用于制备空心胶囊的组合物及其淀粉基质空心胶囊的制作方法
【专利摘要】本发明涉及制造用于食品、药物等领域的空心胶囊的用于制备空心胶囊的组合物，以及由该组合物制备的淀粉基质空心胶囊。本发明的用于制备空心胶囊的组合物是将羟丙基淀粉或酸处理的羟丙基淀粉、增强增韧剂和胶凝剂混合后制备得到。所述羟丙基淀粉或酸处理的羟丙基淀粉的取代度DS在0.007～0.93范围，糊化温度在30～70℃范围。将该组合物在水中加热糊化胶化后，可制备得到淀粉基质空心胶囊。本发明通过在淀粉分子上引入羟丙基官能团对淀粉进行改性，既克服了淀粉分子间氢键力，起到了增韧增强的作用，又有效抑制了淀粉的回生作用，同时还增加了淀粉分子的亲水性能，降低了糊化温度，使制得的淀粉基质空心胶囊具有很好的崩解性能。
【专利说明】用于制备空心胶囊的组合物及其淀粉基质空心胶囊
【技术领域】
[0001]本发明涉及制造用于食品、药物等领域的空心胶囊的用于制备空心胶囊的组合物，以及由该组合物制备的淀粉基质空心胶囊。
【背景技术】
[0002]利用动物来源的明胶制作空心胶囊至少已有近200年的历史。由于明胶可掩盖许多药物的不良口感、气味或对胃的刺激性，因此，明胶胶囊很快被推广应用于各种固体制剂的生产中。过去100年来，以明胶为原料的各种胶囊曾长期畅销于国际医药市场。而上个世纪末，疯牛病的爆发最终将明胶胶囊拖入了一场前所未有的信任危机中。而2012年4月，我国爆发的“毒胶囊”事件无疑加剧了我国人民对明胶胶囊的不信任感。此外，明胶胶囊本身还存在很多缺点，如:易于滋生微生物，易吸潮，环境湿度低则柔韧性较差，易碎，环境湿度大则易于发生粘连，从而不能装填易吸湿或对水敏感的药物；明胶分子链含大量活泼基团，易于同灌装药物反应；此外，由于宗教原因，明胶胶囊受到穆斯林和犹太民族以及素食主义者的抵触。[0003]同明胶空心胶囊相比，采用植物基原料来制备空心胶囊可明显改善上述缺点。目前已有多种植物质胶囊的应用报道。美国辉瑞公司胶囊部(Capsugel)率先开发上市全球第一种也是目前影响最大的非明胶胶囊——Vcaps0其主要原料为来自植物的羟丙甲基纤维素(HPMC)，不仅适合欧美人服用，更适合穆斯林、印度教、犹太教和佛教徒等广大人群服用，Vcaps上市后产销量迅速攀升，现年销量在数百亿粒左右。目前Vcaps在我国也有生产销售，并在我国申请了相关专利(CN200780040028.6)。之后，法国Capsugel胶囊公司又推出第二种植物胶囊新产品NPcaps，并迅速在国际胶囊市场占有了一席之地。据介绍，该产品系采用一种来自植物的多糖物质——普鲁兰糖为原料制作而成。这种植物多糖不仅具有良好水溶性且无色无味，可在人体消化道内完全生物降解。用其制作的胶囊具有与明胶胶囊相似的各种优点，如低氧气透入性、适合机器填充性、不会与胶囊壳内的药物发生化学反应、适合任何人群服用等。NPcaps自上市后很快受到世界各地制剂厂的欢迎，年销量迅速升高，年产量约达到上百亿粒。尽管NPcaps存在诸多优点，但其原材料普鲁兰多糖价格昂贵，难以在国内推广。
