本发明属于淀粉物理改性领域，涉及一种改性淀粉，特别是改进一种药用预胶化淀粉的制备方法。
背景技术：
淀粉（starch）是一种多糖，是自然界产量最大的天然高分子之一，是高等植物主要的碳水化合物成分，子式(C6H10O5)n，可由玉米、甘薯、野生橡子和葛根等含淀粉的物质中提取而得。淀粉可以看作是葡萄糖的高聚体。淀粉除食用外，工业上用于制糊精、麦芽糖、葡萄糖、酒精等，也用于调制印花浆、纺织品的上浆、纸张的上胶、药物片剂的压制等。因此，为了更好的起到这些作用，淀粉的某些特殊性质（如水溶性、稳定性、流动性、粘度、胶凝作用以及剪切强度等）是不可或缺的。
预胶化淀粉是淀粉的衍生物，亦称为可压性淀粉，属于药用辅料二类。预胶化淀粉的制备方法是用化学法或者物理法将淀粉颗粒部分或者全部破裂而得，只改变其物理性质而不改变原有的化学结构。因此预胶化淀粉具备良好的流动性能和可塑造性能，且具有良好的润滑作用，在药品生产过程中可与其他辅料合用于粉末直接压片的润滑剂，也可以用作湿法制粒的粘合剂，还可用于胶囊剂等其他固体材料的辅料。
一般市场上的预胶化淀粉根据预胶化程度可以分为全预胶化淀粉和部分预胶化淀粉。预胶化程度不同，则功能也不同。国内外大部分公司的产品为部分预胶化产品，其中比较知名的是卡乐康公司的产品Starch1500。法国的罗盖特公司则具有全部和部分预胶化淀粉两种产品。其在预胶化淀粉的全球市场份额中具有显著的优势。全预胶化淀粉能够完全溶解于水中，用于湿法制粒时可不加热直接制备淀粉浆，因此可以和主药、赋形剂一起加入制粒设备中，然后加水作为润湿剂。部分预胶化淀粉含有可溶性的（凝胶化）和不可溶成分，因为具有除黏性外兼有崩解特性，且具有良好的流动性。
目前生产预胶化淀粉一般采用的都是湿法加工工艺来制备。然而传统加工工艺生产的预胶化淀粉品质差，适用范围小。用化学处理法制备的预胶化淀粉容易产生对人体有害的物质，且生产工艺复杂，产品质量不稳定均一。
技术实现要素：
本发明的首要目的是克服了现有技术的困难与不足，改进了一种药用预胶化淀粉的制备方法，能够有效解决现有预胶化淀粉的黏性、流动性、稳定性以及水溶性差的问题，能够有效克服现有生产技术产品质量不稳定均一、流动性差、预胶化程度不可控等不足之处，并能够有效提高药用预胶化淀粉的应用性能。
本发明采用研磨、超声振动混合方法以及挤出技术对淀粉进行处理，并在低温下冷却干燥后采用切割机切粒成型。通过超声振动混合方法使预胶化淀粉的质量更为均一稳定，流动性提高，可压性能更好，并控制物料的配比以及挤出机的转速、温度等工艺条件来控制淀粉的预胶化程度。
超声振动混合技术是指物料在一定频率超声波存在的条件下，采用高速混合机机组进行混合的，使物料在混合的过程能够更加均一、稳定。
本发明的目的在于针对已有生产工艺存在的不足和预胶化淀粉产品性能存在的缺陷，将超声振动混合方法应用于淀粉改性中，改进了一种制备药用预胶化淀粉的方法。包括以下步骤：
A、称量物料：称取一定量的食品级淀粉和纯化水；
B、物料的预处理：将称量好的物料置于研磨机中研磨40~60min；
C、物料的混合：将研磨好的物料置于高速混合机组，且使高速混合机组置于超声波环境下，混合30~50min，控制混合后物料的水分含量为10%~40%；
D、物料的挤出：将混合好的物料加至挤出机加料漏斗，开启挤出机，控制螺杆温度，在60℃~100℃温度下挤出；
E、将物料在0℃~10℃条件下冷却干燥；
F、将冷却干燥后的物料用切粒机进行切割粉碎，粉碎机粉碎至药用预胶化淀粉所需粒径范围即可。
进一步，本发明所述的原料食品级淀粉的来源为薯类或谷类淀粉。
进一步，本发明所述的淀粉与纯化水的质量配比为1:0.06~0.32。
进一步，本发明中研磨好的物料混合之前需在红外条件下加热1~3h，温度为80~120℃。
进一步，本发明中超声波的频率为30000Hz~800000Hz。
进一步，本发明中挤出机螺杆的长径比为16，转速为120~160r/min。
本发明采用冷水溶解度（溶解温度为25℃）表征预胶化淀粉的预胶化程度。
