can be detected and they can be used with kappa-2-carrageenan in the present invention.
Одним из удивительных аспектов настоящего изобретения является функциональность каппа-2-каррагинана в сравнении с каппа-каррагинанами, йота-каррагинанами и простыми сухими смесями каппа- и йота-каррагинанов, содержащими идентичный уровень 3:6-AG-2-S. Так, йота- и каппа-каррагинаны являются гелеобразующими каррагинанами. В отличие от них каппа-2-каррагинаны известны как слабогелеобразующие. В результате ожидалось, что такие слабогелеобразующие каррагинаны будут формировать слабые гелевые пленки. Однако к удивлению заявителей обнаружено, что каппа-2-каррагинан формирует удивительно прочные гелевые пленки. Обычно наблюдается, что водная гелевая устойчивость каппа каррагинана отчетливо уменьшается с уменьшением содержания 3:6-AG-2-S (например, от 1500 г до 300 г для 1% воды), т.е. должно существовать структурное влияние данных дополнительных эфиров серной кислоты на спиральную агрегацию и связывание кислорода между такими агрегированными спиралями. Данная тенденция продолжается для каппа-2 (25-50%, более предпочтительно 25-40% 3:6-AG-2-S для данных применений) с водными гелями как ниже чем 150 г и является, вероятно, соответствующей их структурной изменчивости. Йота-каррагинан (например, от 80 до 100% 3:6-AG-2-S) однако является более структурно упорядоченным, таким образом, содействующим более однородной трехмерной структуре данного водного геля, обеспечивающей прочный водный гель, как показывается, его устойчивость к разрыву свыше 300 г. Является идеей, пока не связанной ни с какой теорией, что простые физические смеси каппа- и йота-каррагинанов отчасти являются антагонистичными в отношении прочности геля, более вероятно соответствующее обоюдное взаимодействие их абсолютных гелевых структур, развивающееся при отдельных температурах охлаждения. Полученное значение прочности для сухого смешанного водного геля, основанного на физической смеси каппа- и йота-каррагинанов является еще более высоким, чем для прочности водного геля каппа-2-каррагинана. Также возможно достичь данного антагонистического эффекта посредством раздельного гидратирования и растворения каппа- и йота-каррагинанов и равномерного объединения растворов при поддержании температуры их растворов выше гелеобразующей и сливания или смешения, охлаждая до инициации гелебразования. Данное снижение прочности геля (структурное ослабление) усугубляется посредством экстракции, снижения вязкости (малые молекулы) и двухвалентного присоединения. Таким образом, базируясь на традиционной прочности геля и структурных измерениях, не предполагается предназначать каппа-2-каррагинан для применения для гелевых пленок.One of the surprising aspects of the present invention is the functionality of kappa-2-carrageenan compared to kappa-carrageenans, iota-carrageenans and simple dry mixtures of kappa and iota-carrageenans containing the same level of 3: 6-AG-2-S. So, iota and kappa carrageenans are gelling carrageenans. In contrast, kappa-2-carrageenans are known as weakly gel-forming. As a result, it was expected that such weakly gel-forming carrageenans would form weak gel films. However, to the surprise of the applicants, it was found that kappa-2-carrageenan forms surprisingly strong gel films. It is usually observed that the aqueous gel stability of kappa carrageenan clearly decreases with a decrease in the content of 3: 6-AG-2-S (for example, from 1500 g to 300 g for 1% water), i.e. there should be a structural effect of these additional sulfuric acid esters on the spiral aggregation and oxygen binding between such aggregated helices. This trend continues for kappa-2 (25-50%, more preferably 25-40% 3: 6-AG-2-S for these applications) with water gels as lower than 150 g and is probably consistent with their structural variability. Iota-carrageenan (for example, from 80 to 100% 3: 6-AG-2-S) is however more structurally ordered, thus contributing to a more uniform three-dimensional structure of this water gel, providing a strong water gel, as shown, its resistance to a gap of more than 300 g. It is an idea that is not yet related to any theory that simple physical mixtures of kappa and iota-carrageenans are partly antagonistic in terms of gel strength, more likely the corresponding mutual interaction of their absolute gel structures is more likely to develop that occurs at individual cooling temperatures. The obtained strength value for a dry mixed aqueous gel based on a physical mixture of kappa and iota carrageenans is even higher than for the strength of an aqueous gel kappa-2-carrageenan. It is also possible to achieve this antagonistic effect by separately hydrating and dissolving the kappa and iota carrageenans and uniformly combining the solutions while maintaining the temperature of their solutions above the gel-forming and draining or mixing, cooling to the initiation of gel formation. This decrease in gel strength (structural weakening) is exacerbated by extraction, viscosity reduction (small molecules) and divalent addition. Thus, based on the traditional strength of the gel and structural measurements, it is not intended to designate kappa-2-carrageenan for use in gel films.
Однако, как обнаружено заявителями, когда каппа-2 применяется для изготовления гелевых пленок, он демонстрирует удивительную прочность пленки и механическую целостность, далеко превышающие ожидания, основанные на традиционном (предыдущего уровня техники) молекулярном структурировании в сравнении с водными гелями. Он также демонстрирует полную совместимость с традиционными ингредиентами пленки и капсульной пленки, такими как крахмал, увлажнитель и т.п. Также имеется основание полагать, что статистическая структура сополимерного геля каппа-2-каррагинана в таких гелевых пленках и пленочных композициях является идеальной, способствующей окончательной структурной стабильности наступления гелеобразования с отсутствием необходимости или тенденции к изменению со временем или в течение процесса высушивания пленки. При гелеобразовании структурные связи разнородной структуры каппа-каррагинана продолжают упрочняться, йота-каррагинан, который тоже является эластичным и не уплотняется, и каппа/йота физические смеси (как противопоставленные каппа-2-сополимерам) показывают структурные взаимодействия. Эта удивительная прочность пленки каппа-2-каррагинана также предоставляет возможность контроля молекулярной массы каррагинана для лучшего баланса процесса вязкости и прочности пленки, требуемой для механической обработки в капсулы, такое регулирование дает возможность выполнять литье пленок при более низком уровне влажности при поддержании других необходимых свойств пленки.However, as discovered by the applicants, when kappa-2 is used to make gel films, it demonstrates amazing film strength and mechanical integrity, far exceeding expectations based on traditional (prior art) molecular crosslinking in comparison with aqueous gels. It also shows full compatibility with traditional film and capsule film ingredients such as starch, moisturizer, etc. There is also reason to believe that the statistical structure of the kappa-2-carrageenan copolymer gel in such gel films and film compositions is ideal, contributing to the final structural stability of the onset of gelation with no need or tendency to change with time or during the drying process of the film. During gel formation, the structural bonds of the heterogeneous structure of kappa-carrageenan continue to harden, iota-carrageenan, which is also elastic and does not condense, and physical / mixtures of kappa / iota (as opposed to kappa-2 copolymers) show structural interactions. This amazing strength of kappa-2-carrageenan film also provides the ability to control the molecular weight of carrageenan to better balance the viscosity process and film strength required for machining into capsules, this regulation makes it possible to cast films at a lower humidity level while maintaining other necessary film properties .
Каппа-2-каррагинан используется в настоящем изобретении в пленкообразующем количестве (например, количестве, добавляющем прочности пленки гелевой пленке), которое определяется из следовых количеств каппа-2-каррагинана, которые не добавляют пленке дополнительных свойств. Так, например, гелевая пленка по изобретению содержит второй пленкообразователь, обсужденный выше, пленкообразующее количество каппа-2-каррагинана является количеством, которое добавляет прочности пленке в общем. Такие пленкообразующие количества представляют собой обычно по меньшей мере 0,5% от массы сухой гелевой пленки, предпочтительно от 0,5% до 90%, более предпочтительно от 0,5% до 50%, более предпочтительно от 0,5 до 25%, более предпочтительно от 1,5% до 25% от массы сухой гелевой пленки, в зависимости от применения.Kappa-2-carrageenan is used in the present invention in a film-forming amount (for example, an amount adding film strength to a gel film), which is determined from trace amounts of kappa-2-carrageenan that do not add additional properties to the film. So, for example, the gel film of the invention contains the second film former discussed above, the film-forming amount of kappa-2-carrageenan is an amount that adds strength to the film in general. Such film-forming amounts are usually at least 0.5% by weight of a dry gel film, preferably from 0.5% to 90%, more preferably from 0.5% to 50%, more preferably from 0.5 to 25%, more preferably from 1.5% to 25% by weight of the dry gel film, depending on the application.
В рамках настоящего документа, "гомогенная пленка" означает пленку, которая при рассмотрении невооруженным глазом является визуально однородной и свободной от дефектов, таких как комки, трещины, нерастворившиеся частицы, которые должны были раствориться, неоднородное распределение нерастворимых частиц и т.п. "Рыбьи глаза" (смешанные жидкие и твердые состояния) или "гелевые шары" (неоднородная структура геля) не должны удовлетворять определению "гомогенная", как использовано здесь.For the purposes of this document, “homogeneous film” means a film which, when viewed with the naked eye, is visually uniform and free from defects such as lumps, cracks, insoluble particles that were supposed to dissolve, inhomogeneous distribution of insoluble particles, etc. “Fish eyes” (mixed liquid and solid states) or “gel balls” (heterogeneous gel structure) must not satisfy the definition of “homogeneous” as used here.
Гелевые пленки по изобретению представляют собой гомогенные термообратимые гелевые пленки. Они могут быть получены литьем и использоваться в широком разнообразии применений как отлитые пленки или являющиеся результатом обработки.The gel films of the invention are homogeneous thermally reversible gel films. They can be obtained by casting and used in a wide variety of applications as cast films or resulting from processing.
В рамках настоящего документа, "термообратимая пленка" означает пленку, которая имеет температуру плавления. Как используется в данном документе, температура плавления представляет собой температуру или диапазон температур, выше которых гелевая пленка размягчается или течет.As used herein, “heat reversible film” means a film that has a melting point. As used herein, the melting temperature is the temperature or temperature range above which the gel film softens or flows.
В рамках настоящего документа, фраза "гелевые пленки" относится к тонкой мембране или трехмерной сети, сформированной из структурированного каппа-2-каррагинана. Пленкообразующая композиция характеризуется температурой геля, температурой, ниже которой расплавленная масса гелевой композиции должна охлаждаться для формирования независимой структуры. В случае необходимости, расплавленная масса может подвергаться литью горячей и допустимому охлаждению, а также высушиванию, способствующему концентрации твердых веществ (контролируемое удаление влажности), пока гелевая пленка формируется из гелевой композиции. Температура плавления термообратимой гелевой пленки является более высокой, чем температура геля.As used herein, the phrase “gel films” refers to a thin membrane or three-dimensional network formed from structured kappa-2-carrageenan. The film-forming composition is characterized by the temperature of the gel, the temperature below which the molten mass of the gel composition must be cooled to form an independent structure. If necessary, the molten mass can be cast hot and allowed to cool, as well as dried, contributing to the concentration of solids (controlled removal of moisture), while the gel film is formed from the gel composition. The melting temperature of the thermally reversible gel film is higher than the temperature of the gel.
Гелевая пленка по изобретению желательно содержит растворимые гелеобразующие катионы, которые способствуют формированию структуры каррагинана, т.е. гелеобразованию. Такие полезные катионы включают калий, натрий и аммоний. Эти катионы могут присутствовать в каппа-2-каррагинане или добавляться к нему из других органических и неорганических источников, в различных точках процесса, пока температура расплавленной массы поддерживается выше гелеобразующей. Эти полезные катионы могут присутствовать в количестве менее чем 50% сухой массы каппа-2-каррагинана в гелевой пленке (включающей воду). Это количество может варьироваться в зависимости от компонентов сети, желательных температур плавления и заливки и свойств обработки и выбора оборудования.The gel film of the invention desirably contains soluble gelling cations that contribute to the formation of a carrageenan structure, i.e. gelation. Such useful cations include potassium, sodium and ammonium. These cations can be present in Kappa-2-carrageenan or added to it from other organic and inorganic sources, at various points in the process, while the temperature of the molten mass is maintained above the gel-forming. These beneficial cations may be present in an amount of less than 50% dry weight of kappa-2-carrageenan in a gel film (including water). This amount may vary depending on the network components, the desired melting and pouring temperatures, and the processing properties and equipment selection.
Другие растворимые катионы, такие как кальций, магний, алюминий и хром могут иначе влиять на стабильность и могут добавляться в минимальном количестве, например менее чем 10%, менее чем 5%, менее чем 1% от сухой массы каппа-2-каррагинана в гелевой пленке (включающей воду). Связывающие и гелеобразующие средства могут добавляться в количествах, достаточных для минимизации растворимости вышеупомянутых катионов (и соучаствующей активности), обеспечивая отсутствие неправильного воздействия на гелевую сеть связывающего агента или полученного вещества.Other soluble cations such as calcium, magnesium, aluminum and chromium can otherwise affect stability and may be added in a minimal amount, for example, less than 10%, less than 5%, less than 1% of the dry weight of kappa-2-carrageenan in gel film (including water). Binding and gelling agents can be added in amounts sufficient to minimize the solubility of the aforementioned cations (and participating activity), ensuring that the gel network of the binding agent or the resulting substance is not improperly affected.
Молекулярная масса каппа-2-каррагинана обычно свыше 100000 Дальтон, предпочтительно от 100000 до 1000000, более предпочтительно от 100000 до 450000, более предпочтительно от 100000 до 350000, в зависимости от применения.The molecular weight of kappa-2-carrageenan is usually above 100,000 Daltons, preferably from 100,000 to 1,000,000, more preferably from 100,000 to 450,000, more preferably from 100,000 to 350,000, depending on the application.