[0004]近年来，有众多关于植物质空心胶囊的专利申请(例如:CN02827414.8、CN200610093987.1、CN200910186831.1、CN200810016500.9 等)，但除以羟丙基甲基纤维素为主要原料的空心胶囊近几年有企业投产上市外，并未见其它材质的空心胶囊生产。尽管羟丙基甲基纤维素的价格并不十分昂贵，但以其为主要原料制备空心胶囊的生产过程中胶液水料比较大，除水较为困难，且胶液糊丝较长，成型难度大，以其为主要原料制备的空心胶囊的崩解时限较长，因此，目前在国内的市场占有率并不高。淀粉价格十分低廉，以其制备空心胶囊具有很大的吸引力，国内诸多厂家也纷纷申请了淀粉空心胶囊的专利，但由于淀粉分子间易于形成很强的氢键，淀粉膜易脆易碎，难以制得强度高，耐填装的空心胶囊。近年来，部分美国和日本的专利通过在淀粉基质中添加高强凝胶制备出具有较高强度的空心胶囊壳，但同时也造成了空心胶囊壳难以崩解，很难获得在体内迅速崩解的产品。因此尽管专利众多，但至今未有能够推向市场的产品。
【发明内容】
[0005]本发明的目的之一在于通过对淀粉进行分子链改性引入羟丙基，以改善淀粉的柔韧性及亲水性，并进一步添加适量的增强增韧剂及胶凝剂，从而提供一种能够制备出具有很好柔韧性和较好崩解性能的淀粉基质空心胶囊的组合物。
[0006]本发明的目的之二在于提供一种由用于制备空心胶囊的组合物制备的淀粉基质
空心胶囊。
[0007]本发明的用于制备空心胶囊的组合物，以总重量计，所述的组合物是由50~95被％的羟丙基淀粉或酸处理的羟丙基淀粉(优选为55~85wt% )、0.5~49.5wt%增强增韧剂(优选为5~35wt% )和0.5~20wt%的胶凝剂(优选为3~IOwt % )组成。
[0008]所述的羟丙基淀粉或酸处理的羟丙基淀粉的取代度DS在0.007~0.93范围内(优选为0.05~0.25)，糊化温度在30~70°C范围内(优选为35~50°C )。
[0009]所述的羟丙基淀粉或酸处理的羟丙基淀粉可通过普通淀粉制备，所述的羟丙基淀粉为普通淀粉同环氧丙烷经淀粉工业常规的反应方式制备得到；为降低羟丙基淀粉的粘度可采用酸处理的羟丙基淀粉，所述的酸处理的羟丙基淀粉为将普通淀粉经淀粉工业常规的无机酸处理工艺进行降解降黏处理后，再同环氧丙烷经淀粉工业常规的反应方式制备得到，或直接将羟丙基淀粉经淀粉工业常规的无机酸处理工艺进行降解降黏处理后得到。
[0010]所述的普通淀粉可选自木薯淀粉、小麦淀粉、马铃薯淀粉、红薯淀粉、玉米淀粉、豆类淀粉、大米淀粉中的一种或几种；优选木薯淀粉、豆类淀粉、马铃薯淀粉、玉米淀粉。
[0011]所述增强增韧剂选自壳聚糖、甲基纤维素、羟丙基纤维素、羟丙基甲基纤维素中的一种或几种。
[0012]所述胶凝剂选自果胶、黄原胶、刺槐豆胶、卡拉胶、结冷胶、琼脂胶、阿拉伯胶、甘露聚糖、瓜尔胶和魔芋胶中的一种或几种。
[0013]本发明的用于制备空心胶囊的组合物的制备方法是，以总重量计，将50~95wt%的羟丙基淀粉或酸处理的羟丙基淀粉(优选为55~85wt% )、0.5~49.5wt%增强增韧剂(优选为5~35wt% )和0.5~20wt%的胶凝剂(优选为3~IOwt % )混合，即制备得到用于制备空心胶囊的组合物。
[0014]本发明的用于制备空心胶囊的组合物在水中加热糊化胶化后，可采用常规制备胶囊的工艺制备用于食品、药品领域的具有很好柔韧性和较好崩解性能的淀粉基质空心胶囊。
[0015]所述的组合物在水中加热糊化胶化时，组合物与水的重量比为1:3~1:8，优选为1:4 ~1:7。
[0016]所述的组合物在水中加热糊化胶化时，可进一步加入助凝剂。所述的助凝剂可选自氯化钾、碳酸钾、柠檬酸钾、乙酸钾、氯化钙、乙酸钙中的一种或几种。
