一种改性羟丙基淀粉及其制备方法、一种植物空心胶囊及其制备方法

摘要

本发明提供了一种改性羟丙基淀粉及其制备方法，将羟丙基淀粉与增韧胶在交联剂的作用下，通过活化羟基的交联反应，得到性能优良的改性羟丙基淀粉。本发明还提供了一种植物空心胶囊及其制备方法，采用所述改性羟丙基淀粉作原料，与凝胶剂、助凝剂、增塑剂等进行物理混合，经过蘸胶、烘干、拔壳、切割及套合，得到品质优异的植物空心胶囊，可有效解决目前植物胶囊普遍存在的胶囊壳偏脆、胶囊生产成本过高、操作复杂等问题。

说明书

技术领域

本发明属于药用辅料技术领域，具体涉及一种改性羟丙基淀粉及其制备方法、一种植物空心胶囊及其制备方法。

背景技术

胶囊剂作为目前使用最广泛的剂型之一，具有掩药味、高药效、控缓释等优点，在医药、保健品、功能食品行业有着广泛的应用。传统胶囊一般是利用动物的皮、骨水解制得的明胶作为胶囊的囊壳材料，但明胶胶囊易于滋生微生物，易吸潮，柔韧性较差，还存在价格高、特殊文化信仰者不宜等诸多缺陷。同明胶胶囊相比，采用植物原料来制备胶囊可明显改善上述缺点。

淀粉作为一种可再生自然资源，具有来源丰富、价格低廉、易生物降解等优点，是最有潜力的胶囊原料替代物。但原淀粉在冷水中不溶解，淀粉糊黏度不稳定，需要对淀粉进行改性以改善其理化性能。而基于改性淀粉形成的植物胶囊普遍存在操作复杂、胶囊脆碎率较大等缺点，限制了淀粉基胶囊技术的大规模推广应用。许多研究者采用各种天然胶体作为增强增韧剂，希望解决淀粉胶囊脆碎率较大这一难题，如专利文件CN103830737将刺槐豆胶和香菇多糖组合物作为淀粉胶囊的增强增韧剂，专利201410309648.7、CN200510013285.3和专利201410174673.9也是通过将淀粉与天然多糖等胶体物质进行简单的添加、混合制备植物胶囊，但由于淀粉和天然高分子相容性并不好，简单的添加很难起到增强增韧作用，因此，有必要提供一种优良特性的改性淀粉及基于此改性淀粉提供一种成本低、脆碎率小的植物胶囊及其制备方法。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了改性羟丙基淀粉及其制备方法和基于此改性淀粉的植物胶囊及其制备方法。

第一方面，本发明提供一种改性羟丙基淀粉的制备方法，包括以下步骤：

(1)交联反应：将羟丙基淀粉、增韧胶、交联剂和去离子水加入到反应容器中，调节反应体系的pH为8-11，加热至温度为30-60℃，进行交联反应2-6h，得到反应液，其中，所述增韧胶的重量为羟丙基淀粉的0.1-60％，交联剂的重量为羟丙基淀粉的0.05-20％；

(2)提取产物：待步骤(1)的反应液降至室温后，将所述反应液进行浓缩，并加入沉淀剂，经过过滤、洗涤、干燥处理后，得到改性羟丙基淀粉。

优选地，步骤(1)中，所述增韧胶包括羟乙基淀粉、羧甲基淀粉、果胶、阿拉伯胶、聚乙烯醇、甘露聚糖、瓜尔胶和罗望子胶中的一种或多种，但不限于此。

优选地，步骤(1)中，所述增韧胶的重量为羟丙基淀粉的20-60％。

优选地，步骤(1)中，所述交联剂包括三偏磷酸钠、六偏磷酸纳、三聚磷酸钠和三氯氧磷中的一种或多种，但不限于此。

优选地，步骤(1)中，所述交联剂的重量为羟丙基淀粉的0.5％-5％。

优选地，步骤(1)中，所述沉淀剂包括乙醚、甲醇、乙醇、异丙醇和丙酮中的一种或多种。

如本发明所述的，所述羟丙基淀粉为普通淀粉同环氧丙烷制备得到。

羟丙基淀粉作为一类重要的醚化变性淀粉，在强碱性条件下，羟丙基淀粉的醚键不易发生水解，具有糊化温度低、糊透明性高、成膜性能好等优点，价格低廉的羟丙基淀粉还可以代替或部分代替昂贵的天然胶(如琼脂、阿拉伯胶、果胶等)，因而具有显著的经济价值。

