专利名称：一种可用于制备植物胶囊的羟丙甲纤维素共聚物及其制备方法
技术领域：
本发明属于医药辅料技术领域，更具体是涉及一种可用于制备植物胶囊的羟丙甲纤维素共聚物及其制备方法。
背景技术：
胶囊是医药保健品行业广泛使用的剂型，目前胶囊壁材以明胶为主。明胶是具有一定的分子大小、分子形状和电荷分布、并随其原料来源及制造方法的不同而有所不同的一类多肽物质。明胶作为胶囊原材料，存在以下问题明胶胶囊易老化、易开裂；对贮藏温 度、湿度等有严格要求；不能被一些特殊文化者或素食主义所接受；有传染动物源疾病的风险；明胶生产存在严重环境污染等。明胶胶囊的应用价值及安全性受到质疑，传统明胶胶囊的统治地位开始发生动摇，研发植物型胶囊壁材，代替明胶制备胶囊具有重要意义。本发明采用天然植物材料，以羟丙甲纤维素、植物蛋白、植物多糖为主要原料，运用药用辅料学、制剂学、高分子材料学、生物化学、结构生物学、分子模拟等原理与技术，制备了羟丙甲纤维素共聚物。羟丙甲纤维素是一种非离子型纤维素醚，已被我国、美国等国家的药典收载，是一种理想的植物胶囊生产材料。但羟丙甲纤维素膜存在韧性差、脆性高等缺点。植物蛋白是从植物材料中提取的一类天然物质，包括植物种子蛋白和茎杆蛋白等，有些植物蛋白具有良好的成膜性，在植物胶囊壁材制备中有应用价值。天然植物多糖是植物光合作用的产物，具有凝胶、粘结、增稠、固塑等多种作用，有助于改良胶液的成膜性能。利用上述天然植物材料制备的共羟丙甲纤维素聚物可作为植物胶囊的壁材基材。
发明内容
本发明的目的是提供一种能代替动物明胶的药用胶囊的壁材基材，运用药用辅料学、制剂学、高分子材料学、生物化学、结构生物学、分子模拟等原理与技术，制备一种适于生产植物胶囊的羟丙甲纤维素共聚物。利用该共聚物制备的胶囊，其内容物的溶出可满足体内不同部位、不同时间的需要。本发明的共聚物由下列底物通过配位聚合而成羟丙甲纤维素或其衍生物10% 50%，植物蛋白或其衍生物20% 70%，植物多糖或其衍生物1% 50%、复合耦联剂为0. 01% 5%，助剂为0% 3%，改性剂为0. 01% 3%。本发明的制备方法为将羟丙甲纤维素在预热至60°C 10(TC的纯水中搅拌分散lh 4h，缓慢加入植物多糖使其完全溶解，继续搅拌Ihlh ;将植物蛋白在预热至70°C ^900C的水中分散，调pH值为8 11，沸水热处理至蛋白完全溶解；将植物蛋白溶液缓慢加入到搅拌的羟丙甲纤维素溶液中，以利分散，加入耦联剂、助剂、改性剂，搅拌均匀，在6o°c Kktc的条件下反应4tT8h，通过耦联配位结合、超分子体系自组装，形成超分子结构聚合物；将反应产物沉淀，洗涤，干燥，包装，贮存。
本发明根据药用胶囊的成膜、崩解特性要求，以羟丙甲纤维素、植物蛋白或植物多糖为对象，采用计算化学分子间作用力模拟，筛选合适的耦联剂，其耦联配位聚合示意图如图I (以羟丙甲纤维素与植物蛋白分子聚合为例)，采用物理、化学手段，调控聚合体系的微环境，必要时采用6tlCo Y射线、微波辐射处理，制备适宜聚合度范围的高分子。羟丙甲纤维素共聚物具有凝胶和成膜性能，其胶液粘度3 50 mpa. s,冻力强度大于180 Bloom g ,重金属限度及微生物限度符合国家要关规定。