[0017] 本发明通过对以变性淀粉为主要原料制备的空心胶囊进行的深入研究，提出了通过在淀粉分子上引入羟丙基官能团对淀粉进行改性，以改善淀粉基质存在的缺陷，并通过羟丙基改性，既克服了淀粉分子间氢键力，起到了增韧增强的作用，又有效抑制了淀粉的回生作用，同时还增加了淀粉分子的亲水性能，降低了糊化温度，使得制备的淀粉基质空心胶囊具有很好的崩解性能。在此基础上适量增韧增强剂，进一步起到了增韧作用，从而制备出具有很好柔韧性和较好崩解性能的淀粉基质空心胶囊。本发明制备得到的淀粉基质空心胶囊，同羟丙基甲基纤维素植物胶囊相比具有生产易于成型，产品崩解速度快，价格低廉等优势。
[0018] 通过羟丙基改性淀粉不引入活泼官能团，使得制备的空心胶囊同淀粉和纤维素一样不含有活泼基团，从而不会影响装填药物的质量，且早在上个世纪50年代，羟丙基淀粉被美国食物药物管理局(FDA)批准用于食品，其安全性毋庸置疑。
【具体实施方式】
[0019]实施例1
[0020]将55wt%的羟丙基玉米淀粉(取代度DS = 0.007，糊化温度70°C ;羟丙基玉米淀粉是由玉米淀粉同环氧丙烷经淀粉工业常规的反应方式制备得到)、49.5wt%甲基纤维素和0.5wt%的魔芋胶混合，制备得到用于制备空心胶囊的组合物。
[0021]将上述制备得到的用于制备空心胶囊的组合物及微量的作为助凝剂的KCl (重量约为组合物的0.05% )，与是所述的组合物8倍重量的水混合并加热糊化胶化后，采用常规制备胶囊的工艺制备出具有很好柔韧性和较好崩解性能的淀粉基质空心胶囊。
[0022]所制备的淀粉基质空心胶囊参照中国药典2010年版二部规定的方法，采用天大天发ZB-1E智能崩解仪进行崩解实验，测试50粒样品均能在7分钟内全部崩解，其崩解时限达到药典要求。
[0023]实施例2
[0024]将95wt %的羟丙基木薯淀粉(取代度DS = 0.93，糊化温度30°C，羟丙基木薯淀粉是由木薯淀粉同环氧丙烷经淀粉工业常规的反应方式制备得到)，4.5wt%的壳聚糖，
0.5wt%的卡拉胶混合，制备得到用于制备空心胶囊的组合物。
[0025]将上述制备得到的用于制备空心胶囊的组合物及微量的作为助凝剂的柠檬酸钾(重量约为组合物的0.15% )，与是所述的组合物6倍重量的水混合并加热糊化胶化后，采用常规制备胶囊的工艺制备出具有很好柔韧性和较好崩解性能的淀粉基质空心胶囊。
[0026]所制备的淀粉基质空心胶囊参照中国药典2010年版二部规定的方法，采用天大天发ZB-1E智能崩解仪进行崩解实验，测试50粒样品均能在6分钟内全部崩解，其崩解时限达到药典要求。
[0027]实施例3
[0028]将79.5wt%的羟丙基马铃薯淀粉(取代度DS = 0.21，糊化温度50°C，羟丙基马铃薯淀粉是由马铃薯淀粉同环氧丙烷经淀粉工业常规的反应方式制备得到)，0.5wt%的羟丙基纤维素，20wt %的瓜尔胶混合，制备得到用于制备空心胶囊的组合物。
[0029]将上述制备得到的用于制备空心胶囊的组合物及微量的作为助凝剂的氯化钙(重量约为组合物的0.2%)，与是所述的组合物5倍重量的水混合并加热糊化胶化后，采用常规制备胶囊的工艺制备出具有很好柔韧性和较好崩解性能的淀粉基质空心胶囊。