如本发明所述的，所述磷酸盐交联剂是对淀粉及增韧胶上的羟基进行酯化。

羟丙基淀粉上的活性羟基和增韧胶上的活性羟基，通过交联剂的作用发生酯化反应，得到改性羟丙基淀粉。

羟丙基淀粉进行改性后，得到的改性羟丙基淀粉具有三维网状结构，既保留了原有的羟丙基淀粉的诸多优点，同时其对酸、热和机械降解的稳定性也显著提高，成膜性、膜力学性能等显著提高，相对于羟丙基淀粉而言，更适用于制备植物空心胶囊。

第二方面，本发明提供了一种改性羟丙基淀粉，所述改性羟丙基淀粉是采用本发明第一方面所述的方法制备得到。

第三方面，本发明提供了一种植物空心胶囊的制备方法，包括以下步骤：

(1)溶胶：将重量百分比为15-40％的改性羟丙基淀粉、0.1-5％的凝胶剂、0-0.1％的助凝剂和0.1-20％的增塑剂加入到去离子水中，搅拌均匀，加热至温度为30-60℃，使体系溶解完全得到胶液，其中所述改性羟丙基淀粉是采用本发明第一方面所述的方法制备得到；

(2)蘸胶制膜：保持温度为30-60℃，对步骤(1)所述胶液进行脱泡处理，将制备胶囊的模板浸入所述胶液中，蘸胶制膜，得到胶囊粗品；

(3)将步骤(2)所述胶囊粗品在25-50℃干燥0.5-5h，之后进行拔壳、切割、套合处理，得到植物空心胶囊。

优选地，步骤(1)所述凝胶剂包括卡拉胶、琼脂和结冷胶中的一种或多种，但不限于此。

优选地，步骤(1)中，所述助凝剂包括氯化钾、氯化钙、柠檬酸钾和乙酸钾中的一种或多种，但不限于此。

优选地，步骤(1)中，所述增塑剂包括甘油、聚乙二醇、乙二醇和甘油单醋酸酯中的一种或多种，但不限于此。

优选地，步骤(1)中，所述温度为40-60℃。

优选地，步骤(3)中，所述干燥的时间为1-3h。

如本发明所述的，步骤(1)中，当成膜的胶液完全溶解并达到反应平衡后，会成为一种有黏度并且均匀的流动性好的成膜溶液，用于胶囊的生产原料。

以所述改性羟丙基淀粉作原料，在制备胶囊过程中形成的胶液溶液性质稳定，形成的膜透明、柔韧、平滑，伸长和破裂程度提高，韧性也得到提升，可延缓胶囊储存过程中的老化现象。制成的胶囊韧性、硬度等指标提升。

如本发明所述的，步骤(2)中所述脱泡处理，为常规的减压脱泡或者离心脱泡，排除在制备过程中产生的气泡，以免干扰到蘸胶制膜过程中膜的平整性。

上述“蘸胶”是本行业很熟知的术语，蘸胶是将模具放置到到胶液中，使模具与胶液充分接触。

本发明利用羟丙基淀粉与阿拉伯胶、果胶等天然高分子在交联剂的作用下，通过活化羟基的交联反应，能够得到性能优良的改性羟丙基淀粉。再用所述改性羟丙基淀粉作原料，与凝胶剂、助凝剂、增塑剂等进行物理混合，采用传统 的明胶的生产工艺，制得植物空心胶囊。与现有技术中直接将羟丙基淀粉与阿拉伯胶等天然胶体化合物直接进行物理混合而制得植物胶囊相比，淀粉与天然高分子的结合力更强，能起到增强增韧作用，有效解决目前植物胶囊普遍存在的胶囊壳偏脆、胶囊生产成本过高、操作复杂等问题。