该羟丙甲纤维素共聚物在制备过程中基本保持羟丙甲纤维素、植物蛋白、植物多糖的原有特性，产品安全性高；利用该材料制备的胶囊脆碎性和崩解性符合中国药典要求，产品性能好，性质稳定；本发明中的植物蛋白是农产品加工中的副产物，成本低廉；本发明制备工艺简单，操作性强；利用该材料制备胶囊时可共享现有明胶生产胶囊的设备，节省投资。为达到上述目的，本发明采取了如下的技术方案
本发明的共聚物由下列底物通过化学配位聚合而成羟丙甲纤维素或其衍生物10% 50%，植物蛋白或其衍生物20% 70%，植物多糖或其衍生物1% 50%、复合耦联剂为0. 01% 5%，助剂为0% 3%，改性剂为0. 01% 3%。本发明中羟丙甲纤维素及其衍生物为低粘度，其粘度范围为广200 mpa. S，低粘度的羟丙甲纤维素及其衍生物有利于蛋白质等分子在共聚体系中均匀分散与聚合。本发明中植物蛋白指玉米蛋白、小麦蛋白、大ii蛋白、棉杆蛋白及具有成I旲性其他植物种子蛋白，或上述蛋白衍生物的至少一种或一种以上，蛋白质纯度为70%以上，上述蛋白质来源广泛，多样化空间分子结构为制备不同性能要求的膜提供基础。本发明中植物多糖包含结冷胶、卡拉胶、果胶、阿拉伯胶、甘露聚糖、瓜尔胶、壳聚糖和淀粉等植物多糖，上述多糖具有改善胶液凝胶、成膜特性。本发明中耦联剂包括阿魏酸、柠檬酸、葡糖酸、乳酸、磷酸、葡萄糖内酯、丙二醇酯的至少一种或一种以上，上述物质具有与其他分子多点结合能力。本发明中助剂包括甘油、乙二醇、山梨醇、氨基酸及其衍生物中的至少一种或一种以上，上述物质具有增强膜的应用性能作用。本发明中改性剂包括硬脂酸、卵磷脂、Span、Tween、酸碱试剂以及缩合酶、转氨酶等，上述物质或具有消泡作用、或具有改进体系分散作用、或能影响功能基团的特性或空间形貌结构，为分子间作用提供条件。
图I羟丙甲纤维素与植物蛋白分子耦联配位聚合示意图
具体实施例方式实施例I
羟丙甲纤维素共聚物反应底物(按重量百分比计)羟丙甲纤维素或其衍生物109^50%，以30%为宜；大豆蛋白或其衍生物20% 70%，以45%为宜；卡拉胶1% 50%，以15%为宜；阿魏酸1% ;柠檬酸1% ;甘油0. 5% ；山梨醇0. 5% ;卵磷脂0. 01% 3%，以0. 1%为宜；余量为纯水。第一步，将羟丙甲纤维素在预热至80°C的纯水中搅拌分散2h，加入卡拉胶使其完全溶解，继续搅拌2h ;第二步，将大豆蛋白在预热至80°C的水中分散，以0. IN的氢氧化钠调PH值为8 11，沸水热处理至蛋白完全溶解；第三步，将大豆蛋白溶液缓慢加入到羟丙甲纤维素溶液中，加入耦联剂、助剂、改性剂，搅拌均匀，在60°C 100°C的条件下共聚反应6h ;第四步，将反应产物沉淀，洗涤，干燥，包装，贮存。
实施例2