В некоторых применениях желательным является снижение температуры гелеобразования каппа-2-каррагинана. Желатинированная сеть каппа-2-каррагинана, имеющая в среднем высокую молекулярную массу, имеет температуру гелеобразования по меньшей мере 59оС и 35оС в калиевой/кальциевой и натриевой формах соответственно. Так, замещающий катион калия с катионом натрия является одним из путей снижения температуры гелеобразования каппа-2-каррагинана. Обычно считалось, что температура гелеобразования зависит от молекулярной массы каппа-2-каррагинанов. Однако заявителями неожиданно в дальнейшем было обнаружено, что в сетях высокой твердости, имеющих по меньшей мере 50% твердого вещества, использование каппа-2-каррагинана, имеющего сниженную молекулярную массу (например, имеющий вязкость 19 сП или менее, более предпочтительно менее чем 10 при 75оС в 0,10 молярном растворе хлорида натрия, содержащем 1,5% каррагинана со сниженной молекулярной массой от массы, основанной на общей массе раствора; это определение вязкости может производиться с использованием вискозиметра Brookfield LVF (Brookfield Engineering Laboratories, Inc.) со шпинделем №1 при 60 об./мин и определение вязкости после шести оборотов) может в дальнейшем снижать температуру гелеобразования каппа-2-каррагинана, например с 35оС до 25оС в натриевой форме и с 59оС до 57оС в калиевой/кальциевой форме. Снижение температуры гелеобразования структур, порожденных каппа-2-каррагинаном может иметь полезный эффект в обработке гелевых пленок настоящего изобретения, например в производстве мягких капсул, твердых капсул и других твердых форм посредством снижения количества тепла, используемого в производственном процессе и минимизации остаточного напряжения в высушенной пленке.In some applications, it is desirable to lower the gelation temperature of kappa-2-carrageenan. Gelled network of kappa-
Гомогенная термообратимая гелевая пленка по изобретению может необязательно содержать по меньшей мере один из следующих компонентов: пластификатор, второй пленкообразователь, наполнитель и средство, контролирующее рН. Компоненты добавляются в гелевую пленку и их количества могут варьировать в зависимости от желательного использования каппа-2 гелевой пленки.The homogeneous heat-reversible gel film of the invention may optionally contain at least one of the following components: a plasticizer, a second film former, a filler, and a pH control agent. The components are added to the gel film and their amounts may vary depending on the desired use of the kappa-2 gel film.
Примеры такого пластификатора включают полиолы, такие как глицерин, сорбит, мальтит, лактит, кукурузный крахмал, фруктоза, полидекстроза, растворимое масло или полиалкиленгликоли, такие как пропиленгликоль и полиэтиленгликоль. Количество пластификатора может варьировать в зависимости от использования гелевой пленки и ее желательной эластичности. Например, такие пластификаторы могут обычно использоваться в количестве по меньшей мере 5%, более предпочтительно по меньшей мере 10%, более предпочтительно по меньшей мере 20%, более предпочтительно по меньшей мере 30% от массы всех компонентов, включая воду в сухой пленке, если желаемая гелевая пленка должна иметь большую эластичность; например, пленка используется для изготовления мягких капсул. Для других применений, таких как твердые капсулы, где желательной является менее эластичная пленка, пластификатор может присутствовать в количестве от 0% до 20% от массы всех компонентов в сухой пленке. Возможно, что гелевая пленка настоящего изобретения вообще не содержит пластификатора.Examples of such a plasticizer include polyols such as glycerol, sorbitol, maltitol, lactitol, corn starch, fructose, polydextrose, soluble oil or polyalkylene glycols such as propylene glycol and polyethylene glycol. The amount of plasticizer may vary depending on the use of the gel film and its desired elasticity. For example, such plasticizers can usually be used in an amount of at least 5%, more preferably at least 10%, more preferably at least 20%, more preferably at least 30% by weight of all components, including water in a dry film, if the desired gel film should have greater elasticity; for example, a film is used to make soft capsules. For other applications, such as hard capsules, where a less flexible film is desired, the plasticizer may be present in an amount of 0% to 20% by weight of all components in the dry film. It is possible that the gel film of the present invention does not contain a plasticizer at all.
Примеры второго пленкообразователя, который может использоваться в настоящем изобретении, включают по меньшей мере один из следующих компонентов: крахмал, гидролизованный крахмал, производные крахмала, камедь целлюлозы, гидроколлоид, эфир алкилцеллюлозы или модифицированный эфир алкилцеллюлозы. Примеры гидроколлоида включают по меньшей мере одно из следующих соединений: каппа-каррагинан; йота-каррагинан, каппа- и йота-каррагинаны, имеющие сниженную молекулярную массу (например, вязкость 19 сП или менее, более предпочтительно менее чем 10 сП при 75оС, замеренную в 0,10 молярном растворе хлорида натрия, содержащем 1,5% каррагинана со сниженной молекулярной массой от массы, основанной на общей массе раствора; это определение вязкости может производиться с использованием вискозиметра Brookfield LVF (Brookfield Engineering Laboratories, Inc.) со шпинделем №1 при 60 об./мин и определение вязкости после шести оборотов), и их неполные модифицированные разновидности; альгинаты, включающие альгинат калия, альгинат натрия, альгинат аммония и альгинат пропиленгликоля; поликамеди (например, обычно с вязкостью менее чем приблизительно 1000 мПа·с, измеренной при 1 мас.% в воде с температурой 25оС), такие как гуаровые камеди с низкой вязкостью; пуллунан, геллан (включая высоко- и низкоацильный геллан); декстран, пектин и их комбинации. Например, эфиром алкилцеллюлозы, который может использоваться в настоящем изобретении, является гидроксиэтилцеллюлоза. Примерами модифицированных эфиров алкилцеллюлозы, которые могут использоваться в настоящем изобретении, являютя гидроксипропилцеллюлоза и гидроксипропилметилцеллюлоза. Пленкообразователем в гелевой пленке может быть только каппа-2-каррагинан. Когда гелевая пленка по изобретению содержит второй пленкообразователь, каппа-2-каррагинан может присутствовать в количестве по меньшей мере 10%, по меньшей мере 20%, по меньшей мере 50% или по меньшей мере 80% от массы общего количества пленкообразователя в сухой пленке.Examples of a second film former that can be used in the present invention include at least one of the following components: starch, hydrolyzed starch, starch derivatives, cellulose gum, hydrocolloid, alkyl cellulose ether or modified alkyl cellulose ether. Examples of the hydrocolloid include at least one of the following compounds: kappa-carrageenan; Iota carrageenan, kappa and iota carrageenans having a reduced molecular weight (e.g., viscosity of 19 cps or less, more preferably less than 10 cps at 75 ° C, measured in 0.10 molar sodium chloride containing 1.5% carrageenan with a reduced molecular weight by weight based on the total weight of the solution; this viscosity determination can be performed using a Brookfield LVF viscometer (Brookfield Engineering Laboratories, Inc.) with spindle No. 1 at 60 rpm and determination of viscosity after six revolutions), and their incomplete modified species ty; alginates including potassium alginate, sodium alginate, ammonium alginate and propylene glycol alginate; polikamedi (e.g., typically having a viscosity of less than about 1000 mPa · s, measured at 1 wt% in water at 25 ° C.), such as guar gum, low viscosity; pullunan, gellan (including high and low acyl gellan); dextran, pectin, and combinations thereof. For example, an alkyl cellulose ester that can be used in the present invention is hydroxyethyl cellulose. Examples of modified alkyl cellulose esters that can be used in the present invention are hydroxypropyl cellulose and hydroxypropyl methyl cellulose. The film former in the gel film can only be kappa-2-carrageenan. When the gel film of the invention contains a second film former, kappa-2-carrageenan may be present in an amount of at least 10%, at least 20%, at least 50%, or at least 80% by weight of the total amount of film former in the dry film.
Высушенная пленка представляет собой остаток пленки, полученной литьем после контролируемого удаления влажности. Комбинации ингредиентов, таких как: каппа-2-каррагинан и, необязательно, крахмал, полиол и вода для обработки диспергируются, гидратируются, растворяются и, необязательно, деаэрируются в течение описанных в документе опций способа. Полученная гомогенная масса разливается или формуется до желательного уровня твердости (необходимо достичь намеченного конечного продукта). Система, получаемая путем литья, формируется путем гравитационных или контролируемых сил и впоследствии немедленно дополнительно обрабатывается (так как производство мягких гелевых капсул) или полученная путем литья масса дополнительно обрабатывается посредством различных используемых способов для однородного и контролируемого удаления воды пока не достигается желательный уровень влажности. Контролируемое удаление воды из системы, полученной путем литья, предоставляет дополнительные упрочнение/выравнивание гомогенных ингредиентов пленки в густой структуре, которые могут дополнительно укреплять характеристики пленки. Удаление влажности ограничивается тем, что влажность не связывает молекулярную поверхность различных гидроколлоидных и углеводных компонентов. Пленка высушена, когда первоначальная пленка, полученная путем литья, не теряет дополнительно массу под воздействием различных способов высушивания при обезвоживающей/дегидратирующей обработке. Снижение содержания влажности до постоянного уровня также придает стабильность пленке и, необязательно, содержание (если встроена или облечена или захвачена и т.п.) активности воды также снижается посредством обработки.The dried film is the remainder of the film obtained by casting after a controlled removal of moisture. Combinations of ingredients such as kappa-2-carrageenan and optionally starch, polyol and water for processing are dispersed, hydrated, dissolved and, optionally, deaerated during the process options described herein. The resulting homogeneous mass is poured or molded to the desired level of hardness (it is necessary to achieve the intended final product). The system obtained by casting is formed by gravitational or controlled forces and subsequently immediately further processed (since the production of soft gel capsules) or the mass obtained by casting is further processed by various methods used for uniform and controlled removal of water until the desired moisture level is reached. The controlled removal of water from the casting system provides additional hardening / alignment of the homogeneous film ingredients in a dense structure that can further enhance the film's performance. Removing moisture is limited in that moisture does not bind the molecular surface of various hydrocolloid and carbohydrate components. The film is dried when the initial film obtained by casting does not lose additional weight under the influence of various drying methods during dehydration / dehydration treatment. Reducing the moisture content to a constant level also gives stability to the film and, optionally, the content (if embedded or clothed or captured, etc.) of water activity is also reduced by processing.
Примеры наполнителя включают неколлоидную (растительного происхождения) целлюлозу, микрокристаллическую (растительного происхождения) целлюлозу, микрокристаллический крахмал, модифицированный и немодифицированный крахмал, производные и фракции крахмала, инулин, гидролизаты крахмала, сахар, кукурузный сироп и полидекстрозу. Как описано в настоящем документе и формуле, термин "модифицированный крахмал" включает такие крахмалы и гидроксипропилированные крахмалы, кислотопрореженные крахмалы и подобные. Примеры модифицированных крахмалов, которые могут использоваться в настоящем изобретении включают Pure CoteTM, B760, B790, B793, B795, M250 и M180, Pure-DentTM B890 и Pure-SetTM B965, все коммерчески доступны от Grain Processing Corporation of Muscatine, Iowa, и CAraTexTM 75701, доступный от Cerestar, Inc. Примеры гидрозилатов крахмала включают мальтодекстрин, также известный как декстрин. Немодифицированные крахмалы, такие как картофельный крахмал, также могут содействовать прочности пленки, когда комбинируются с гидроколлоидами в пределах настоящего изобретения. В общем, модифицированные крахмалы являются продуктами, полученными посредством химической обработки крахмалов, например обработки крахмалов кислотой, обработки крахмалов ферментами, окисленные крахмалы, структурированные крахмалы и другие производные крахмалов. Предпочтительными являются такие модифицированные крахмалы, в которых боковая цепь модифицируется с гидрофильными или гидрофобными группами, таким образом формируя более сложную структуру с сильным взаимодействием между боковыми цепями.Examples of filler include non-colloidal (vegetable) cellulose, microcrystalline (vegetable) cellulose, microcrystalline starch, modified and unmodified starch, derivatives and fractions of starch, inulin, starch hydrolysates, sugar, corn syrup and polydextrose. As described herein and in the formula, the term “modified starch” includes such starches and hydroxypropylated starches, acid-reduced starches and the like. Examples of modified starches that can be used in the present invention include Pure Cote TM, B760, B790, B793, B795, M250 and M180, Pure-Dent TM B890 and Pure-Set TM B965, commercially available from the Grain Processing Corporation of Muscatine, Iowa , and CAraTex TM 75701, available from Cerestar, Inc. Examples of starch hydrosylates include maltodextrin, also known as dextrin. Unmodified starches, such as potato starch, can also contribute to film strength when combined with hydrocolloids within the scope of the present invention. In general, modified starches are products obtained by chemically treating starches, for example treating starches with an acid, treating starches with enzymes, oxidized starches, structured starches and other derivatives of starches. Modified starches are preferred in which the side chain is modified with hydrophilic or hydrophobic groups, thereby forming a more complex structure with strong interaction between the side chains.
Количество наполнителя, используемое в настоящем изобретении, обычно составляет от 0 до 20% от массы сухой пленки, но, в случае необходимости, может использоваться большее количество, например по меньшей мере 20%, более предпочтительно по меньшей мере 30% от массы сухой пленки.The amount of filler used in the present invention is usually from 0 to 20% by weight of the dry film, but if necessary, a larger amount, for example at least 20%, more preferably at least 30% by weight of the dry film can be used.
Отмечено, что крахмалы, производные крахмалов и гидролизаты крахмалов могут быть многофункциональными. Так, в добавление к использованию как наполнители, они могут использоваться как второй пленкообразователь. Когда они используются как наполнители и как вторые пленкообразователи, они обычно используются в количестве по меньшей мере 10%, предпочтительно по меньшей мере 20%, более предпочтительно, по меньшей мере 30% от массы сухой пленки, в зависимости от применения; например, мягкие капсулы.It is noted that starches, derivatives of starches and starch hydrolysates can be multifunctional. So, in addition to being used as fillers, they can be used as a second film former. When they are used as fillers and as second film formers, they are usually used in an amount of at least 10%, preferably at least 20%, more preferably at least 30% by weight of the dry film, depending on the application; for example, soft capsules.
