一种具保湿能力的淀粉胶囊及其制备方法
【专利摘要】本发明涉及到一种具保湿能力的淀粉胶囊，包括天然直链淀粉、天然支链淀粉、变性淀粉以及增强剂组成，所述淀粉胶囊可由沾胶法或热固加工法制得，该胶囊具有保湿性好、不易老化的优势。
【专利说明】一种具保湿能力的淀粉胶囊及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及到一种具有保湿能力的淀粉胶囊及其制备方法，属于医药制造领域。
【背景技术】
[0002] 天然或改性淀粉常用于食品或药品加工行业。通过对天然淀粉的物理、化学改性， 使其具备原淀粉所不具备的特性，如提高了流动性、水溶性、成膜性、机械强度等。
[0003] 天然植物淀粉从结构上分为支链淀粉和直链淀粉两大类。直链淀粉是D-葡萄糖 基以α - (1，4)糖苷键连接的多糖链，分子中有200个左右葡萄糖基，分子量1?2X 105,聚 合度990,空间构象卷曲成螺旋形，每一回转为6个葡萄糖基。支链淀粉分子中除有α_(1， 4)糖苷键的糖链外，还有α- (1，6)糖苷键连接的分支，分子中含300?400个葡萄糖基， 分子量>2 X 107,聚合度7200,各分支也都是卷曲成螺旋形。虽然支链淀粉和直链淀粉基本 组成单元相同，但由于二者结构的不同，所表现出的物理化学性能也不一样：淀粉与碘呈颜 色反应，直链淀粉为蓝色，支链淀粉为红褐色；直链淀粉的成膜性能良好，韧度较强，能溶于 水，加入醇等则会析出，但粘附性、稳定性以及保水能力不佳；支链淀粉的粘度高，水中溶胀 而不溶解，会形成稳定的胶液，支链淀粉加热糊化后，分子中的链较为松散，因此具有较高 的粘度。当淀粉糊冷却时，支链淀粉分子中的分支结构又减弱了分子链重新结合的紧密程 度，表现出较好的抗老化能力。但支链淀粉耐剪切的稳定性较差，在剪切力作用下淀粉链被 破坏，表现为粘度下降，保水力减弱。在现有技术中，为保证膜的加工和机械性能，成膜用途 的淀粉材料都是以直链淀粉为主要成分，带来的问题正是膜保水能力不佳等。
[0004] 变性淀粉则是在天然淀粉的基础上，使用物理或化学手段对淀粉的分子结构或微 观晶型进行改变。常见的变性淀粉有酯化淀粉、氧化淀粉、醚化淀粉、热变性淀粉等。将淀 粉上的羟基以酯基、烷氧基等取代，能改变淀粉的亲水性或淀粉链条之间的相互作用力，使 之被赋予新的性质以及新的应用领域。现有技术中变性淀粉的用量也较高，有的技术直接 使用某一种类型的变性淀粉，如羟丙基淀粉作为淀粉成膜组合物的主要成分，但这将整体 提1? 了材料的成本。
[0005] 胶囊剂作为现代药剂学中最重要的一种剂型，具有研发过程短、计量方便、患者服 用方便等诸多优势。目前，除应用仍最广的明胶胶囊外，非明胶的胶囊材料研究也已成为药 剂学领域的一大热点。
[0006] 目前为止，已知可以用于生产食用或药用胶囊壳的非明胶材料有：羟丙基甲基纤 维素、海藻多糖、普鲁兰多糖、淀粉。其中，海藻多糖胶囊、羟丙甲纤维素胶囊和普鲁兰多糖 胶囊均已有商品问世，受到了宗教人士和素食主义者的追捧。然而，淀粉胶囊仍处于一个研 究阶段。淀粉材料与前述3中材料相比，分子量更大，结构复杂，其成膜性、粘性以及膜强度 和韧度均不如前三者。
[0007] 现有技术中，CN103070845A专利公布了一种淀粉空心胶囊及其制备方法，将交联 高直连淀粉溶于水中，搅拌均匀成10-15%的乳液，在50-55° C加热15-25分钟；加入柠檬 酸三丁酯、瓜尔豆胶、司盘-80和菊粉，充分混合后保温15 - 20分钟；减压消泡后得到的溶 液，用常规蘸模法制得淀粉空心胶囊。