[0030]所制备的淀粉基质空心胶囊参照中国药典2010年版二部规定的方法，采用天大天发ZB-1E智能崩解仪进行崩解实验，测试50粒样品均能在8分钟内全部崩解，其崩解时限达到药典要求。
[0031]实施例4
[0032]将75wt%的酸处理的羟丙基玉米淀粉(取代度DS = 0.15，糊化温度55°C，酸处理的羟丙基玉米淀粉是由玉米淀粉经盐酸处理后同环氧丙烷经淀粉工业常规的反应方式制备得到)，15wt%的羟丙基纤维素，10wt%的刺槐豆胶混合，制备得到用于制备空心胶囊的组合物。
[0033]将上述制备得到的用于制备空心胶囊的组合物与是所述的组合物3倍重量的水混合并加热糊化胶化后，采用常规制备胶囊的工艺制备出具有很好柔韧性和较好崩解性能的淀粉基质空心胶囊。
[0034]所制备的淀粉基质空心胶囊参照中国药典2010年版二部规定的方法，采用天大天发ZB-1E智能崩解仪进 行崩解实验，测试50粒样品均能在9分钟内全部崩解，其崩解时限达到药典要求。
【权利要求】
1.一种用于制备空心胶囊的组合物，其特征是:所述的组合物是由50~95?1:%的轻丙基淀粉或酸处理的羟丙基淀粉、0.5~49.5wt%增强增韧剂和0.5~20wt%的胶凝剂组成； 所述的羟丙基淀粉或酸处理的羟丙基淀粉的取代度DS在0.007~0.93范围内，糊化温度在30~70°C范围内。
2.根据权利要求1所述的用于制备空心胶囊的组合物，其特征是:所述的羟丙基淀粉或酸处理的羟丙基淀粉的含量为55~85wt%。
3.根据权利要求1所述的用于制备空心胶囊的组合物，其特征是:所述的增强增韧剂的含量为5~35wt%。
4.根据权利要求1所述的用于制备空心胶囊的组合物，其特征是:所述的胶凝剂的含量为3~10wt%。
5.根据权利要求1或2所述的用于制备空心胶囊的组合物，其特征是:所述的羟丙基淀粉或酸处理的羟丙基淀粉的取代度DS为0.05~0.25，糊化温度为35~50°C。
6.根据权利要求5所述的用于制备空心胶囊的组合物，其特征是:所述的羟丙基淀粉为普通淀粉同环氧丙烷制备得到；所述的酸处理的羟丙基淀粉为普通淀粉经无机酸处理后，再同环氧丙烷制备得到，或直接将羟丙基淀粉经无机酸处理后得到； 所述的普通淀粉选自木薯淀粉、小麦淀粉、马铃薯淀粉、红薯淀粉、玉米淀粉、豆类淀粉、大米淀粉中的一种或几种。
7.根据权利要求1或3所述的用于制备空心胶囊的组合物，其特征是:所述增强增韧剂选自壳聚糖、甲基纤维素、羟丙基纤维素、羟丙基甲基纤维素中的一种或几种。
8.根据权利要求1或4所述的用于制备空心胶囊的组合物，其特征是:所述胶凝剂选自果胶、黄原胶、刺槐豆胶、卡拉胶、结冷胶、琼脂胶、阿拉伯胶、甘露聚糖、瓜尔胶和魔芋胶中的一种或几种。
9.一种淀粉基质空心胶囊，其特征是:所述的淀粉基质空心胶囊是由权利要求1~8任意一项所述的用于制备空心胶囊的组合物在水中加热糊化胶化后制备得到，所述的组合物在水中加热糊化胶化时，组合物与水的重量比为1:3~1:8。
10.根据权利要求9所述的淀粉基质空心胶囊，其特征是:所述的组合物在水中加热糊化胶化时可加入助凝剂； 所述的助凝剂选自氯化钾、碳酸钾、柠檬酸钾、乙酸钾、氯化钙、乙酸钙中的一种或几种。
【文档编号】C08L5/08GK103937038SQ201410174687
【公开日】2014年7月23日 申请日期:2014年4月28日 优先权日:2014年4月28日
【发明者】闫丰文, 袁国卿 申请人:中国科学院化学研究所