高压脉冲电场在空心胶囊非热灭菌中的应用研究

摘要

明胶空心胶囊是胶囊制剂主要的包装材料。明胶空心胶囊的主要原料为药用明胶，而明胶是一种适宜细菌生长的培养基，因此明胶空心胶囊生产过程中极易受到细菌污染，造成空心胶囊成品微生物超标。对此，胶囊生产企业大都使用环氧乙烷灭菌方法来降低微生物数目，而环氧乙烷具有极强的毒性，人体过量摄入，易发生急性中毒事件，长期接触有致癌、致畸形的风险。2010年出版的《中华人民共和国药典》规定，空心胶囊中环氧乙烷残留量不得高于0.0001％。现有的生产工艺条件无法满足药典规定，明胶空心胶囊生产行业急需一种新型的无菌空心胶囊生产工艺。本工作基于高压脉冲电场（Pulsed Electric Fields, PEF）技术研究了其处理明胶胶液的灭菌效果及处理后胶液理化性质的变化情况，设计了一套连续灭菌装置，建立一种基于高压脉冲电场的明胶空心胶囊无菌生产工艺。
　　以下是本论文主要的研究工作：
　　1.系统分析了明胶空心胶囊生产工艺流程，分析各工艺流程细菌产生的原因。分析表明：融胶配胶工序及蘸胶成型工序是细菌污染的重要来源，蘸胶成型中的胶池是微生物繁殖的重要场所。
　　2.探究了高压脉冲电场技术的灭菌机理，考察了脉冲电场参数对明胶微生物灭菌的影响及处理后胶液理化性质的变化情况。结果表明：在处理量为5mL，脉冲电压强度为25Kv/cm，脉冲频率为10000Hz，脉冲宽度为6μs，处理时间为10s，环境温度为20℃，胶液温度48℃的条件下，高压脉冲电场灭菌处理胶液微生物灭菌效果可到99.7%，且胶液粘度无明显改变。
　　参照明胶空心胶囊生产工艺及高压脉冲电场灭菌效果，设计了一套在线连续灭菌装置，对经连续处理装置处理后的明胶空心胶囊产品进行了检测，检测结果显示，灭菌效果可达97.78%，与环氧乙烷灭菌效果相当。处理后，空心胶囊产品理化性质无明显改变，检测指标可到2010年版中国药典规定。建立了一种明胶空心胶囊的无菌生产工艺。

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第一章 绪论

1.1 本文选题的研究背景及意义

1.2 空心胶囊行业发展现状

1.3 高压脉冲电场应用现状

1.4 本文研究的主要研究工作、组织结构及创新点

1.5 本章小结

第二章 明胶空心胶囊微生物控制方法

2.1 明胶空心胶囊生产工艺流程

2.2 明胶空心胶囊的质量标准

2.3 明胶空心胶囊微生物来源分析

2.4 环氧乙烷灭菌方法及不足

2.5 本章小结

第三章 高压脉冲电场灭菌技术机理分析

3.1 高压脉冲电场的产生办法

3.2 高压脉冲电场灭菌机理

3.3灭菌机理研究

3.4 讨论

3.5 本章小结

第四章 高压脉冲电场静态杀灭胶液微生物的研究

4.1 高压脉冲电场处理装置

4.2 实验材料与试剂

4.3 实验设备

4.4 高压脉冲电场杀灭大肠杆菌和酵母菌实验

4.5高压脉冲电场处理后蛋白质成分变化

4.6 高压脉冲电场处理明胶溶液实验

4.7 本章小结

第五章 高压脉冲电场连续灭菌装置设计

5.1 高压脉冲电场连续灭菌装置的设计

5.2 高压脉冲电场连续处理装置设计

5.3 高压脉冲电场连续处理装置

5.3 高压脉冲电场连续处理装置测试

5.4 本章小结

第六章 明胶空心胶囊无菌生产工艺的建立

6.1 空心胶囊生产线加装连续处理装置

6.2 装置测试部分

6.3 两种灭菌方法比较

6.4 结论

6.5 本章小结

第七章 总结与展望

7.1 工作总结

7.2 研究展望

致谢

参考文献

附录

作者在读期间发表的学术论文

参加科研项目