[0008] CN13333006C专利公布了 一种淀粉组合物植物胶囊及其制备方法，取淀粉10 份、增塑剂1-6份、凝胶剂0. 15-2份，表面活性剂和其他辅料适量，先将淀粉和水混合， 60-95° C加热15-60分钟，再加入增塑剂、粘合剂、凝胶剂和其他辅料，混匀后减压消泡，通 过常用胶囊成型设备制成软胶囊和硬胶囊。
[0009] CN1297601C专利涉及由淀粉醚以及凝固体系组成的成膜组合物，其中所述淀粉醚 是羟丙基化淀粉或羟乙基化淀粉，其中凝固体系由水解胶体或水解胶体的混合物和阳离子 组成，其中所述水解胶体选自多糖。羟丙基淀粉醚的含量为88-98%，水的含量为2-12%，多 糖0. 01-10%，阳离子为0. 001-5%。按照与传统硬明胶胶囊相同的方法制备硬胶囊。
[0010] CN1483393A专利公布了一种淀粉空心胶囊及其生产工艺，主要特征是该胶囊由植 物淀粉或淀粉衍生物、增塑剂、水等组分所组成，其配比为分别为25% - 94. 9%、0. 1% - 30%、5% - 20%。制液时是将淀粉或淀粉衍生物、水按配比后混和并加热至60°C以上，均 匀搅拌，然后再按配比加入增塑剂，混合均匀，保温静置，除去气泡后倒入保温料槽再经沾 液、烘干后制成胶囊。
[0011] CN1895234A提供了一种植物空心胶囊及其制备方法，所述空心胶囊由全天然的植 物制成，所述空心胶囊包括直链淀粉10份，甘油〇. 5份，纯净水6份；本发明的优点在于：用 直链淀粉、甘油、水为主要原料制得的空心胶囊。
[0012] 此外，CN1947709A、CN103070845A、CN101182379B、CN101245157B、CN101273978A、 CN101338045B等专利也公布了利用植物材料，如淀粉，卡拉胶等植物胶制备植物胶囊的方 案。
[0013] 但目前仍未见有淀粉空心胶囊产品上市，主要原因是由于现有技术所制成的淀粉 胶囊保湿性能不佳，容易风化失水变脆，导致胶囊填充时极易破损，难以制成所需的胶囊 齐IJ，严重影响了淀粉胶囊的推广应用。
【发明内容】
[0014] 本发明的首要目的在于，提供了一种具保湿能力的淀粉胶囊，解决现有技术所制 成的淀粉胶囊保湿性不佳、容易失水变脆的缺陷。
[0015] 这一发明目的是由以下的方案实现的； 提供一种具保湿能力的淀粉胶囊，包括天然直链淀粉、天然支链淀粉、变性淀粉以及增 强剂组成，其特征在于，天然直链淀粉与天然支链淀粉的质量比为1-3. 5 :1，变性淀粉占胶 囊壳总重的1%-1〇%，增强剂占胶囊壳总重的0. 5%-5%，以及占胶囊壳总重8-15%的水份； 所述增强剂选自甘油、山梨醇、羧甲基纤维素、微粉硅胶、微晶纤维素、海藻酸钠中的一 种或多种混合物。
[0016] 进一步的，所述淀粉胶囊中的增强剂以重量百分比计为：甘油10%-15%、羧甲基纤 维素20-35%、海藻酸钠5%-15%、微粉硅胶40-55%、微晶纤维素10-25%组成。
[0017] 进一步的,天然直链淀粉为直链玉米淀粉、直链豌豆淀粉；天然支链淀粉选自支链 木薯淀粉、支链马铃薯淀粉、支链糯米淀粉。
[0018] 进一步的，所述变性淀粉为醚化淀粉、氧化淀粉、酯化淀粉、淀粉纳米晶中的一种 或组合。若选用醚化淀粉，则可以是羟丙基淀粉、羟乙基淀粉中的一种；若选用酯化淀粉，则 可以是磷酸酯淀粉、醋酸酯淀粉、硫酸酯淀粉中的一种。