Примеры средства, регулирующего рН, которые могут необязательно использоваться в настоящем изобретении, включают основания, такие как гидроксиды, карбонаты, цитраты и фосфаты, их смеси и их соли (например, цитрат натрия). Средство, регулирующее рН, может выбираться как источник присоединенных полезных катионов, таких как калий или натрий. Для некоторых композиций средство, регулирующее рН, может использоваться для улучшения стабильности гелевой пленки. Количество средства, регулирующего рН, обычно составляет от 0 до 4%, предпочтительно от 0 до 2%.Examples of a pH adjusting agent that may optionally be used in the present invention include bases such as hydroxides, carbonates, citrates and phosphates, mixtures thereof and salts thereof (e.g. sodium citrate). The pH adjusting agent may be selected as a source of attached beneficial cations, such as potassium or sodium. For some compositions, a pH adjusting agent can be used to improve the stability of the gel film. The amount of pH adjusting agent is usually from 0 to 4%, preferably from 0 to 2%.
Гелевые пленки по изобретению могут также содержать красители и ароматизаторы, такие как сахар, кукурузный сироп, фруктоза, сахароза, аспартам, сукролоза, сорбит, маннит, мальтит и т.п., так или иначе присутствующие другие компоненты, такие как пластификаторы, наполнители, вторые пленкообразователи и т.п. Один вариант гелевой пленки по изобретению содержит каппа-2-каррагинан, вкусовую добавку и воду в системе с высоким содержанием твердых веществ; например, выше чем 50%, 60%, 65%, 75%, 80%, 85%, 90% твердого вещества.The gel films of the invention may also contain colorants and flavors, such as sugar, corn syrup, fructose, sucrose, aspartame, sucrolose, sorbitol, mannitol, maltitol and the like, other components such as plasticizers, fillers, second film formers, etc. One embodiment of the gel film of the invention comprises kappa-2-carrageenan, a flavor, and water in a high solids system; for example, higher than 50%, 60%, 65%, 75%, 80%, 85%, 90% solids.
Обнаружено, что сухие гелевые пленки (например, 80% твердого вещества или выше) по изобретению имеют, например, усилие разрыва по меньшей мере 1500, по меньшей мере 2500 грамм, по меньшей мере 4000 грамм, по меньшей мере 5000 грамм и по меньшей мере 6000 грамм, как определено, используя Texture Analyzer TA-108C Mini Film Test Rig. Для менее твердых гелевых пленок обнаружено, что они имеют усилие разрыва, по меньшей мере 50 грамм, по меньшей мере 100 грамм, по меньшей мере 200 грамм, по меньшей мере 500 грамм, по меньшей мере 1000 грамм, как определено аналогичным способом.It has been found that the dry gel films (e.g., 80% solids or higher) of the invention have, for example, a tensile strength of at least 1500, at least 2500 grams, at least 4000 grams, at least 5000 grams and at least 6000 grams as determined using Texture Analyzer TA-108C Mini Film Test Rig. For less hard gel films, it has been found that they have a tear strength of at least 50 grams, at least 100 grams, at least 200 grams, at least 500 grams, at least 1000 grams, as determined by a similar method.
Обнаружено, что пленки по изобретению имеют содержание твердого вещества по меньшей мере 50%, по меньшей мере 60%, по меньшей мере 70%, по меньшей мере 80% и по меньшей мере 90% от всех компонентов гелевой пленки. Понятно, что 15%, 10% или 5% воды могут оставаться сильно ассоциированными с твердым веществом в гелевой пленке.It has been found that the films of the invention have a solids content of at least 50%, at least 60%, at least 70%, at least 80% and at least 90% of all gel film components. It is understood that 15%, 10%, or 5% of water can remain strongly associated with a solid in a gel film.
Толщина пленки, обычно используемой для мягких капсул, находится в диапазоне от 0,5 до 3,0 мм, более предпочтительно, от 0,8 до 1,2 мм.The thickness of the film commonly used for soft capsules is in the range of 0.5 to 3.0 mm, more preferably 0.8 to 1.2 mm.
Возможно, что гелевые пленки по изобретению могут содержать нетермообратимые камеди. Впрочем, не оказывая вредного влияния на гомогенность и термообратимую природу гелевой пленки по изобретению, такие нетермообратимые камеди могут быть представлены в количестве менее чем 50% от массы каппа-2-каррагинана, предпочтительно, менее чем 40%, более предпочтительно, менее чем 30%. Примеры таких нетермообратимых камедей включают такие сшитые камеди, как пектины и/или альгинаты кальция (например, сшитые). Кальцийреактивные альгинаты и пектины, а также их менее очищенные формы рассматриваются как термообратимые камеди в отсутствие дивалентных катионов. Другие нетермообратимые камеди, такие как трагакантовая камедь, способствуют термообратимости каппа-2-каррагинана посредством абсорбции воды в его структуре, таким образом вызывая образование каппа-2-каррагинана в плотную трехмерную структуру, поскольку он солюбилизируется в меньшем количестве воды, обеспечивая такой же эффект, как и в результате увеличения количества каппа-2-каррагинана без вторичных пленкообразователей. Дополнительные пленкообразователи, такие как полиманнаны, могут формировать непрерывные каркасы самостоятельно или посредством синергизма с другими компонентами во время активации и процесса литья.It is possible that the gel films of the invention may contain non-heat reversible gums. However, without adversely affecting the homogeneity and thermo-reversible nature of the gel film of the invention, such non-heat-reversible gums can be present in an amount of less than 50% by weight of kappa-2-carrageenan, preferably less than 40%, more preferably less than 30% . Examples of such non-heat reversible gums include crosslinked gums such as pectins and / or calcium alginates (e.g. crosslinked). Calcium-reactive alginates and pectins, as well as their less purified forms, are considered as thermoreversible gums in the absence of divalent cations. Other non-irreversible gums, such as tragacanth gum, promote the thermal reversibility of kappa-2-carrageenan by absorbing water in its structure, thus causing the formation of kappa-2-carrageenan into a dense three-dimensional structure, since it is solubilized in less water, providing the same effect. as well as a result of an increase in the amount of kappa-2-carrageenan without secondary film formers. Additional film formers, such as polymannans, can form continuous scaffolds on their own or through synergies with other components during activation and the casting process.
Гелевые пленки каппа-2-каррагинана по изобретению обычно производятся способом с применением устройства, дающего возможность достаточно высокого сдвига, температуры (выше температуры гелеобразования) и постоянной температуры, обеспечивающей гомогенность расплавленной массы композиции и образования геля при охлаждении. Такое устройство включает, но не ограничивается ими, смесители Росса, процессоры Стефана, традиционные струйные варочные камеры, экструдеры и устройство для смешивания текучих сред, как показано на Фигуре 3. Смесители Росса, процессоры Стефана, традиционные струйные варочные камеры являются легко коммерчески доступными. Перед охлаждением расплавленная масса может подаваться в по меньшей мере одно из следующих устройств: насос, смеситель или дегазатор. Примером устройства, которое выполняет некоторые из таких функций, является экструдер. Экструдированная расплавленная масса также может направляться в образующее или формирующее пленку устройство (например, шпрединг-машину, использующуюся как машина для формирования капсул), которое помогает равномерному литью непрерывной пленки, или через матрицу, которая позволяет прямое образование пленки или общего экструдата из расплавленной массы, поданной оборудованием. Необходимо заботиться о поддержании расплавленной массы выше инициации образования связанной структуры потока/геля. Для обеспечения потока расплавленной массы до инициации желаемого образования гелевой пленки на литейных валиках или в других пленкообразующих точках, таких как экструдер (ограничивающее поток пленкообразующее устройство) или штамп, могут использоваться изолированные и подогретые (до поддержания надлежащих температур) передаточные шланги. Дополнительные способы обработки (такие как подогрев выпускной/плунжерообразной головки, как видно в системе способа Росса) могут нагнетать (посредством давления) расплавленную массу через вышеописанные передаточные шланги. Дополнительная изоляция может помогать поддержанию температуры расплавленной массы при использовании тефлонового диска, первоначально расположенного на поверхности расплавленной массы непосредственно после извлечения перемешивающего устройства. В дополнение, подающие шланги могут помещаться в блоки подачи (литья) расплавленной массы с контролируемым нагревом, расположенные на устройстве для изготовления капсул, прямо в блоки или через необязательную модификацию блоков подачи, помещающуюся в верхней половине корпуса/оболочки, которая помогает поддержанию температуры расплавленной массы в блоках подачи, уменьшает потерю влажности и поддерживает равномерность (центрирование) заполнения блока в течение продленного процесса образования пленок для капсул. Понятно, что для образования пленок для капсул могут использоваться другие способы поддержания температуры расплавленной массы. Эти способы включают, но не ограничиваются ими: экструзию расплавленной массы через штампы/отверстия в пленке, которая может немедленно подаваться в устройство, формирующее капсулы, храниться при температуре, поддерживающей необходимые свойства пленки (до формирования капсул) до тех пор, пока имеется необходимость, или высушиваться до желательных уровней влажности, твердости и текстуры, до тех пор пока имеется необходимость. Такие высушенные пленки имеют свойство реабсорбировать воду (вода вводится посредством некоторых способов) на всем протяжении структуры гелевой пленки и может регидратироваться, когда имеется необходимость, например при производстве мягких капсул или других твердых форм. Влажность вводится в пленку до достижения желательного содержания влажности, и достигается прочность/текстура, что будет позволять введение пленки в устройство для производства капсул для производства мягких капсул.The kappa-2-carrageenan gel films of the invention are usually produced by a method using a device that allows a sufficiently high shear, temperature (above the gelation temperature) and a constant temperature to ensure the homogeneity of the molten mass of the composition and gel formation upon cooling. Such a device includes, but is not limited to, Ross mixers, Stefan processors, traditional inkjet cooking chambers, extruders, and a fluid mixing device, as shown in Figure 3. Ross mixers, Stefan processors, traditional inkjet cooking chambers are readily commercially available. Before cooling, the molten mass can be fed into at least one of the following devices: a pump, mixer or degasser. An example of a device that performs some of these functions is an extruder. The extruded molten mass can also be sent to a film forming or forming device (for example, a spreading machine used as a capsule forming machine), which helps to uniformly cast a continuous film, or through a matrix that allows direct film or total extrudate formation from the molten mass, filed equipment. Care must be taken to maintain the molten mass above the initiation of the formation of a coupled flow / gel structure. To ensure the flow of molten mass before initiating the desired gel film formation on the casting rollers or at other film forming points, such as an extruder (flow restricting film forming device) or die, transfer hoses can be used that are insulated and heated (to maintain proper temperatures). Additional processing methods (such as heating the outlet / plunger head, as seen in the Ross method system) can pump (by pressure) the molten mass through the transfer hoses described above. Additional insulation can help maintain the temperature of the molten mass by using a Teflon disk originally located on the surface of the molten mass immediately after removing the mixing device. In addition, the supply hoses can be placed in controlled-heating molten mass supply (injection) blocks located on the capsule-making device, directly in the blocks or via optional modification of the supply blocks placed in the upper half of the body / shell, which helps maintain the temperature of the molten mass in the feed units, reduces moisture loss and maintains uniformity (centering) of the filling of the unit during the extended capsule film formation process. It is understood that other methods for maintaining the temperature of the molten mass can be used to form capsule films. These methods include, but are not limited to: extruding the molten mass through dies / holes in the film, which can be immediately fed to the capsule forming device, stored at a temperature that maintains the desired film properties (until capsule formation), as long as necessary. or dried to the desired levels of moisture, hardness and texture, as long as necessary. Such dried films tend to reabsorb water (water is introduced by some means) throughout the gel film structure and can be rehydrated when necessary, for example in the manufacture of soft capsules or other solid forms. Humidity is introduced into the film to achieve the desired moisture content, and strength / texture is achieved, which will allow the introduction of the film into a capsule manufacturing device for producing soft capsules.