本发明采用休止角表征预胶化淀粉的流动性，休止角通常是指粉体堆积层的自由斜面与水平面所形成的最大角。休止角越小，摩擦力越小，流动性越好，一般认为θ≤30度时流动性好，θ≤40度时可以满足生产过程中的流动性需求。粉体的流动性对颗粒剂、胶囊剂、片剂等制剂的重量差异及正常操作影响较大。休止角采用粉体综合特性测试仪测试。
本发明采用carr系数表征预胶化淀粉的可压性（compressibility index），Carr index＝（振实密度－松密度）/振实密度，它反应了可压性，一般认为，5～15％可压性非常好，12～16％可压性好，18～21％可压性一般，23～35％可压性较差，>40％则可压性很差。Carr系数同时也反映了预胶化淀粉的流动性。
本发明采用《中国药典》2010版第二部收录的预胶化淀粉质量标准进行全面的质量检验。
本发明与现有预胶化淀粉生产技术相比具有以下优点和显著的进步：
（1）采用研磨发对物料进行预处理。在研磨过程中，淀粉颗粒变得更加细小均一，使淀粉在混合过程中更容易混合均匀，同时使淀粉的结晶度下降。
（2）采用超声振动混合技术能够有效解决当前采用单一高速混合机组混合所存在的混合不够均一、质量不稳定的问题，混合后所得到的物料颗粒结构稳定均匀，流动性更高。
（3）通过红外、超声混合处理，所得预胶化淀粉具有更高的可塑性能，有利于生产各种产品。
（4）本制备方法还具有工艺简单，操作方便快捷，节能环保等优点。
具体实施方式：
下面将结合实施例对本发明的其他发明目的、技术方案和有益效果作进一步详细的说明，但实施例不应视作为本发明权利的限定。
实施例1
称取100g食品级谷类淀粉和6g纯化水，置于研磨器中研磨40min，红外处理1h，温度为80℃，然后转移至置于30000Hz超声波条件下的高速混合机组混合30min，混合均匀后将物料加入到挤出机中，控制螺杆转速为120r/min，在60℃下进行挤出，然后将挤出物料在0℃下冷却干燥后用切割机切粒成型，粉碎至所需粒度范围，最终得到冷却水溶解度为的55.2%的预胶化淀粉。
实施例2
称取200g食品级谷类淀粉和64g纯化水，置于研磨器中研磨60min，红外处理1.5h，温度为85℃，然后转移至置于40000Hz超声波条件下的高速混合机组混合50min，混合均匀后将物料加入到挤出机中，控制螺杆转速为120r/min，在60℃下进行挤出，然后将挤出物料在10℃下冷却干燥后用切割机切粒成型，粉碎至所需粒度范围，最终得到冷却水溶解度为的89.7%的预胶化淀粉。
实施例3
称取300g食品级谷类淀粉和60g纯化水，置于研磨器中研磨50min，红外处理1h，温度为100℃，然后转移至置于50000Hz超声波条件下的高速混合机组混合50min，混合均匀后将物料加入到挤出机中，控制螺杆转速为160r/min，在100℃下进行挤出，然后将挤出物料在10℃下冷却干燥后用切割机切粒成型，粉碎至所需粒度范围，最终得到冷却水溶解度为的91%的预胶化淀粉。
实施例4
称取200g食品级谷类淀粉和20g纯化水，置于研磨器中研磨40min，红外处理2h，温度为90℃，然后转移至置于80000Hz超声波条件下的高速混合机组混合50min，混合均匀后将物料加入到挤出机中，控制螺杆转速为140r/min，在100℃下进行挤出，然后将挤出物料在10℃下冷却干燥后用切割机切粒成型，粉碎至所需粒度范围，最终得到冷却水溶解度为的88.1%的预胶化淀粉。
实施例5
称取250g食品级谷类淀粉和25g纯化水，置于研磨器中研磨40min，红外处理1.5h，温度为110℃，然后转移至置于30000Hz超声波条件下的高速混合机组混合50min，混合均匀后将物料加入到挤出机中，控制螺杆转速为150r/min，在100℃下进行挤出，然后将挤出物料在0℃下冷却干燥后用切割机切粒成型，粉碎至所需粒度范围，最终得到冷却水溶解度为的91.9%的预胶化淀粉。
实施例6