[0019] 此外，淀粉胶囊中还可以包括食品或制药领域可接受的遮光剂、掩味剂以及着色 齐[J，且这些添加剂的总质量不超过淀粉胶囊总重的2%。遮光剂、掩味剂以及着色剂的加入并 不会对胶囊壳本身的性质造成影响，尤其是不会影响其保湿性、 与现有技术不同的是，本发明的淀粉胶囊直链淀粉并非含量最高的成分。直链淀粉和 支链淀粉按一定比例混合，共同构成了淀粉胶囊的基底，能够得到形状圆整、外表光洁的胶 囊壳，且其比例在所述范围内变化还能够调节胶囊的韧性，但仅使用这两个组分却无法改 善其保湿性。
[0020] 因此， 申请人:经反复实验，确定了本发明的淀粉胶囊所用增强剂的成分和用量。这 些成分能在各方面调整淀粉胶囊的性能，弥补淀粉本身性能的不足。
[0021] 微粉硅胶能够在制备中帮助破坏直链淀粉的结晶区，提高其糊化能力，降低胶囊 脆度； 甘油或山梨醇作为保湿剂，提高胶囊整体的保湿性； 羧甲基纤维素在使用沾胶法制备胶囊时，能起到稳定胶囊胶液的作用，同时能增强囊 壳阻隔空气的能力；此外在使用热固加工法生产胶囊时，还意外的能提高材料透明度，降低 囊壳的气泡率和孔眼率。
[0022] 海藻酸钠能显著增强胶囊的保水能力，尤其是与甘油或山梨醇协同使用的情况 下，同时在生产胶囊壳的时候，还具有帮助胶囊壳脱模的作用； 变性淀粉能赋予膜一定的功能性，使之具备在特殊领域的应用能力，如添加酯化淀粉 能提高膜的耐酸性，添加醚化淀粉能增加膜在水中的溶解速度，添加氧化淀粉可以进一步 提高膜的抗老化性；本发明中，只需添加很少量的变性淀粉即可达到赋予淀粉膜功能性的 目的，使得生产成本得到有效控制。
[0023] 微晶纤维素能提高膜的韧性，在热固加工生产胶囊壳中还意外的可以降低加工温 度，使之在更温和的情况下完成。
[0024] 本发明的另一方面是提供了一种制备所述淀粉基胶囊的方法，包括： 1) 将天然直链淀粉、天然支链淀粉按比例混合后，送入至少含12个加热滑块的双螺杆 挤出机； 2) 在捏合区域投入增强剂； 3) 经双螺杆挤出制得厚度为0. 1-0. 3_的薄片，以旋转冲模法生产淀粉软胶囊。
[0025] 所述双螺杆滑块的温度控制在50_80°C ; 所述天然直链淀粉与天然支链淀粉的质量比为1-3. 5 :1 ; 所述增强剂选自甘油、山梨醇、羧甲基纤维素、微粉硅胶、微晶纤维素、海藻酸钠中的一 种或多种混合物。
[0026] 在使用热固加工制软胶囊时，事实上是先将物料经双螺杆挤出机挤出制成薄片， 再将此薄片用旋转冲模法制成淀粉软胶囊的过程。
[0027] 由于使用了微晶纤维素作为增强剂之一，意外的能使得淀粉热固加工温度大大降 低至50-80°C，这克服了淀粉因高温降解而导致的成品胶囊易老化、易脆碎等缺陷。同时在 这一温度阶段进行热固加工也是现有技术所做不到的。
[0028] 在热固加工中，羧甲基纤维素的加入能意外的挤出膜和成品胶囊的孔眼和气泡， 以及提高膜的透明度。众所周知的，孔眼和气泡的存在会影响胶囊壳的密闭性，导致内容物 受潮。
[0029] 双螺杆挤出机的螺杆的直径可以为50_70mm，长度直径比可以为36-46,压缩比为 1:2-3,螺杆转速为50-450转/分钟。
[0030] 本发明的第三方面是还提供了一种所述的淀粉胶囊壳的生产方法，包括下列步 骤： 1) 将天然支链淀粉、直链淀粉以及增强剂在研钵中研磨、混合均匀； 2) 加水混匀，于40-60°C加热预糊化； 3) 控制温度到55±2°C，搅拌至少1小时，取样于55°C下测试胶液粘度应为200-500 mPa · s ； 4) 至少静置30分钟以消除泡沫； 5) 控制料液温度至50±2°C，送入胶囊生产设备以沾胶法获得淀粉胶囊壳。