Как используется в настоящем документе, "устройство для смешивания текучих сред" означает устройство, показанное на Фиг. 3. Фиг. 3 демонстрирует устройство для смешивания текучих сред 10. Устройство для смешивания текучих сред 10 предназначается для смешивания пара 2 с первой текучей средой или суспензией 4 и второй текучей средой или суспензией 6, производя расплавленную массу или суспендированную смесь 8.As used herein, “fluid mixing device” means the device shown in FIG. 3. FIG. 3 shows a device for mixing
Устройство для смешивания текучих сред 10 включает первый корпус 20, имеющий первое входное отверстие 22, через которое пар 2 входит в корпус 22, сопловую часть 24, из которой пар 2 выходит в корпус 20 и иглу форсунки или стержень 26, расположенный на сопловой части 24. Исполнительное устройство 30 соединяется с первым корпусом 20 для контроля конечной скорости и конечного давления первой текучей среды 2 в сопловой части 24. Исполнительное устройство 30 может быть типа, производимого Fisher Controls USA.A device for mixing
Устройство для смешивания текучих сред 10 дополнительно включает смешивающий корпус 40, связанный с первым корпусом 20 на сопловой части первого корпуса 20. Второй корпус 40 включает второе входное отверстие 42, через которое первая текучая среда 4 входит во второй корпус 40, и третье входное отверстие 44, через которое вторая текучая среда 6 входит во второй корпус 40. Входные отверстия 42 и 44 располагаются ниже первого входного отверстия 22. Как показано на Фиг. 3, второе входное отверстие 42 и третье входное отверстие 44 располагаются на общей панели и на некотором расстоянии радиально относительно друг от друга, более предпочтительно противостоящие (т.е. отстоящие на 180о) относительно центральной оси Y смешивающего устройства 10. Второй корпус 40 обычно выглядит как цилиндрическая смесительная камера 52, которая в свою очередь определяет прохождение потока, распределяющегося вдоль по оси смесительной камеры 52 от входной части 54 смесительной камеры до выходной части 56 камеры 52. Игла форсунки 26 является подвижной в исполнительном устройстве 30 между поднятой и опущенной позициями на входной части 54 для контроля скорости потока пара 2 в смесительной камере 52.The
Сопловая часть 24 первого корпуса 20 направляет пар 2 во входную часть 54 смесительной камеры 52. Второе входное отверстие 42 и третье входное отверстие 44 радиально направляют первую текучую среду 4 и вторую текучую среду 6 соответственно в смесительную камеру 52. Пар 2, первая текучая среда 4 и вторая текучая среда 6 смешиваются в смесительной камере 52, образуя расплавленную массу или смесь 8, которая выходит из смесительной камеры 52. Расплавленная масса 8, которая может принимать форму сформированного изделия или формироваться в пленку, такую как посредством литья смеси 8 на охлаждающий барабан или посредством пропуска смеси 8 через экструдер.The
Относительно следующей Фиг. 4, система 100 для производства пленок и капсул с устройством для смешивания текучих сред 10 включает блок изготовления пленки 60 для изготовления и подачи пленки 9 и устройство для изготовления капсул 80 для формирования капсул 89. Блок изготовления пленки 60 включает: устройство для смешивания текучих сред 10; устройство подачи первой текучей среды 62 для подачи первой текучей среды 4 в устройство для смешивания текучих сред 10; устройство подачи второй текучей среды 64 для подачи второй текучей среды 6 в устройство для смешивания текучих сред 10; путь подачи суспендированной смеси 70 для подачи расплавленной массы или суспендированной смеси 8 из устройства для смешивания текучих сред в формирующее устройство; необязательный экструдер 73 в жидкостной коммуникации с путем подачи суспендированной смеси 70, который экструдирует смесь 8 в пленку 9; устройство для изготовления капсул 80 для формирования капсул 89 и конвейерную ленту 90 для транспортировки наполненных капсул 90 к последующей обработке, такой как сушка или упаковка. Экструдер 73 может быть типа, изготовленного Wenger или Clextrel.Regarding the following FIG. 4, a film and
Устройство для изготовления капсул 80 может быть общепринятым ротационным штампом для изготовления капсул типа, изготовленного R.P. Schrerer Technologies of Paradise Valley, Nevada. Как показано на Фиг. 4, устройство для изготовления капсул включает емкость для хранения капсульного вещества 82, которая содержит капсульное вещество 81 для инкапсуляции. Капсульное вещество 81 может включать жидкость, полужидкие или порошковые лекарственные препараты, витамины, пищевые добавки, окрашенные шарики, пигменты, сельскохозяйственные и пищевые добавки. Устройство для изготовления капсул 80 может соединяться с одним или более роликов 77, 77' и 78, 78' так, что пленки 9, 9' могут вытягиваться внутрь устройства для изготовления капсул 80. Пленка 9 подается между нагревательным блоком 86 и роликовым штампом 88. Части пленки 9 подаются посредством вакуума в углубления, сформированные на поверхности ротационного штампа 88. Количество капсульного вещества 81 доставляется в камеру, сформированную в пленке 9 под воздействием вакуума. Дальнейшее вращательное движение штампов 88, 88' спаивает пленки 9, 9' вместе в зажиме между ротационными штампами 88, 88'. Наполненные капсулы 89 падают в приемники 87, 87' и передаются на конвейер 90 для сушки и упаковки.The
Относительно следующей Фиг. 5, система для изготовления капсул 100а является подобной показанной на Фиг.4, где подобные упоминаемые характерные особенности относятся к подобным элементам. На Фиг. 5, впрочем, блок изготовления пленки 60а необязательно включает распределительную камеру 72, и необязательно охлаждающий барабан или литьевой барабан 74 на месте экструдера 73 в системе на Фиг. 4. Система 100а включает устройство для смешивания текучих сред 10 и путь подачи суспендированной смеси 70, направляющий суспендированную смесь 8 из устройства для смешивания текучих сред и в распределительную камеру 72. Распределительная камера 72 наносит смесь 8 на литьевой барабан 74. Пленка 9 образуется на литьевом барабане 74, когда смесь 8 остывает. После этого пленка 9 подается в устройство для изготовления капсул 80. Пленка 9' предпочтительно формируется тем же образом, что и пленка 9 посредством второго блока изготовления пленки (не показан).Regarding the following FIG. 5, the
Устройство для смешивания текучих сред 10 приспосабливается для производства смеси для изготовления пленки, более предпочтительно съедобной пленки для производства съедобных капсул или полос. Несовместимые компоненты пленки обычно располагаются в разных вводимых жидкостных потоках так, что несовместимые компоненты вместе приходят к первому этапу взаимодействия с инжекцией пара в смесительной камере 52 устройства для смешивания текучих сред. В то время как Фиг. 3 показывает входные отверстия пара и первой, и второй текучих сред, могут предоставляться одно или более дополнительные входные отверстия для одной или более дополнительных текучих сред. Предпочтительно, корпуса 20, 40 и другие компоненты устройства для смешивания текучих сред 10 конструируются из высококачественной нержавеющей стали.The
Как другой аспект настоящего изобретения отмечено, что расплавленная масса не нуждается в неизбежном достижении гомогенности на стадии (i). Так, гомогенность расплавленной массы может достигаться до или после подачи расплавленной композиции в по меньшей мере одно из следующих устройств: смеситель, насос или устройство для удаления летучих веществ, обеспечивающих достижение расплавленной массой гомогенности перед гелеобразованием.As another aspect of the present invention, it is noted that the molten mass does not need to inevitably achieve homogeneity in step (i). Thus, the homogeneity of the molten mass can be achieved before or after the molten composition is fed into at least one of the following devices: a mixer, a pump, or a device for removing volatiles, ensuring the molten mass reaches homogeneity before gelation.
Показанные далее гелевые пленки по изобретению имеют прочность сухой пленки по меньшей мере 2500 грамм, они являются хорошо приспособленными к изготовлению мягких капсул. Таким образом, настоящее изобретение также направлено на мягкие капсулы, изготовленные из гомогенных термообратимых каппа-2-каррагинановых гелевых пленок по изобретению, а также способы изготовления таких мягких капсул.The gel films of the invention shown below have a dry film strength of at least 2500 grams and are well adapted to the manufacture of soft capsules. Thus, the present invention is also directed to soft capsules made from homogeneous thermo-reversible kappa-2-carrageenan gel films of the invention, as well as methods for making such soft capsules.
Способ изготовления мягких капсул из каппа-2-каррагинановых гелевых пленок включает использование каких-либо общепринятых инкапсулирующих устройств, например общепринятого ротационного штамповочного устройства или вогнутого чеканочного штампа. Например, по получении расплавленной массы согласно изобретению она может быть отлита на барабаны, охлаждена и затем подана между вращающимися инкапсуляционными штампами, где пленки снова нагревают, заполняют, запаивают и разрезают. Для подробного описания общепринятого процесса см. WO 98/42294. Альтернативно, и как преимущество настоящего изобретения над известными способами изготовления мягких капсул, использование сдвигового устройства, описанного выше, предоставляет достаточно гидратированную расплавленную массу, наносимую на барабан, где она охлаждается и затем подается в обычное инкапсулирующее устройство для наполнения, запаивания и разделения. Этот способ непрерывного типа может использоваться для исключения стадии, включающей вторичный подогрев полностью желированных и охлажденных пленок. Вышеописанный способ ротационной штамповки может использоваться для изготовления мягких капсул по изобретению, имеющих какую-либо желательную форму.A method of manufacturing soft capsules from kappa-2-carrageenan gel films involves the use of any conventional encapsulating device, for example a conventional rotational stamping device or a concave embossing stamp. For example, upon receipt of the molten mass according to the invention, it can be cast onto drums, cooled and then fed between rotating encapsulation dies, where the films are again heated, filled, sealed and cut. For a detailed description of the conventional process, see WO 98/42294. Alternatively, and as an advantage of the present invention over known methods for manufacturing soft capsules, the use of a shear device described above provides a sufficiently hydrated molten mass to be applied to the drum, where it is cooled and then fed to a conventional encapsulating device for filling, sealing and separation. This continuous type method can be used to eliminate the step of re-heating fully gelled and chilled films. The above rotational stamping method can be used to make the soft capsules of the invention having any desired shape.
Наполняющими материалами для мягких капсул могут быть материалы, широко использующиеся в вышеописанном способе ротационной штамповки, включая фармацевтические ингредиенты, сельскохозяйственные ингредиенты, питательные ингредиенты, ветеринарные ингредиенты, продукты питания, косметику, предметы личной гигиены, промышленные, т.е. могут быть жидкостью, твердым веществом, суспензией, дисперсией и т.п.Soft capsule filling materials can be materials widely used in the above rotational stamping method, including pharmaceutical ingredients, agricultural ingredients, nutritional ingredients, veterinary ingredients, food, cosmetics, personal care products, industrial, i.e. may be a liquid, solid, suspension, dispersion, and the like.
Настоящее изобретение также направлено на твердую форму, включающую наполняющий материал, инкапсулированный в гомогенную термообратимую гелевую пленку согласно изобретению. Одним типом такой твердой формы является твердая капсула. Твердые капсулы, как описано в настоящем документе, относятся к таким твердым формам, которые традиционно используются, например, в фармацевтической промышленности, в соответствии с чем формируются две половины оболочки, наполняющий материал, обычно порошок, располагается в оболочках и две половины соединяются вместе, формируя твердую капсулу. Один из способов изготовления таких твердых капсул типично включает погружение металлических штырей или стержней в расплавленную композицию по изобретению и образование гелевой пленки вокруг стержней. Гелевая пленка высушивается и затем снимается со стержней. Эти способы хорошо известны в промышленности как способы изготовления твердых капсул. Наполняющими материалами для твердых капсул могут быть какие-либо наполняющие материалы, обычно использующиеся в таких дозированных формах. Обычно наполняющие материалы могут быть жидкостями (включая эмульсии) или твердыми веществами, такими как порошки. Наполняющие материалы могут быть фармацевтическими ингредиентами, сельскохозяйственными ингредиентами, питательными ингредиентами, ветеринарными ингредиентами, пищевыми продуктами, косметическими ингредиентами и т.п.The present invention is also directed to a solid form comprising a filler material encapsulated in a homogeneous thermally reversible gel film according to the invention. One type of such solid form is a hard capsule. Hard capsules, as described herein, are solid forms that are traditionally used, for example, in the pharmaceutical industry, whereby two halves of a shell are formed, the filling material, usually a powder, is located in the shells and the two halves are joined together to form hard capsule. One way to make such hard capsules typically involves immersing metal pins or rods in the molten composition of the invention and forming a gel film around the rods. The gel film is dried and then removed from the rods. These methods are well known in the industry as methods for the manufacture of hard capsules. Hard capsule filling materials may be any filling materials commonly used in such dosage forms. Typically, filling materials can be liquids (including emulsions) or solid substances such as powders. The filling materials may be pharmaceutical ingredients, agricultural ingredients, nutritional ingredients, veterinary ingredients, food products, cosmetic ingredients, and the like.
Твердая форма также может инкапсулировать порошок, таблетку, микрокапсулу или капсулу в соответствии с известными техниками. Например, инкапсулирование твердой капсулы гелевой пленкой по изобретению может предоставлять защитные герметизирующие/отражательные способности.The solid form can also encapsulate a powder, tablet, microcapsule or capsule in accordance with known techniques. For example, encapsulating a hard capsule with a gel film of the invention may provide protective sealing / reflective properties.
Гелевая пленка также может использоваться для модификации параметров растворения дозированных форм. Например, гелевые пленки по изобретению содержат дополнительные компоненты, которые могут создавать твердые дозированные формы, имеющие возможность немедленного высвобождения, контролируемого, внутрикишечного или замедленного высвобождения или могут высвобождаться при активации посредством известных явлений, условий или процессов. Определения "немедленное высвобождение", "замедленное высвобождение" и "внутрикишечное" могут быть найдены в U.S. Pharmacopeia и включаются в настоящее описание в виде ссылок.A gel film can also be used to modify the dissolution parameters of dosage forms. For example, the gel films of the invention contain additional components that can create solid dosage forms that can be released immediately, controlled, enteric or sustained release, or can be released upon activation by known phenomena, conditions or processes. The definitions of “immediate release,” “delayed release,” and “enteric” can be found in U.S. Pharmacopeia and are incorporated herein by reference.
Настоящее изобретение теперь описывается более детально посредством ссылки на последующие примеры, но понятно, что изобретение не должно быть истолковано как ограничивающееся ими. Если не указано иное, все части, проценты, соотношения и т.п. представлены по массе.The present invention is now described in more detail by reference to the following examples, but it is understood that the invention should not be construed as being limited to them. Unless otherwise specified, all parts, percentages, ratios, etc. presented by weight.
ПримерыExamples
Если не указано иное, для получения и оценки материалов и пленок в Примерах 1-4 применяют следующие методики. Процессор Стефана UMC5 представляет собой лабораторное смесительное устройство, которое обеспечивает подходящие высокое смешивающее усилие сдвига, нагрев и деаэрацию композиций, которые получают литьем в виде пленок в лаборатории. Подходящий используемый размер загрузки для процессора Стефана UMC5 составляет 1500 грамм.Unless otherwise specified, the following methods are used to obtain and evaluate materials and films in Examples 1-4. The Stefan UMC5 processor is a laboratory mixing device that provides suitable high mixing shear, heating and deaeration of compositions that are obtained by film-casting in a laboratory. A suitable used load size for the Stefan UMC5 processor is 1,500 grams.