称取500g食品级谷类淀粉和160g纯化水，置于研磨器中研磨60min，红外处理3h，温度为100℃，然后转移至置于80000Hz超声波条件下的高速混合机组混合50min，混合均匀后将物料加入到挤出机中，控制螺杆转速为160r/min，在100℃下进行挤出，然后将挤出物料在0℃下冷却干燥后用切割机切粒成型，粉碎至所需粒度范围，最终得到冷却水溶解度为的99.7%的预胶化淀粉。
实施例7
称取100g食品级谷类淀粉和20g纯化水，置于研磨器中研磨50min，红外处理2.5h，温度为120℃，然后转移至置于30000Hz超声波条件下的高速混合机组混合50min，混合均匀后将物料加入到挤出机中，控制螺杆转速为140r/min，在80℃下进行挤出，然后将挤出物料在10℃下冷却干燥后用切割机切粒成型，粉碎至所需粒度范围，最终得到冷却水溶解度为的96.5%的预胶化淀粉。
实施例8
称取300g食品级谷类淀粉和96g纯化水，置于研磨器中研磨30min，红外处理1.5h，温度为100℃，然后转移至置于40000Hz超声波条件下的高速混合机组混合40min，混合均匀后将物料加入到挤出机中，控制螺杆转速为120r/min，在60℃下进行挤出，然后将挤出物料在10℃下冷却干燥后用切割机切粒成型，粉碎至所需粒度范围，最终得到冷却水溶解度为的88.9%的预胶化淀粉。
实施例9
称取100g食品级谷类淀粉和20g纯化水，置于研磨器中研磨40min，红外处理2.5h，温度为90℃，然后转移至置于40000Hz超声波条件下的高速混合机组混合40min，混合均匀后将物料加入到挤出机中，控制螺杆转速为120r/min，在60℃下进行挤出，然后将挤出物料在10℃下冷却干燥后用切割机切粒成型，粉碎至所需粒度范围，最终得到冷却水溶解度为的86.2%的预胶化淀粉。
实施例10
称取400g食品级谷类淀粉和80g纯化水，置于研磨器中研磨60min，红外处理3.0h，温度为110℃，然后转移至置于50000Hz超声波条件下的高速混合机组混合50min，混合均匀后将物料加入到挤出机中，控制螺杆转速为160r/min，在100℃下进行挤出，然后将挤出物料在10℃下冷却干燥后用切割机切粒成型，粉碎至所需粒度范围，最终得到冷却水溶解度为的98.4%的预胶化淀粉。
实施例11
称取100g食品级谷类淀粉和60g纯化水，置于研磨器中研磨60min，红外处理3h，温度为120℃，然后转移至置于800000Hz超声波条件下的高速混合机组混合50min，混合均匀后将物料加入到挤出机中，控制螺杆转速为160r/min，在100℃下进行挤出，然后将挤出物料在10℃下冷却干燥后用切割机切粒成型，粉碎至所需粒度范围，最终得到冷却水溶解度为的43.2%的预胶化淀粉。
实施例12
称取100g食品级谷类淀粉和15g纯化水，置于研磨器中研磨40min，红外处理3h，温度为115℃，然后转移至置于80000Hz超声波条件下的高速混合机组混合30min，混合均匀后将物料加入到挤出机中，控制螺杆转速为160r/min，在100℃下进行挤出，然后将挤出物料在0℃下冷却干燥后用切割机切粒成型，粉碎至所需粒度范围，最终得到冷却水溶解度为的98.9%的预胶化淀粉。
对比实施例1
依照中国专利CN CN102614518A实施例所述实施，得到预胶化淀粉成品。
实施例13
取实施例2、4、6、8、10、12和对比实施例1、2的预胶化淀粉样品，依据《中国药典2015年版二部》所述内容进行质量全检，结果见表1。
实施例14
粉体流动性测试，测试方法：采用粉体综合特性测试仪对全部实施例和对比实施例中的预胶化淀粉粉体休止角进行测定，结果见表2。
粉体可压性测试，测试方法：采用采用粉体综合特性测试仪对全部实施例和对比实施例中的预胶化淀粉粉体可压性进行测定，结果见表2。
表1 预胶化淀粉的质量检验结果
表2 粉体流动性与可压性测试结果
。
以上所述，本发明所生产的药用预胶化淀粉的质量检验结果均合格，粉体流动性和可压性能都显著优于其他生产方法所制备的产品，具有很显著的优势。