[0031] 所述天然直链淀粉与天然支链淀粉的质量比为1-3. 5 :1，并加水配成质量浓度为 10-25%的溶液； 所述增强剂选自甘油、山梨醇、羧甲基纤维素、微粉硅胶、微晶纤维素、海藻酸钠中的一 种或多种混合物。
[0032] 步骤3)可以使用真空的方式加速消泡进程。在消泡后还有一个可选的过滤步骤， 目的在于获得更澄清的料液。
[0033] 本发明的有益之处在于： 1、提供了 一种淀粉胶囊，该淀粉胶囊具有保湿性好，不易老化，脆碎度好的优点，能够 克服现有技术生产现有技术的缺陷。
[0034] 2、提供了淀粉胶囊的生产方法，具体分别为溶胶沾胶法和热固加工法，尤其是降 低了热固加工的挤出温度，消除了淀粉因受热降解导致淀粉胶囊产品变脆的缺陷。
【具体实施方式】
[0035] 以下通过数个实施例来进一步说明本发明，需要注意的是，所有的实施例仅为帮 助理解本发明的内容，并非对本发明任何形式的进一步限定。本领域技术人员根据任一实 施方式进行有限的改进也应在本发明的保护范围内。
[0036] 实施例1 直连玉米淀粉 45kg 支链木薯淀粉 40kg 羟丙基淀粉 IOkg 增强剂 5kg，包括： 甘油 〇. 5kg ; 羧甲基纤维素 Ikg; 微粉硅胶 2kg ; 微晶纤维素 I. 25kg ; 海藻酸钠 0. 75kg ; 上述组分置于研磨器中研磨混合30 min，之后投入糊化锅，加水搅拌加热至60°C预糊 化。控制温度到55°C，搅拌1.5h，取样检测粘度为250 mPa，s。静置消泡30min，之后控温 至50°C，送入胶囊机用沾胶法生产胶囊壳1000粒。
[0037] 实施例2 直链玉米淀粉 42. 5kg 支链马铃薯淀粉 42. 5kg 淀粉纳米晶 5kg 轻乙基淀粉 5kg 增强剂 5kg，包括： 甘油 〇. 5kg ; 羧甲基纤维素 Ikg; 微粉硅胶 2kg ; 微晶纤维素 I. 25kg ; 海藻酸钠 0. 75kg ; 上述组分置于研磨器中研磨混合30 min，之后投入糊化锅，加水搅拌加热至60°C预糊 化。控制温度到55°C，搅拌I. 5h，取样检测粘度为250 mPa，s。静置消泡30min，之后控温 至50°C，送入胶囊机用沾胶法生产胶囊壳1000粒。
[0038] 实施例3 在进料斗中连续计量加入： 直连豌豆淀粉 70kg/h 支链糯米淀粉 20kg/h 硫酸酯淀粉 5kg/h 增强剂 5kg/h，包括： 甘油 I. 5kg/h ; 羧甲基纤维素 0.3kg/h; 微粉硅胶 2. 5kg/h ; 微晶纤维素 0. 5kg/h ; 海藻酸钠 0. 2kg/h ; 双螺杆挤出机各加热块的温度设置如下： 滑块1: 25 0C 滑块 2-3 : 50 0C 滑块 4-6: 55 0C 滑块 7-9 : 70 0C 滑块 10-12 :80°C 喷嘴： 80°C 滑块1的位置即为料斗，在此处加入直连豌豆淀粉和支链糯米淀粉，在滑块3的位置以 45kg/h的流速加入纯水，在滑块4的位置加入各增强剂，于300转/分钟的速度挤出0. 3_ 的薄片。将薄片送入旋转冲模机生产软胶囊。
[0039] 实施例4 在进料斗中连续计量加入： 直链豌豆淀粉 62kg/h 支链糯米淀粉 30kg/h 氧化淀粉 I. 5kg/h 淀粉纳米晶 I. 5kg/h 增强剂 5kg/h，包括： 山梨醇 0· 75kg/h ; 羧甲基纤维素 1.35kg/h; 微粉硅胶 I. 4kg/h ; 微晶纤维素 I. 25kg/h ; 海藻酸钠 0. 25kg/h ; 双螺杆挤出机各加热块的温度设置如下： 滑块1: 25 0C 滑块 2-3 :55°C 滑块 4-6 :65 °C 滑块 7-9 :75 °C 滑块 10-12 :80°C 喷嘴：80°C 滑块1的位置即为料斗，在此处加入直连豌豆淀粉和支链糯米淀粉，在滑块3的位置以 35kg/h的流速加入纯水，在滑块4的位置加入各增强剂，于100转/分钟的速度挤出0. 3_ 的薄片。将薄片送入旋转冲模机生产软胶囊。