羟丙甲纤维素共聚物反应底物(按重量百分比计)羟丙甲纤维素或其衍生物109^50%，以30%为宜；玉米蛋白或其衍生物20% 70%，以45%为宜；结冷胶1% 50%，以15%为宜；阿魏酸1% ;柠檬酸1% ;甘油0. 5% ;山梨醇0. 5% ；Span 0. 01% 3%，以0. 1%为宜；余量为纯水。第一步，将羟丙甲纤维素在预热至80°C的纯水中搅拌分散2h，加入卡拉胶使其完全溶解，继续搅拌2h ;第二步，将大豆蛋白在预热至80°C的水中分散，以0. IN的氢氧化钠调PH值为8 11，沸水热处理至蛋白完全溶解；第三步，将大豆蛋白溶液缓慢加入到羟丙甲纤维素溶液中，加入耦联剂、助剂、改性剂，搅拌均匀，在60°C 100°C的条件下共聚反应6h ;第·四步，将反应产物沉淀，洗涤，干燥，包装，贮存。
实施例3
羟丙甲纤维素共聚物反应底物(按重量百分比计)羟丙甲纤维素或其衍生物109^50%，以30%为宜；小麦蛋白或其衍生物20% 70%，以45%为宜；果胶1% 50%，以15%为宜；阿魏酸1% ;柠檬酸1% ;甘油0. 5% ；山梨醇0. 5% ；Span 0. 01% 3%，以0. 1%为宜；余量为纯水。第一步，将羟丙甲纤维素在预热至80°C的纯水中搅拌分散2h，加入卡拉胶使其完全溶解，继续搅拌2h ;第二步，将大豆蛋白在预热至80°C的水中分散，以0. IN的氢氧化钠调PH值为8 11，沸水热处理至蛋白完全溶解；第三步，将大豆蛋白溶液缓慢加入到羟丙甲纤维素溶液中，加入耦联剂、助剂、改性剂，搅拌均匀，在60°C 100°C的条件下共聚反应6h ;第四步，将反应产物沉淀，洗涤，干燥，包装，贮存。
实施例4
羟丙甲纤维素共聚物反应底物(按重量百分比计)羟丙甲纤维素或其衍生物109^50%，以30%为宜；小麦蛋白20% 40%，以30%为宜；玉米蛋白10% 20%，以15%为宜；果胶1% 50%，以15%为宜；阿魏酸1% ;柠檬酸1% ;甘油0. 5% ;山梨醇0. 5% ；Tween 0. 01% 3%，以0. 1%为
宜；余量为纯水。第一步，将羟丙甲纤维素在预热至80°C的纯水中搅拌分散2h，加入卡拉胶使其完全溶解，继续搅拌2h ;第二步，将大豆蛋白在预热至80°C的水中分散，以0. IN的氢氧化钠调PH值为8 11，沸水热处理至蛋白完全溶解；第三步，将大豆蛋白溶液缓慢加入到羟丙甲纤维素溶液中，加入耦联剂、助剂、改性剂，搅拌均匀，在60°C 100°C的条件下共聚反应6h ;第四步，将反应产物沉淀，洗涤，干燥，包装，贮存。
实施例5
羟丙甲纤维素共聚物反应底物(按重量百分比计)羟丙甲纤维素或其衍生物109^50%，以30%为宜；大豆蛋白20% 40%，以30%为宜；玉米蛋白10% 20%，以15%为宜；瓜尔胶1% 50%，以15%为宜；阿魏酸1% ;柠檬酸1% ;甘油0. 5% ;山梨醇0. 5% ；Tween 0. 01% 3%，以0. 1%为宜；余量为纯水。第一步，将羟丙甲纤维素在预热至80°C的纯水中搅拌分散2h，加入卡拉胶使其完全溶解，继续搅拌2h ;第二步，将大豆蛋白在预热至80°C的水中分散，以0. IN的氢氧化钠调pH值为f 11，沸水热处理至蛋白完全溶解；第三步，将大豆蛋白溶液缓慢加入到羟丙甲纤维素溶液中，加入耦联剂、助剂、改性剂，搅拌均匀，在60°C 100°C的条件下共聚反应6h ;第 四步，将反应产物沉淀，洗涤，干燥，包装，贮存。
权利要求