Водную дисперсию крахмала получают растворением любых солей/буферов и рН-модификаторов в деионизованной воде. Добавляют крахмал и/или мальтодекстрин (М100) и смешивают до растворения/диспергирования. Крахмалы Pure Cote® B760 и В790 доступны от Grain Processing Corporation of Muscatine, Iowa.An aqueous starch dispersion is prepared by dissolving any salts / buffers and pH modifiers in deionized water. Starch and / or maltodextrin (M100) is added and mixed until dissolved / dispersed. Pure Cote® B760 and B790 Starches are available from Grain Processing Corporation of Muscatine, Iowa.
Гидроколлоидную смесь получают в процессоре Стефана UMC5 посредством предварительного смешивания пластификаторов до однородности и добавления предварительно смешанных сухих гидроколлоидов порционно при перемешивании в течение приблизительно 30 секунд при 200 об/мин после каждого добавления. Sorbitol Special и глицерин используют в качестве пластификаторов. Sorbitol Special представляет собой водный раствор сорбита и ангидридов сорбита при 76%-ном содержании твердых веществ, поставляемый SPI Polyols, Inc (New Castle, Delaware).The hydrocolloid mixture is obtained in the Stefan UMC5 processor by pre-mixing the plasticizers until uniform and adding pre-mixed dry hydrocolloids in portions with stirring for approximately 30 seconds at 200 rpm after each addition. Sorbitol Special and glycerin are used as plasticizers. Sorbitol Special is an aqueous solution of sorbitol and sorbitol anhydrides at 76% solids, supplied by SPI Polyols, Inc (New Castle, Delaware).
Дисперсию крахмала добавляют к неводной гидроколлоидной смеси и смешивают при 300 об/мин в течение 5 минут. Механическое перемешивание увеличивают до 2100 об/мин и смесь нагревают от 85оС до 95оС при перемешивании. Когда достигают целевой температуры, смесь перемешивают в течение 30 минут, далее образец выдерживают под вакуумом (50-60 бар) с продолжающимся перемешиванием в течение дополнительных 45 минут.The starch dispersion is added to the non-aqueous hydrocolloid mixture and mixed at 300 rpm for 5 minutes. Mechanical stirring was increased to 2100 rev / min, and the mixture was heated from 85 ° C to 95 ° C under stirring. When the target temperature is reached, the mixture is stirred for 30 minutes, then the sample is kept under vacuum (50-60 bar) with continued stirring for an additional 45 minutes.
Когда заканчивается время выдерживания под вакуумом при температуре, образец выливают в предварительно нагретый квартовый сосуд Мэйзона с широким горлом. Температуру и рН регистрируют. Вязкость измеряют на горячем образце, используя вискозиметр Брукфилда LVF.When the holding time under vacuum at temperature ends, the sample is poured into a preheated quarton vessel of Mason with a wide neck. Temperature and pH are recorded. Viscosity is measured on a hot sample using a Brookfield LVF viscometer.
Небольшую часть образца отбирают и охлаждают обычно в течение ночи перед измерением свойств геля/расплава и содержания твердых веществ, применяя ручной рефрактометр типа Atago E (Gardco, Pompano Beach, FL). Температуру расплава определяют, помещая небольшой фрагмент охлажденного геля на подставку из проволочной струны внутри пробирки таким образом, чтобы фрагмент не контактировал со стенкой пробирки. Пробирку закрывают алюминиевой фольгой с небольшим отверстием для обеспечения измерения температуры геля, используя цифровой зонд Tempermeter. Пробирку погружают в нагревательную баню так, чтобы фрагмент находился ниже поверхности горячей воды при приблизительно 100оС. Для образцов, которые имеют температуры расплава выше 90оС, используют баню с силиконовым маслом. Температуру расплава регистрируют, когда желированный образец становится влажным по внешнему виду, размягченным и может быть перемешан (отмечают температурный интервал). Как только образец плавится, пробирку переносят во второй стакан, содержащий холодную водопроводную воду (15оС). Для регистрации температуры применяют датчик температуры по мере охлаждения образца и зондируют поверхность образца для определения начала гелеобразования образца. Температура геля представляет собой температуру при охлаждении, когда образец более не течет для заполнения выемки, сделанной датчиком.A small portion of the sample is taken and cooled usually overnight before measuring gel / melt properties and solids content using an Atago E handheld refractometer (Gardco, Pompano Beach, FL). The melt temperature is determined by placing a small fragment of the cooled gel on a wire string stand inside the tube so that the fragment does not come into contact with the tube wall. The tube is sealed with aluminum foil with a small hole to allow measurement of gel temperature using a digital Tempermeter probe. The tube was immersed in a heating bath so that a fragment is below the surface of hot water at about 100 ° C. For samples that have a melt temperature above 90 ° C, using a bath of silicone oil. The melt temperature is recorded when the gelled sample becomes wet in appearance, softened and can be mixed (note the temperature range). As soon as the sample melts, the test tube is transferred to a second glass containing cold tap water (15 ° C). To record the temperature, a temperature sensor is used as the sample cools and the surface of the sample is probed to determine the onset of gel formation of the sample. The temperature of the gel is the temperature during cooling, when the sample no longer flows to fill the recess made by the sensor.
Горячий образец далее отливают, используя выравнивающую палочку с отверстием зазора для получения просвета в 3 мм, на металлические пластины размером 177 мм на 177 мм на 5 мм, на которые предварительно распыляют РАМ (лецитин) для облегчения простого удаления пленочного материала. Пластины, покрытые гелем, закрывают, чтобы избежать потери влаги из литой пленки. Литые пленки типовым образом охлаждают (до менее 8оС) в течение получаса для удаления пленки для тестирования. Для образования пленки охлаждение не требуется. Высушенные полоски пленки получают высушиванием покрытых пластин в воздушно-вентиляционной печи, нагретой до 40оС. Пленки, высушенные в течение 2 часов при 40оС, имеют промежуточное содержание твердых веществ, приблизительно равное 60%, в то время как пленки, высушенные в течение ночи при 40оС, имеют содержание твердых веществ, равное 80% или выше. Тестируемые свойства измеряют при комнатной температуре (приблизительно 20оС), если не указано иное. Процент твердых веществ в высушенной пленке определяют по разнице массы литой пленки в виде содержащегося уровня твердых веществ и высушенной пленки. Усилие разрыва (УР) измеряют на литых и высушенных полосках пленки, используя анализатор структуры Texture Analyzer TA-108S Mini Film Test Rig.The hot sample is then cast using a leveling stick with a clearance hole of 3 mm to a metal plate measuring 177 mm by 177 mm by 5 mm onto which RAM (lecithin) is previously sprayed to facilitate easy removal of the film material. Gel coated plates are closed to avoid moisture loss from the cast film. Cast films are typically cooled (to less than 8 ° C.) for half an hour to remove the film for testing. Cooling is not required for film formation. The dried film obtained by drying the coated strip plate in an air-ventilation oven heated to 40 ° C. The films were dried for 2 hours at 40 ° C, have an intermediate solids content of approximately 60%, while the films dried in overnight at 40 ° C, have a solids content of 80% or above. The test properties are measured at room temperature (approximately 20 ° C), unless otherwise indicated. The percentage of solids in the dried film is determined by the difference in mass of the cast film in the form of the contained level of solids and the dried film. The tensile strength (UR) is measured on cast and dried film strips using the structure analyzer Texture Analyzer TA-108S Mini Film Test Rig.
Если не указано иное, Maltrin M100 получают от Grain Processing Corporation, Pure-Cote B760 получают от Grain Processing Corporation, Sorbitol Special получают от SPI Polyols и Глицерин получают от VWR (EP/USP категория чистоты).Unless otherwise indicated, Maltrin M100 is obtained from Grain Processing Corporation, Pure-Cote B760 is obtained from Grain Processing Corporation, Sorbitol Special is obtained from SPI Polyols and Glycerin is obtained from VWR (EP / USP purity category).
Пример 1Example 1
Как изложено выше, Кгн А получают в виде обработанного щелочью, осветленного экстракта Gigartina skottsbergii, по существу гаплоидных (гаметофитных) растений и извлекают посредством осаждения спиртом. Также представлены минорные уровни (всего ниже 5%) лямбда- и тэта-каррагинанов из диплоидных (тетраспорофитных) растений.As described above, Cgn A is obtained as an alkali-treated, clarified extract of Gigartina skottsbergii , essentially haploid (gametophyte) plants, and is recovered by precipitation with alcohol. Minor levels (total below 5%) of lambda and theta carrageenans from diploid (tetrasporophytic) plants are also presented.
Кгн В получают растворением Кгн А в воде и извлекают посредством осаждения спиртом и сушки. Образцы с различными молекулярными массами получают посредством реакции растворенного каррагинана с окислителем с получением Кгн С-F. Гидроксид натрия добавляют к образцам Кгн С-Е после стадии окисления и перед спиртовым осаждением для регулирования рН полученного в результате продукта. Свойства каппа-2-каррагинанов представлены в Таблице 1. Вязкость водного раствора при 1,5 мас.% твердых веществ измеряют при 75оС с использованием вискозиметра Брукфилда LVF при подходящих скоростях и типах шпинделей. Свойства 2%-ных водных гелей, полученных с использованием 2 мас.% образцов Кгн A-F (#1) без добавленных катионов, (#2) с 0,2 мас.% добавленного KCl и (#3) с 0,2 мас.% добавленных KCl и 0,2% CaCl2 соответственно характеризуют, используя анализатор структуры TXTM. Гели тестируют при 25оС и регистрируют усилие разрыва (в граммах) и проницаемость (в сантиметрах).Cgn B is obtained by dissolving Cgn A in water and recovered by precipitation with alcohol and drying. Samples with different molecular weights are obtained by the reaction of dissolved carrageenan with an oxidizing agent to obtain Cgn C-F. Sodium hydroxide is added to the Cgn CE samples after the oxidation step and before alcohol precipitation to adjust the pH of the resulting product. The properties of kappa-
Кгны (каррагинаны) A-F ниже представляют собой каппа-2-каррагинаны, которые могут быть использованы в настоящем изобретении.Kghi (carrageenans) A-F below are kappa-2-carrageenans that can be used in the present invention.
Свойства каппа-2-каррагинанов A-FTable I
Properties of Kappa-2-Carrageenans AF
(KCl)(KCl)
(KCl + CaCl(KCl + CaCl
22
))
*Вязкость измеряют при 1,5%-ном содержании твердых веществ в деионизованной воде при 75оС.* Viscosity is measured at 1.5% solids in deionized water at 75 about C.
В Таблице II, приведенной ниже, Кгны D и E получают в виде готовых форм, как представлено, и получают литьем в виде пленок. Композиции и свойства пленок приведены в Таблице II. Считают, что все композиции находятся в объеме правовой защиты настоящего изобретения, хотя некоторые могут быть более предпочтительными для конкретного применения, чем другие.In Table II below, Crs D and E are prepared in the form as presented, and obtained by casting in the form of films. The composition and properties of the films are shown in Table II. It is believed that all compositions are within the scope of legal protection of the present invention, although some may be more preferred for a particular application than others.
Композиции каппа-2-каррагинана и свойства пленокTable II
Kappa-2-carrageenan compositions and film properties
Высушенная пленка (уст. 80% твердых веществ)
(16 часов при 40оС)Ur (g)
Dried film (set. 80% solids)
(16
* Температура и вязкость расплавленной массы перед литьем.* Temperature and viscosity of the molten mass before casting.
Все вышеприведенные композиции показывают достаточную прочность сухой пленки для применения в производстве мягких капсул, хотя некоторые показывают большие прочности, чем другие.All of the above compositions show sufficient dry film strength for use in the manufacture of soft capsules, although some show greater strength than others.
Вышеприведенная Таблица показывает, что в Примере 1-2 и Примере 1-1 вязкость расплавленной массы при температуре обработки (13700 мПа·с и 4000 мПа·с соответственно) регулируется посредством снижения молекулярной массы Кгн D до Кгн Е (выраженных в виде вязкости 24 мПа·с и 14 мПа·с соответственно) при незначительном воздействии на свойства пленки.The above table shows that in Example 1-2 and Example 1-1, the viscosity of the molten mass at the processing temperature (13700 mPa · s and 4000 mPa · s, respectively) is regulated by reducing the molecular weight of Cgn D to Cgn E (expressed as a viscosity of 24 mPa · S and 14 MPa · s, respectively) with a slight effect on the properties of the film.
Температура плавления материала для литья увеличивается (Примеры 1-2, 1-3 и 1-4) по мере увеличения содержания твердых веществ для данной композиции. В примерах 1-2, 1-3 и 1-4 температура геля увеличивается по мере увеличения содержания твердых веществ до тех пор, пока температура геля не приблизится к температуре расплавленной массы. Гелеобразование перед литьем, на что указывает повышенная прочность геля литой пленки и высокая вязкость расплавленного состояния (> 50000 мПа·с) в Примере 1-4, обусловлено приближением температуры геля к температуре расплавленной массы. Это указывает на желательность поддержания температуры расплавленной массы выше температуры гелеобразования во время переработки, если желательным является получение более прочных пленок. Перемешивание при температуре ниже температуры геля приводит к нарушенной структуре геля и сниженной прочности. Технологическое оборудование, пригодное для применения, должно адекватно гидратировать, гомогенно смешивать и легко транспортировать расплавленную массу для дальнейшей переработки "как таковую" или для дальнейших операций, таких как формование или литье пленки.The melting temperature of the casting material increases (Examples 1-2, 1-3, and 1-4) as the solids content of the composition increases. In examples 1-2, 1-3 and 1-4, the temperature of the gel increases as the solids content increases until the temperature of the gel approaches the temperature of the molten mass. The gelation before casting, as indicated by the increased strength of the gel of the cast film and the high viscosity of the molten state (> 50,000 mPa · s) in Example 1-4, is due to the approximation of the gel temperature to the temperature of the molten mass. This indicates the desirability of maintaining the temperature of the molten mass above the gelation temperature during processing, if it is desirable to obtain more durable films. Stirring at temperatures below the temperature of the gel leads to a disturbed gel structure and reduced strength. Technological equipment suitable for use should adequately hydrate, homogenously mix and easily transport the molten mass for further processing as such or for further operations such as molding or casting of the film.