[0040] 对比实施例1 依照专利CN1483393A中实施例进行，生产软胶囊1000粒。
[0041] 对比实施例2 依照专利CN 1895234A中实施例进行，生产空心胶囊1000粒。
[0042] 实施例5脆碎度测试 取实施例1-4、对比实施例1-2的样品，首先各取10粒样品，依据《中国药典2010年版》 二部附录胶囊剂下的方法测试脆碎度，之后置于25°C干燥器(装填吸水硅胶)中放置，于IcU 3d、7d、30d取出10粒样品，立刻依同法测试脆碎度。所有结果汇总如下：
【权利要求】
1. 一种具保湿能力的淀粉胶囊，包括天然直链淀粉、天然支链淀粉、变性淀粉以及增强 剂组成，其特征在于，天然直链淀粉与天然支链淀粉的质量比为1-3. 5 :1，变性淀粉占胶囊 壳总重的1%_1〇%，增强剂占胶囊壳总重的0. 5%-5%，以及占胶囊壳总重8-15%的水份； 所述增强剂选自甘油、山梨醇、羧甲基纤维素、微粉硅胶、微晶纤维素、海藻酸钠中的一 种或多种混合物。
2. 根据权利要求1所述的淀粉胶囊，其特征在于，所述增强剂以重量百分比计，由甘油 10%-15%、羧甲基纤维素20-35%、海藻酸钠5%-15%、微粉硅胶40-55%、微晶纤维素10-25%组 成。
3. 根据权利要求1所述的淀粉胶囊，其特征在于，天然直链淀粉为直链玉米淀粉、直链 豌豆淀粉；天然支链淀粉选自支链木薯淀粉、支链马铃薯淀粉、支链糯米淀粉。
4. 根据权利要求1所述的淀粉胶囊，其特征在于，所述变性淀粉为醚化淀粉、氧化淀 粉、酯化淀粉、淀粉纳米晶中的一种或组合。
5. 根据权利要求4所述的淀粉胶囊，其特征在于，所述变性淀粉为醚化淀粉，选自羟丙 基淀粉、轻乙基淀粉中的一种。
6. 根据权利要求4所述的淀粉胶囊，其特征在于，所述变性淀粉为酯化淀粉，选自磷酸 醋淀粉、醋Ife醋淀粉、硫Ife醋淀粉中的一种。
7. 根据权利要求1所述的淀粉胶囊，还包括食品或制药领域可接受的遮光剂、掩味剂 以及着色剂，且这些添加剂的总质量不超过淀粉胶囊总量的2%。
8. 权利要求1所述的淀粉胶囊的制备方法，其特征为包括以下步骤：1)将天然支链淀 粉、直链淀粉以及增强剂在研钵中研磨、混合均匀；2)加水混匀，于40-60°C加热预糊化；3) 控制温度到55±2°C，搅拌至少1小时，取样于55°C下测试胶液粘度应为200-500 mPa ? s ; 4)至少静置30分钟以消除泡沫；5)控制料液温度至50±2°C，送入胶囊生产设备以沾胶法 获得淀粉胶囊壳。
9. 权利要求1所述的淀粉胶囊的制备方法，其特征为包括以下步骤：1)将天然直链淀 粉、天然支链淀粉按比例混合后，送入至少含12个加热滑块的双螺杆挤出机，双螺杆滑块 的温度控制在50-80°C;2)在捏合区域投入增强剂；3)经双螺杆挤出制得厚度为0. 1-0. 3mm 的薄片，以旋转冲模法生产淀粉软胶囊。
10. -种食用或药用胶囊剂，其特征在于胶囊壳为权利要求1-9任意之一所述的淀粉 基胶囊。
【文档编号】A61K47/26GK104324381SQ201410512240
【公开日】2015年2月4日 申请日期:2014年9月29日 优先权日:2014年9月29日
【发明者】帅放文, 王向峰, 章家伟 申请人:湖南尔康制药股份有限公司