1.一种羟丙甲纤维素共聚物，其特征在于是以羟丙甲纤维素或其衍生物为主要原料，与天然植物大分子聚合形成羟丙甲纤维素共聚物；在于该共聚物由下列物质配位聚合而成的(按干品重量百分比计)羟丙甲纤维素或其衍生物109^50%，植物蛋白或其衍生物20% 70%，植物多糖或其衍生物1% 50%、复合耦联剂0. 01% 5%，改性剂0. 01% 3%。
2.根据权利要求I所述羟丙甲纤维素共聚物，其特征在于所述的羟丙甲纤维素及其衍生物为低粘度，其粘度范围为广200 mpa. S，羟丙基疒12%，摩尔取代度0. 2、. 5 ;甲氧基28 30%，取代度1. 7 2. 3。
3.根据权利要求I所述羟丙甲纤维素共聚物，其特征在于所述的植物蛋白为玉米蛋白、小麦蛋白、大豆蛋白、棉籽蛋白及其他具有成膜性的植物蛋白，或上述蛋白衍生物的至少一种或一种以上。
4.根据权利要求3所述羟丙甲纤维素共聚物，其特征在于所述的植物蛋白及其衍生物中蛋白含量为70%以上，沉降系数范围f30S。
5.根据权利要求I所述羟丙甲纤维素共聚物，其特征在于所述的耦联剂包括阿魏酸、柠檬酸、葡糖酸、乳酸、磷酸、葡萄糖内酷、丙ニ醇酯中的至少ー种或ー种以上。
6.根据权利要求I所述羟丙甲纤维素共聚物，其特征在于其中还添加有09T3%的助齐U，所述的助剂包括甘油、こニ醇、山梨醇、氨基酸及其衍生物中的至少ー种。
7.根据权利要求I所述羟丙甲纤维素共聚物，其特征在于所述的改性剂包括硬脂酸、卵磷脂、Span、Tween、酸碱试剂以及缩合酶、转氨酶中的至少ー种或ー种以上。
8.根据权利要求1-6中任一项所述的羟丙甲纤维素共聚物，其特征在于所述的羟丙甲纤维素可由下述纤维素醚中的ー种或几种代替羧甲基纤维素、羟丙基纤维素、羟こ基纤维素、羟こ基甲基纤维素及其衍生物。
9.一种制备如权利要求1-7所述羟丙甲纤维素共聚物的方法，包括如下步骤，首先按重量百分比称取各个原料，将羟丙甲纤维素在预热至60°C 100で的纯水中搅拌分散lh 4h，缓慢加入植物多糖使其完全溶解，继续搅拌Ihlh ;将植物蛋白在预热至70°C ^90°C的水中分散，调pH值为8 11，沸水热处理至蛋白完全溶解；将植物蛋白溶液缓慢加入到搅拌的羟丙甲纤维素溶液中，以利分散，加入耦联剂、助剂、改性剂，搅拌均匀，在60°C ^lOO0C的条件下反应4tT8h ;将反应产物沉淀，洗涤，干燥，包装，贮存。
全文摘要
本发明公开了一种适于制备植物胶囊壁材基材羟丙甲纤维素共聚物及其制备方法。该共聚物由反应底物羟丙甲纤维素、植物蛋白、植物多糖、辅料等聚合而成。该共聚物制备过程中基本保持羟丙甲纤维素、植物蛋白、植物多糖的原有特性，产品安全性高；利用该材料制备的胶囊脆碎性和崩解性符合中国药典要求，产品性能好，性质稳定；本发明中的植物蛋白是农产品加工中的副产物，成本低廉；本发明制备工艺简单，操作性强；利用该材料制备胶囊时可共享现有明胶生产胶囊的设备，节省投资。
文档编号C08K5/11GK102952280SQ20121030173
公开日2013年3月6日 申请日期2012年8月23日 优先权日2012年8月23日
发明者黄训端, 开桂青, 张兴智, 吕兴富, 孙建刚 申请人:安徽大学, 泰安瑞泰纤维素有限公司