Пример 2Example 2
Каппа-2-каррагинан получают в виде обработанного щелочью, осветленного экстракта смеси Gigartina skottsbergii и Sarcothalia _rispate, в основном гаплоидных (гаметофитных) растений и извлекают посредством осаждения спиртом. Также присутствуют приблизительно 10-20% (всего) лямбда- и тэта-каррагинанов из диплоидных (тетраспорофитных) растений. Экстракт извлекают и последовательно подвергают ионному обмену для получения каппа-2-каррагинана с низкой дивалентностью. Свойства каппа-2-каррагинанов с низким содержанием дивалентных катионов (Кгн G-J) приведены в Таблице III. Считается, что каррагинаны G-J охватываются объемом притязаний по изобретению.Kappa-2-carrageenan is obtained as an alkali-treated, clarified extract of a mixture of Gigartina skottsbergii and Sarcothalia _rispate , mainly haploid (gametophyte) plants, and is recovered by precipitation with alcohol. Also present are approximately 10-20% (total) of lambda and theta carrageenans from diploid (tetrasporophytic) plants. The extract is recovered and subsequently subjected to ion exchange to obtain kappa-2-carrageenan with low divalency. The properties of kappa-2-carrageenans with a low content of divalent cations (Cgn GJ) are shown in Table III. GJ carrageenans are believed to be covered by the scope of the claims of the invention.
УР (г) 2% water gel
Ur (g)
(KCl)
УР (г) 2% water gel
(KCl)
Ur (g)
(KCl+CaCl2)
УР (г) 2% water gel
(KCl + CaCl 2 )
Ur (g)
* Каррагинаны H, I и J измеряют при 75оС при 1,5% содержании твердых веществ каппа-2-каррагинана в 0,10 молярном растворе хлорида натрия.Carrageenans * H, I and J was measured at 75 ° C at 1.5% solids Kappa-2-Carrageenan in 0.10 molar sodium chloride.
Композиции пленок с использованием каппа-2-каррагинанов образцов Кгн G-J с низким содержанием дивалентных катионов и соответствующие свойства пленок представлены в Таблице IV. Считают, что все композиции находятся в объеме правовой защиты настоящего изобретения, хотя некоторые могут быть более предпочтительными для конкретного применения, чем другие.Film compositions using kappa-2-carrageenans Kgn G-J samples with a low content of divalent cations and the corresponding properties of the films are presented in Table IV. It is believed that all compositions are within the scope of legal protection of the present invention, although some may be more preferred for a particular application than others.
Пленки с использованием каппа-2-каррагинана с низким содержанием дивалентных катионовTable IV
Films using kappa-2-carrageenan with a low content of divalent cations
(г) Ingredients
(g)
* Температура и вязкость расплавленной массы перед литьем.* Temperature and viscosity of the molten mass before casting.
Все вышеприведенные композиции показывают достаточную прочность сухой пленки для применения в производстве мягких капсул, хотя некоторые показывают большие значения прочности, чем другие.All of the above compositions show sufficient dry film strength for use in the manufacture of soft capsules, although some show greater strength values than others.
Ионообменные каппа-2-каррагинаны (I и J) в сочетании с полиолами и мальтодекстрином (в качестве наполняющего вещества) предоставляют относительно менее прочную литую пленку с незначительным усилием разрыва при 40%-ном содержании твердых веществ. Полагают, что это обусловлено незначительными количествами катионов калия, которые являются желательными для более полной активизации образования двойной спирали каррагинана (т.е. образования геля) при температурах, которые позволяют каррагинану являться первичным структурирующим агентом. Примеры 2-1 и 2-2 представляют собой гелевые пленки, имеющие относительно более низкие температуры геля и расплава. Даже несмотря на то, что потенциал гелеобразования не является максимальным (вследствие более низких уровней калия), Примеры 2-1 и 2-2 демонстрируют усилие разрыва, равное 3468 и 3697 соответственно. Пример 2-3 демонстрирует эффект добавления ионов калия к структуре каппа-2-каррагинана в Кгн J. Усилие при литье, хотя и мягкое, обеспечивает достаточное усилие для удаления пленки из пластины для литья. Развитие структуры посредством Кгн J, вместе с добавлением ионов калия, подтверждается увеличением температур расплава и геля в Примере 2-3, по сравнению с Примером 2-1. Усилие разрыва высушенной пленки остается сравнимым с Примерами 2-1 и 2-2.Ion-exchanged kappa-2-carrageenans (I and J) in combination with polyols and maltodextrin (as a filler) provide a relatively less strong cast film with a slight tensile strength at 40% solids content. It is believed that this is due to insignificant amounts of potassium cations, which are desirable for more complete activation of the formation of a double helix of carrageenan (i.e. gel formation) at temperatures that allow carrageenan to be the primary structuring agent. Examples 2-1 and 2-2 are gel films having relatively lower gel and melt temperatures. Even though the gelation potential is not maximum (due to lower potassium levels), Examples 2-1 and 2-2 exhibit a tensile strength of 3468 and 3697, respectively. Example 2-3 demonstrates the effect of adding potassium ions to the structure of Kappa-2-carrageenan in Cgn J. The casting force, although soft, provides sufficient force to remove the film from the casting plate. The development of the structure through Kgh J, together with the addition of potassium ions, is confirmed by an increase in the temperature of the melt and gel in Example 2-3, compared with Example 2-1. The tensile strength of the dried film remains comparable with Examples 2-1 and 2-2.
Пример 2-4 демонстрирует эффект замены мальтодекстрина в Примере 2-3 на модифицированный крахмал (В790). В то время как вязкость увеличивается, температуры геля и расплава остаются относительно сходными с Примером 2-3, который содержит мальтодекстрин. Прочность литой пленки Примера 2-4 является также относительно равной Примеру 2-3. Прочность высушенной пленки Примера 2-4 является больше удвоенной, по сравнению с Примером 2-3. Это ясно указывает на структурную синергию между крахмалом и каппа-2-каррагинаном, когда они оба присутствуют вместе с ионами калия (т.е. гелеобразующими ионами для каппа-2-каррагинана). Ионы калия могут быть предоставлены посредством прямого добавления неорганических солей, органических солей или их сочетаний или содержаться в дополнительных ингредиентах. Применение каппа-2-каррагинана, содержащего остаточные соли от обработки, может способствовать желательным условиям гелеобразования, которые максимизируют структуру геля и синергию с крахмалом. Гомогенная структура геля каппа-2-каррагинан/крахмал образуется посредством литья расплавленной массы при достаточно высоких температурах для предотвращения преждевременного гелеобразования.Example 2-4 demonstrates the effect of replacing the maltodextrin in Example 2-3 with modified starch (B790). While viscosity increases, gel and melt temperatures remain relatively similar to Example 2-3, which contains maltodextrin. The strength of the cast film of Example 2-4 is also relatively equal to Example 2-3. The strength of the dried film of Example 2-4 is more than doubled compared to Example 2-3. This clearly indicates the structural synergy between starch and kappa-2-carrageenan when they are both present together with potassium ions (i.e. gelling ions for kappa-2-carrageenan). Potassium ions can be provided by direct addition of inorganic salts, organic salts or combinations thereof, or contained in additional ingredients. The use of kappa-2-carrageenan containing residual salts from the treatment may contribute to desirable gel conditions that maximize gel structure and synergy with starch. The homogeneous gel structure of kappa-2-carrageenan / starch is formed by casting molten mass at sufficiently high temperatures to prevent premature gelation.
Непосредственно ниже представлены дополнительные композиции по изобретению.Immediately below are additional compositions of the invention.
Пленки из каппа-2-каррагинанаTable v
Kappa-2-carrageenan films
НТ = не тестируютNT = not tested
*Температура и вязкость расплавленной массы перед литьем.* Temperature and viscosity of the molten mass before casting.
Все вышеприведенные композиции показывают достаточную прочность сухой пленки для применения в производстве мягких капсул, хотя некоторые показывают большие значения прочности, чем другие.All of the above compositions show sufficient dry film strength for use in the manufacture of soft capsules, although some show greater strength values than others.
Пример 2-5 был получен для определения содержания катионов, эквивалентного примеру 1-1. Оба образца показывают одинаковые свойства гелевого расплава. Более высокая молекулярная масса Кгн Е (14 цвс) в Примере 1-1 обеспечивает больше структурной поддержки гелевой пленке по сравнению с Кгн Н (6 цвс) в Примере 2-5, как показано более высокой прочностью высушенной пленки. Более высокая прочность пленки Примера 2-7 показывает, что применение модифицированного крахмала в сочетании с управляемой/сниженной молекулярной массой каппа-2-каррагинана обеспечивает общую структуру пленки и указывает на комплексирование каппа-2-каррагинана с крахмалом.Example 2-5 was obtained to determine the content of cations equivalent to example 1-1. Both samples show the same properties of the gel melt. The higher molecular weight Kgn E (14 tsvs) in Example 1-1 provides more structural support for the gel film compared to Kgn H (6 tsvs) in Example 2-5, as shown by the higher strength of the dried film. The higher film strength of Example 2-7 shows that the use of modified starch in combination with a controlled / reduced molecular weight of kappa-2-carrageenan provides the overall structure of the film and indicates the combination of kappa-2-carrageenan with starch.
Пример 3Example 3
Таблица VI: "Пленочные композиции и свойства пленок, содержащих каппа-2-каррагинаны, смешанные с альгинатами". KAHG представляет собой альгинат калия из Laminaria hyperborean, имеющий высокий уровень гулуроновых (G) структурных единиц. KAHG имеет вязкость, равную 5 сП, измеренную в 1%-ном водном растворе при 25оС и содержание ионов, равное 15,73% калия, 0,63% натрия, 0,07% магния и не содержащий кальция. Protanal® сложный эфир BV4830 представляет собой альгинат пропиленгликоля, доступный от FMC BioPolymer (Philadelphia, PA).Table VI: "Film compositions and properties of films containing kappa-2-carrageenans mixed with alginates." KAHG is a potassium alginate from Laminaria hyperborean having a high level of guluronic (G) structural units. KAHG has a viscosity of 5 cP, measured in a 1% aqueous solution at 25 ° C and ion content equal to 15.73% of potassium, 0.63% sodium, 0.07% Mg and not containing calcium. Protanal® BV4830 ester is propylene glycol alginate available from FMC BioPolymer (Philadelphia, PA).
Каппа-2-каррагинан и альгинатные смесиTable VI
Kappa-2-carrageenan and alginate mixtures
Все вышеприведенные композиции показывают достаточную прочность сухой пленки для применения в производстве мягких капсул, хотя некоторые показывают большие значения прочности, чем другие.All of the above compositions show sufficient dry film strength for use in the manufacture of soft capsules, although some show greater strength values than others.
В примере 3-1 ион калия предоставляется альгинатом калия. Пример 3-2 показывает, что альгинат пропиленгликоля добавляет прочности каппа-2-каррагинану и снижает вязкость при переработке.In Example 3-1, a potassium ion is provided by potassium alginate. Example 3-2 shows that propylene glycol alginate adds strength to kappa-2-carrageenan and reduces processing viscosity.
Пример 4Example 4
Таблица VII представляет пленку, полученную с использованием смесей каппа-2-каррагинана с Edicol ULV 50, гуаровой смолой с низкой вязкостью от Indian Gum Industries.Table VII presents a film obtained using mixtures of Kappa-2-carrageenan with Edicol ULV 50, a low viscosity guar gum from Indian Gum Industries.
Кгн К представляет собой каппа-2-каррагинан, полученный в виде обработанного щелочью, осветленного экстракта Gigartina skottsbergii, по существу гаплоидных (гаметофитных) растений. Также представлены минорные уровни (всего ниже 5%) лямбда- и тэта-каррагинанов из диплоидных (тетраспорофитных) растений. Кгн К имеет низкое содержание дивалентных катионов и низкое содержание иона калия, как показано в Таблице I.Kgn K is kappa-2-carrageenan obtained in the form of an alkali-treated, clarified extract of Gigartina skottsbergii , essentially haploid (gametophytic) plants. Minor levels (total below 5%) of lambda and theta carrageenans from diploid (tetrasporophytic) plants are also presented. Cgn K has a low content of divalent cations and a low content of potassium ion, as shown in Table I.
Кгн L представляет собой каппа-2-каррагинан, полученный в виде обработанного щелочью, осветленного экстракта смеси Gigartina skottsbergii и Sarcothalia crispata, в основном гаплоидных (гаметофитных) растений. Также присутствуют приблизительно 10-20% (всего) лямбда- и тэта-каррагинанов из диплоидных (тетраспорофитных) растений. Свойства Кгн К и L являются следующими.Kgn L is a kappa-2-carrageenan obtained in the form of an alkali-treated, clarified extract of a mixture of Gigartina skottsbergii and Sarcothalia crispata , mainly haploid (gametophyte) plants. Also present are approximately 10-20% (total) of lambda and theta carrageenans from diploid (tetrasporophytic) plants. The properties of Kgn K and L are as follows.
Свойства каппа-2-каррагинанаTable VII
Properties of kappa-2-carrageenan
В Таблице VIII приведены композиции и свойства пленок для композиций, полученных с использованием гуаровой камеди с низкой вязкостью в сочетании с каппа-2-каррагинанами.Table VIII shows the compositions and properties of the films for compositions prepared using low viscosity guar gum in combination with kappa-2-carrageenans.
Композиции и пленки, полученные с использованием гуара с каппа-2-каррагинаномTable VIII
Kappa-2-carrageenan guar compositions and films
*Температура и вязкость расплавленной массы перед литьем.* Temperature and viscosity of the molten mass before casting.
Все вышеприведенные композиции по изобретению показывают достаточную прочность сухой пленки для применения в производстве мягких капсул, хотя некоторые показывают большие значения прочности, чем другие.All of the above compositions of the invention show sufficient dry film strength for use in the manufacture of soft capsules, although some show greater strength values than others.
Пример 5Example 5
Следующие примеры представляют пленки, полученные с использованием устройства для смешивания текучих сред Фигуры 3. В данных примерах часть А и часть В закачивают насосом из раздельных сборных емкостей при температуре окружающей среды, в виде двух раздельных потоков 4, 6 в два различных впускных отверстия 42, 44, которые обеспечивают паровую инжекцию в устройстве для смешивания текучих сред. Два отдельных потока 4, 6 объединяют на поверхности раздела паровой фазы в зоне смешивания 52 устройства для смешивания текучих сред 10. Раздельные растворы части А и части В легко закачивают в устройство для смешивания текучих сред 10 и смешивают с паром 2. Пар 2 вводят в зону смешивания при давлении 120 пси. Полученная в результате расплавленная масса или взвесевая смесь 8 вытекает из выпускного отверстия 56 устройства для смешивания текучих сред 10. Смесь 8 выливают на гладкую поверхность и распределяют для образования гомогенной пленки 9.The following examples represent films obtained using the fluid mixing device of Figure 3. In these examples, part A and part B are pumped from separate prefabricated containers at ambient temperature, in the form of two
Для измерения вязкости смеси 8 приблизительно 500 мл смеси 8 собирают из выпускного отверстия 56 и выливают в сосуд. Температуру, рН и вязкость измеряют для данного образца при 95оС. Для измерения вязкости используют визкозиметр Брукфилда LVF. Используют подходящее сочетание скорости и шпинделя, чтобы можно было снять показания. Показания шкалы преобразуют в динамическую вязкость (сП).To measure the viscosity of
Для измерения прочности пленки и уровня твердых веществ расплавленную массу 8 собирают из выпускного отверстия 56, далее производят ее литье, используя брусок для распределения с величиной зазора 3 мм, на металлическую пластину из нержавеющей стали. Первоначальные пленки 9 или "свежие пленки" собирают. Части свежих пленок 9 высушивают, помещая их в нагретую до 40оС воздушную печь. Усилие разрыва измеряют на свежих и высушенных полосках пленок, используя анализатор структуры Texture Analyzer TA-108S Mini Film Test Rig. Процентное содержание твердых веществ определяют, измеряя различие между первоначальной массой свежей пленки и конечной массой высушенных пленок.To measure the strength of the film and the level of solids, the
Для измерения температуры геля часть расплавленной массы 8 собирают из выпускного отверстия 56 устройства для смешивания 10 и переносят в пробирку. Половина пробирки остается пустой. Стеклянный термометр вводят в расплавленную массу 8. Материалу 8 дают охладиться в условиях комнатной температуры. После каждого градуса охлаждения термометр удаляют из материала 8. Когда наблюдают небольшую выемку на поверхности массы 8, данную температуру регистрируют. Термометр повторно вводят в массу 8, которой дают далее охладиться. Термометр удаляют и повторно вводят на каждом градусе охлаждения до того времени, пока не образуется постоянная выемка в массе 8, таким образом, чтобы выемка не заполнялась повторно. Температуру, при которой образуется постоянная выемка, регистрируют. Приведенная температура геля представляет собой интервал между двумя регистрируемыми температурами.To measure the temperature of the gel, part of the
Смеси, содержащие каппа-2-каррагинанTable IX
Mixtures containing kappa-2-carrageenan
(% твердых веществ)Avg film thickness (mm)
(% solids)
1,7 (59%)1.3 (74%)
1.7 (59%)
Все вышеприведенные композиции показывают достаточную прочность сухой пленки для применения в производстве мягких капсул, хотя некоторые показывают большие значения прочности, чем другие.All of the above compositions show sufficient dry film strength for use in the manufacture of soft capsules, although some show greater strength values than others.
Смеси, содержащие каппа-2-каррагинан и PGATable X
Mixtures containing kappa-2-carrageenan and PGA
(% твердых веществ)Avg film thickness (mm)
(% solids)
1,1 (57%)1.2 (91%)
1.1 (57%)
Все вышеприведенные композиции показывают достаточную прочность сухой пленки для применения в производстве мягких капсул, хотя некоторые показывают большие значения прочности, чем другие.All of the above compositions show sufficient dry film strength for use in the manufacture of soft capsules, although some show greater strength values than others.
Смеси, содержащие каппа-2-каррагинан и гуар LVTable XI
Mixtures containing kappa-2-carrageenan and guar LV
Все вышеприведенные композиции показывают достаточную прочность сухой пленки для применения в производстве мягких капсул, хотя некоторые показывают большие значения прочности, чем другие.All of the above compositions show sufficient dry film strength for use in the manufacture of soft capsules, although some show greater strength values than others.
Следующие Таблицы XII и XIII представляют описания компонентов, обозначенных в данном примере.The following Tables XII and XIII provide descriptions of the components indicated in this example.
Описания компонентовTable xii
Component Descriptions
Описания каррагинановTable XIII
Descriptions of Carrageenans
Как описано и продемонстрировано выше, пленки, полученные в соответствии с изобретением, могут быть использованы в традиционном оборудовании для производства капсул, ранее применявшегося для получения желатиновых капсул. Гидроколлоидные пленки, полученные посредством настоящего изобретения, продуцируют меньше отходов и обеспечивают более легкую переработку, чем пленки на основе желатина.As described and demonstrated above, the films obtained in accordance with the invention can be used in traditional capsule manufacturing equipment previously used to make gelatin capsules. Hydrocolloid films obtained by the present invention produce less waste and provide easier processing than gelatin based films.
Пример 6Example 6
Каппа-2-каррагинан получают в виде обработанного щелочью, осветленного, с низкой дивалентностью экстракта смеси Gigartina skottsbergii и Sarcothalia crispata соответственно, используя, в основном гаплоидные (гаметофитные) растения. Такой экстракт обычно известен как "каппа-2-каррагинан". Общее количество лямбда- и тэта-каррагинанов из диплоидных (тетраспорофитных) растений составляет приблизительно от 0 до 5% для Gigartina skottsbergii по сравнению с от 5 до 10% для Sarcothalia crispata. Экстракт извлекают и последовательно подвергают ионному обмену для получения каппа-2-каррагинанов с низкой дивалентностью. Свойства каппа-2-каррагинанов представлены в Таблице (XIV) и считают, что они охватываются объемом изобретения.Kappa-2-carrageenan is obtained in the form of an alkali-treated, clarified, low divalent extract of a mixture of Gigartina skottsbergii and Sarcothalia crispata, respectively, using mainly haploid (gametophytic) plants. Such an extract is commonly known as kappa-2-carrageenan. The total amount of lambda and theta carrageenans from diploid (tetrasporophytic) plants is approximately 0 to 5% for Gigartina skottsbergii compared to 5 to 10% for Sarcothalia crispata . The extract is recovered and subsequently subjected to ion exchange to obtain kappa-2-carrageenans with low divalency. The properties of kappa-2-carrageenans are presented in Table (XIV) and are considered to be covered by the scope of the invention.
Свойства натриевых и калиевых каппа-2-каррагинановTable XIV
Properties of sodium and potassium kappa-2-carrageenans
К2 = каппа-2-каррагинанK2 = kappa-2-carrageenan
Композиции пленок для каппа-2-каррагинанов и соответствующие свойства пленок представлены в Таблице XV. Эти пленки формируют, используя метод расширительной коробки. В композициях используют 50/50 смесь каппа-2-каррагинанов из Gigartina skottsbergii и Sarcothalia crispata, и они имеют переменное содержание катионов калия. Считают, что все нижеприведенные композиции находятся в объеме настоящего изобретения, хотя некоторые могут быть более предпочтительными для конкретного применения, чем другие.The composition of the films for kappa-2-carrageenans and the corresponding properties of the films are presented in Table XV. These films are formed using the expansion box method. The compositions use a 50/50 mixture of kappa-2-carrageenans from Gigartina skottsbergii and Sarcothalia crispata , and they have a variable content of potassium cations. It is believed that all of the compositions below are within the scope of the present invention, although some may be more preferred for a particular application than others.
Пленки каппа-2-каррагинанов из различных исходных водорослей и содержание катионов.Table XV
Films of kappa-2-carrageenans from various source algae and cation content.
* = каппа-2-каррагинан* = kappa-2-carrageenan
Все вышеприведенные композиции согласно изобретению показывают достаточную прочность сухой пленки для применения в производстве мягких капсул, хотя некоторые показывают большие значения прочности, чем другие. Натриевая форма каппа-2-каррагинана (Примеры -1 и -3) обеспечивает наибольшую эластичность, в то время как все калиевые формы каппа-2-каррагинана (Пример-4) дают пленки, которые являются более жесткими, хотя применимыми. Обработка композиции, содержащей калиевый каппа-2-каррагинан, является также трудной, поскольку смесь начинает образовывать гель при ее переносе из смесителя Росса в пленкообразующую машину. Генерированные пленки в Примере-4 обладают меньшей прочностью, наиболее вероятно вследствие преждевременного гелеобразования во время переноса и/или процесса пленкообразования. Необходим точный температурный контроль, когда желательно максимизировать прочность пленки и избежать быстрого перехода из расплавленной массы в резиноподобное состояние и далее до стеклообразного состояния (температура стеклования). Пленка, полученная с использованием каппа-2-каррагинана со "смешанными катионами" (Пример-2), обеспечивает свойства расплава и литой пленки, которые являются промежуточными между пленками, содержащими все натриевые и все калиевые каппа-2-каррагинаны, с повышенной температурой гелеобразования и снижением эластичности (как показано по проницаемости) по сравнению со всеми натриевыми каппа-2-каррагинанами.All of the above compositions according to the invention show sufficient dry film strength for use in the manufacture of soft capsules, although some show greater strength values than others. The sodium form of kappa-2-carrageenan (Examples -1 and -3) provides the greatest elasticity, while all the potassium forms of kappa-2-carrageenan (Example-4) give films that are more rigid, although applicable. Processing a composition containing potassium kappa-2-carrageenan is also difficult because the mixture begins to form a gel when it is transferred from a Ross mixer to a film-forming machine. The generated films in Example 4 have lower strength, most likely due to premature gelation during transfer and / or the film formation process. Accurate temperature control is necessary when it is desirable to maximize the strength of the film and to avoid a quick transition from the molten mass to a rubbery state and then to a glassy state (glass transition temperature). The film obtained using Kappa-2-carrageenan with "mixed cations" (Example-2) provides melt and cast film properties that are intermediate between films containing all sodium and all potassium Kappa-2-carrageenans, with an increased gelation temperature and a decrease in elasticity (as shown by permeability) compared to all sodium kappa-2-carrageenans.
Пример 7Example 7
Пример мягких капсулSoft capsule example
Капсулы из мягкого геля (7,5 овальные), содержащие минеральное масло (Формула А ниже), получают, используя машину для получения мягких капсул Technopar SGM1010 c головками длиной 7,25 дюймов и диаметром 4 дюйма. Получение расплавленной массы, используемой для образования оболочки капсулы, происходит следующим образом: 11,35 фунта каппа-2-каррагинана (определенного в Примере 5 как каппа-2-каррагинан А) добавляют к загрузке 33,89 фунта глицерина в вакуумном смесителе Росса DS40, снабженном рубашкой, и диспергируют при максимальной скорости в течение 5 минут. Дополнительные 11,35 фунта каппа-2-каррагинана (определенного в Примере 5 как каппа-2-каррагинан А) добавляют к смеси и диспергируют в течение дополнительных 5 минут. В смеситель далее загружают предварительно полученную смесь из 50 фунтов модифицированного крахмала PureCote B790 в 94,1 фунтах деионизованной воды. Крышку смесителя закрывают и его вакуумируют при 26 дюймах для удаления воздуха. Содержимое перемешивают в течение 30 минут с помощью планетарного смесителя и диспергатора при скорости, равной 1/3 от максимальной. Вакуум перекрывают и содержимое смесителя далее перемешивают при нагреве до 90оС посредством подачи пара с низким давлением (< 10 пси) в рубашку смесителя. После достижения температуры 90оС скорость диспергатора постепенно увеличивают до 2/3 максимальной скорости при поддержании расплавленной массы при температуре по меньшей мере 90оС в течение 45 минут. Расплавленную массу распределяют, используя герметизированную пластину, чтобы заставить расплавленную массу течь, как необходимо, из смесителя Росса через гибкий шланг с контролем температуры и электрическим нагревом (~125оС) к закрытой коробке распределителя. Литые пленки, образованные в коробке распределителя являются непрерывными и ровными. Пленки транспортируют посредством роликов к головкам, формирующим капсулы, где капсулы образуются, заполняются минеральным маслом и запечатываются. Температура запечатывания капсулы равна 62оС, а запечатывающее давление равно ~2 барам. Способность к запечатыванию улучшается, по мере того как толщина ленты снижается от 0,28 дюймов до 0,16 дюймов. Капсулы высушивают в туннельной сушилке в течение 72 часов при 80оF и 19% ОВ (относительной влажности). Целостность запечатанной капсулы остается хорошей после сушки. Литая пленка, полученная из данной композиции, является темно-янтарной и мутной с легким запахом водорослей. Усилие разрыва пленки (0,3 мм толщиной) составляет 310 г при 58%-ном содержании твердых веществ. Усилие разрыва пленки после сушки в течение ночи при 40оС и 40% ОВ (~80% твердых веществ) равно 3309 г. См. А в Таблице ниже.Soft gel capsules (7.5 oval) containing mineral oil (Formula A below) are prepared using a Technopar SGM1010 soft capsule machine with 7.25-inch and 4-inch heads. The molten mass used to form the capsule shell is prepared as follows: 11.35 pounds of kappa-2-carrageenan (defined as Kappa-2-carrageenan A in Example 5) are added to a charge of 33.89 pounds of glycerol in a Ross DS40 vacuum mixer, jacketed, and dispersed at maximum speed for 5 minutes. An additional 11.35 pounds of kappa-2-carrageenan (defined in Example 5 as kappa-2-carrageenan A) was added to the mixture and dispersed for an additional 5 minutes. The pre-mixed mixture of 50 pounds of modified PureCote B790 starch in 94.1 pounds of deionized water is then loaded into the mixer. The mixer lid is closed and evacuated at 26 inches to remove air. The contents are mixed for 30 minutes using a planetary mixer and dispersant at a speed equal to 1/3 of the maximum. Vacuum overlap and the contents of the mixer was further stirred while heating to 90 C by means of steam at low pressure (<10 psi) in the jacket of the mixer. After reaching a temperature of 90 C. disperser speed was gradually increased to 2/3 of the maximum speed while maintaining the molten mass at a temperature of at least 90 ° C for 45 minutes. The molten mass was partitioned using a sealed plate to cause the molten mass to flow as needed from the Ross mixer through a flexible hose with temperature control and an electric heating (~ 125 ° C) to a closed distributor box. Cast films formed in the dispenser box are continuous and even. Films are transported by means of rollers to heads forming capsules, where capsules are formed, filled with mineral oil and sealed. The sealing temperature of the capsule is 62 ° C, and the sealing pressure is ~ 2 bar. Sealing ability improves as the tape thickness decreases from 0.28 inches to 0.16 inches. The capsules were dried in a tunnel drier for 72 hours at 80 F and 19% RH (relative humidity). The integrity of the sealed capsule remains good after drying. The cast film obtained from this composition is dark amber and cloudy with a slight odor of algae. The tensile strength of the film (0.3 mm thick) is 310 g at 58% solids content. Film breaking load after drying overnight at 40 ° C and 40% RH (~ 80% solids) is equal to 3309 g See. Table A below.
Дополнительные мягкие капсулы (Формула В ниже), инкапсулирующие минеральное масло, получают в соответствии с вышеуказанным способом и оборудованием, используя вторую композицию, содержащую 39,7 фунтов Sorbitol SP, 59,5 фунтов глицерина, 19,6 фунтов натриевого ионообменного каппа-2-каррагинана (смесь 50/50 каррагинанов J и I, указанных выше), 44,6 фунтов крахмала PureCote B760 и 92,6 фунта воды. Sorbitol SP добавляют к предварительно полученной смеси крахмал/вода. Пленка непосредственно после литья имеет толщину 0,6 мм и усилие разрыва, равное 263 г при 55%-ном содержании твердых веществ. Образец пленки, который сушат в течение ночи при 40оС и 40% ОВ (~80% твердых веществ) имеет толщину 0,7 мм и усилие разрыва, равное 6463 г. Пленка непосредственно после литья является более эластичной и растянутой при подаче над роликами в капсульные головки. Капсулы образуют, используя температуру запечатывания капсул, равную 42оС и давление запечатывания, равное 0,5 бар.Additional soft capsules (Formula B below) encapsulating mineral oil are prepared according to the above method and equipment using a second composition containing 39.7 pounds of Sorbitol SP, 59.5 pounds of glycerin, 19.6 pounds of sodium ion exchange kappa-2- carrageenan (a mixture of 50/50 carrageenans J and I, above), 44.6 pounds of PureCote B760 starch and 92.6 pounds of water. Sorbitol SP is added to the preformed starch / water mixture. The film immediately after casting has a thickness of 0.6 mm and a tear force of 263 g at a 55% solids content. The film sample, which was dried overnight at 40 ° C and 40% RH (~ 80% solids) has a thickness of 0.7 mm and a breaking load equal to 6463, the film immediately after casting is more elastic and stretched over the rollers when submitting into capsule heads. Capsules formed using capsules sealing temperature of 42 ° C and sealing pressure of 0.5 bar.
Оценивают массу капсул, толщину пленки для каждой половины капсулы и усилие разрыва. Усилие разрыва измеряют посредством сдавливания капсулы до неудачи. Компрессионный датчик имеет скорость 1 мм/сек. Десять капсул тестируют на каждое состояние. Сообщается, что прочность оболочки является прочностью капсулы на разрыв с горизонтально расположенным швом. Прочность шва измеряют для 10 капсул при вертикально расположенном шве. Результаты приведены в Таблице XVI. Обе пленки из каппа-2-каррагинана являются гибкими, как показано по расстоянию разрыва и продуцируют прочный шов капсулы, на что указывает усилие разрыва капсулы и то, что капсула не разрушается по шву, но по верхушке шва (вдали от точки приложения давления).The weight of the capsules, the film thickness for each half of the capsule, and the bursting force are evaluated. The breaking force is measured by squeezing the capsule to failure. The compression sensor has a speed of 1 mm / s. Ten capsules are tested for each condition. It is reported that the strength of the shell is the tensile strength of the capsule with a horizontal seam. The strength of the seam is measured for 10 capsules with a vertically located seam. The results are shown in Table XVI. Both kappa-2-carrageenan films are flexible, as shown by the tearing distance, and produce a strong capsule seam, which is indicated by the capsule rupture force and the capsule does not collapse along the seam, but along the top of the seam (away from the point of pressure application).
Свойства капсулTable XVI
Capsule properties
Пример 8Example 8
Каппа-2-каррагинан получают из Sarcothalia crispata, с конечным составом из приблизительно 74% немодифицированного каппа-2-каррагинана и 26% лямбда-каррагинана. Каппа-2-каррагинан имеет вязкость, равную 340 сП и рН 9,4 при тестировании в виде 1,5%-ного водного раствора при 75оС. Содержание ионов составляет приблизительно 4,4% калия, 4% натрия, 0,2% кальция и 0,4% магния. Композицию получают добавлением 2% каппа-2-каррагинана к смеси 20% глицерина и 78% деионизованной воды, смешивая при нагреве до 85оС, выдерживая температуру при смешивании при 85оС в течение 15 минут, регулируя любую потерю воды деионизованной водой при 85оС, далее заливая в чашку Петри и высушивая в течение ночи при 45оС до пленки с приблизительно 80%-ным содержанием твердых веществ. Высушенная пленка имеет усилие разрыва, равное 469 грамм и проницаемость, равную 3,3 см.Kappa-2-carrageenan is obtained from Sarcothalia crispata , with a final composition of approximately 74% unmodified kappa-2-carrageenan and 26% lambda-carrageenan. Kappa-2-Carrageenan has a viscosity of 340 cps and a pH of 9.4 when tested in a 1.5% aqueous solution at 75 C. The content of the ions is approximately 4.4
Пример 9Example 9
Для получения образцов с 2,25% каппа-2-каррагинана с изменяющейся молекулярной массой по показаниям вязкости, при измерении вязкости при 75оС для водного раствора с 1,5%-ным содержанием твердых веществ применяют следующую методику: 105 грамм воды и 147 грамм кукурузного сиропа смешивают в стакане. Сухую предварительно полученную смесь каппа-2-каррагинана, гранулированного сахара и солей (как указано в Таблице XVII) добавляют к жидкости и нагревают при перемешивании до 95оС. Горячую жидкость выливают в 2 чашки для геля и 2 пробирки (заполнение на 1/2). Чашки для геля и одну пробирку (расположенную для получения поверхности геля под углом 45 градусов для использования при измерении температуры плавления) помещают в водяную баню при 10оС на час. Вторую пробирку используют для измерения температуры геля. Содержание твердых веществ для литья составляет приблизительно 62%. Температуры геля и плавления для образцов 1b, 2b и 3b, которые содержат добавленные катионы калия и кальция, превышают 50оС и являются относительно постоянными с увеличением молекулярной массы. Наблюдают, что все температуры геля и плавления образцов 1а, 2а и 3а, которые содержат ионообменные каппа-2-каррагинаны, являются ниже 50оС. Температуры геля и плавления понижаются по мере понижения молекулярной массы (что измеряют по вязкости). В особенности, образец 1а, который содержит каппа-2-каррагинан с вязкостью 9 мПа·с, предоставляет гелевую пленку с пониженной температурой геля, равной 25оС и температурой плавления, равной 36оС.To obtain samples with 2.25% kappa-2-carrageenan with a varying molecular weight according to viscosity, when measuring viscosity at 75 about C for an aqueous solution with a 1.5% solids content, the following methodology is used: 105 grams of water and 147 a gram of corn syrup is mixed in a glass. The dry pre-mixture was obtained Kappa-2-Carrageenan, granulated sugar, and salt (as indicated in Table XVII) is added to the liquid with stirring and heated to 95 C. The hot liquid was poured into 2 cups for gel and 2 vials (fill 1/2 ) The plates for the gel and one tube (located to receive the gel surface at an angle of 45 degrees to be used for measurement of the melting temperature) were placed in a water bath at 10 ° C for an hour. A second tube is used to measure the temperature of the gel. The solids content for casting is approximately 62%. And a melting temperature of the gel for samples 1b, 2b and 3b, which contain added calcium and potassium cations, greater than 50 ° C and are relatively constant with increasing molecular weight. It was observed that all of the gel melting temperature and the samples 1a, 2a and 3a, which contain ion
Композиции каппа-2-каррагинана и их свойстваTable XVII
Kappa-2-carrageenan compositions and their properties
Кгн НK2 (9 MPa · s)
CNN N
Кгн IK2 (20 MPa · s)
Kgn I
Кгн JK2 (41 MPa · s)
Kgn J
К2 = каппа-2-каррагинанK2 = kappa-2-carrageenan
Хотя изобретение и описано подробно со ссылкой на его конкретные варианты осуществления, для специалиста в данной области будет очевидным, что могут быть проведены различные изменения и модификации без отхода от его сущности и объема притязаний.Although the invention has been described in detail with reference to its specific embodiments, it will be obvious to a person skilled in the art that various changes and modifications can be made without departing from its essence and scope of claims.
Claims (44)
Applications Claiming Priority (13)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US46279303P | 2003-04-14 | 2003-04-14 | |
US46279403P | 2003-04-14 | 2003-04-14 | |
US46275803P | 2003-04-14 | 2003-04-14 | |
US46272103P | 2003-04-14 | 2003-04-14 | |
US46278503P | 2003-04-14 | 2003-04-14 | |
US60/462,758 | 2003-04-14 | ||
US60/462,794 | 2003-04-14 | ||
US60/462,792 | 2003-04-14 | ||
US60/462,793 | 2003-04-14 | ||
US60/462,783 | 2003-04-14 | ||
US60/462,785 | 2003-04-14 | ||
US60/462,617 | 2003-04-14 | ||
US60/462,721 | 2003-04-14 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2005135134A RU2005135134A (en) | 2006-04-27 |
RU2341250C2 true RU2341250C2 (en) | 2008-12-20 |
Family
ID=36655495
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2005135134/15A RU2341250C2 (en) | 2003-04-14 | 2004-04-14 | Homogeneous thermal reversible gel film containing cappa-2-carraginan, and soft capsules produced thereof |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2341250C2 (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2012010980A3 (en) * | 2010-07-19 | 2012-04-05 | Procaps Sa | Improved apparatus and process for making soft gel capsules |
RU2547580C1 (en) * | 2013-12-20 | 2015-04-10 | Общество с ограниченной ответственностью "Артлайф" | Pharmaceutical composition for producing soft capsule coating for medical applications |
RU2663804C2 (en) * | 2013-05-21 | 2018-08-09 | Карджилл, Инкорпорейтед | Aqueous composition |
-
2004
- 2004-04-14 RU RU2005135134/15A patent/RU2341250C2/en active
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2012010980A3 (en) * | 2010-07-19 | 2012-04-05 | Procaps Sa | Improved apparatus and process for making soft gel capsules |
RU2663804C2 (en) * | 2013-05-21 | 2018-08-09 | Карджилл, Инкорпорейтед | Aqueous composition |
RU2547580C1 (en) * | 2013-12-20 | 2015-04-10 | Общество с ограниченной ответственностью "Артлайф" | Pharmaceutical composition for producing soft capsule coating for medical applications |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2005135134A (en) | 2006-04-27 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US7807194B2 (en) | Homogeneous, thermoreversible gel film containing kappa-2 carrageenan and soft capsules made therefrom | |
US7816341B2 (en) | Homogeneous, thermoreversible gel containing reduced viscosity carrageenan and products made therefrom | |
US20090208569A1 (en) | Homogeneous, Thermoreversible Alginate Films and Soft Capsules Made Therefrom | |
US20100203124A1 (en) | Kappa-2 Carrageenan Composition and Products Made Therefrom | |
EP2024436A1 (en) | Kappa-2 carrageenan composition and products made therefrom | |
ZA200508251B (en) | Homogeneous, thermoreversible gel film containing kappa-2 carrageenan and soft capsules made therefrom | |
US20050008677A1 (en) | Delivery system of homogeneous, thermoreversible gel film containing kappa-2 carrageenan | |
US20050019295A1 (en) | Homogeneous, thermoreversible low viscosity polymannan gum films and soft capsules made therefrom | |
RU2341250C2 (en) | Homogeneous thermal reversible gel film containing cappa-2-carraginan, and soft capsules produced thereof | |
RU2341290C2 (en) | Homogeneous, thermally reversible gel containing carragenan of underviscosity, and products made thereof | |
ZA200508253B (en) | Homogeneous, thermoreversible alginate films and soft capsules made therefrom |