具体实施方式

下面将对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1

一种植物空心胶囊的制备方法，包括以下步骤：

a.制备改性淀粉：

(1)交联反应：将10份羟丙基淀粉、3份羟乙基淀粉、2份羧甲基淀粉、0.1份三偏磷酸钠、0.2份六偏磷酸钠和85份去离子水加入到反应容器中，调节反应体系的pH为10，加热至50℃，进行交联反应5h，得到反应液；

(2)提取产物：待步骤(1)的反应液降至室温后，将所述反应液浓缩至于原体积的1/3，并加入3倍体积的乙醇来沉淀产物，之后经过过滤、洗涤、干燥处理，得到改性羟丙基淀粉，并在25℃下使用旋转粘度计NDJ-1测得质量浓度为5％的改性羟丙基淀粉的粘度为80mPa·s；

b.制备胶囊：

(3)溶胶：将重量百分比为15％的上述改性羟丙基淀粉、1％的卡拉胶、0.1％的氯化钾、5％的甘油加入到去离子水中，搅拌均匀，加热至50℃，使体系溶解完全得到胶液；

(4)蘸胶制膜：保持温度在50℃，对步骤(3)所述胶液减压脱泡，将制备胶囊的模板浸入所述胶液中，蘸胶制膜，得到胶囊粗品；

(5)将步骤(4)所述胶囊粗品在40℃干燥2h，之后进行拔壳、切割、套合处理，得到植物空心胶囊成品。

对本实施例1制得的植物空心胶囊成品进行如下指标测试：

干燥失重：取胶囊1.0g，将帽、体分开，在130℃干燥90分钟，减失的重量不得过15.0％；

崩解时限：取胶囊6粒，装满滑石粉，崩解时限按《中华人民共和国药典》2010版二部关于明胶胶囊崩解时限的方法，加挡板进行检查，各粒应在20分钟内全部崩解；

脆碎度：取胶囊50粒，置于表面皿中，放入盛有硝酸镁饱和溶液的干燥器内，置于25℃±1℃恒温24小时，取出，立即分别逐粒放入直立在木板(厚度2cm)上的玻璃管(内径为24mm，长为200mm)内，将圆柱形砝码(材质为聚四氟乙烯，直径为22mm，重20g±0.1g)从玻璃管口处自由落下，视胶囊是否破裂，如有破裂，不得超过5粒。

测得空心胶囊的壁厚为8-11丝，空心胶囊的干燥失重在5-8％，崩解时限为6-12分钟，随机取50粒测试脆碎度，无一破损。以上数据表明，所得植物空心胶囊的质量完全符合药典规定。

实施例2

一种植物空心胶囊的制备方法，包括以下步骤：

a.制备改性淀粉：

(1)交联反应：将10份羟丙基淀粉、5份甘露聚糖、0.5份三聚磷酸钠和85份去离子水加入到反应容器中，调节反应体系的pH为9，加热至40℃，进行交联反应3h，得到反应液；

(2)提取产物：待步骤(1)的反应液降至室温后，将所述反应液浓缩至于原体积的1/3，并加入3倍体积的乙醇来沉淀产物，之后经过过滤、洗涤、干燥处理，得到改性羟丙基淀粉，并在25℃下使用旋转粘度计NDJ-1测得质量浓度为5％的改性羟丙基淀粉的粘度为150mPa·s；

b.制备胶囊：

(3)溶胶：将重量百分比为25％的上述改性羟丙基淀粉、1％的卡拉胶、0.3％的柠檬酸钾、8％的甘油加入到去离子水中，搅拌均匀，加热至60℃，使体系溶解完全得到胶液；

(4)蘸胶制膜：保持温度在50-55℃，对步骤(3)所述胶液减压脱泡，将制备胶囊的模板浸入所述胶液中，蘸胶制膜，得到胶囊粗品；

(5)将步骤(4)所述胶囊粗品在35℃干燥3h，之后进行拔壳、切割、套合处理，得到植物空心胶囊成品。

测得本实施例2制得的植物空心胶囊成品的壁厚为9-11丝，空心胶囊的干燥失重在6-11％，崩解时限为6-13分钟，随机取50粒测试脆碎度，破碎一粒，以上数据表明，所得植物空心胶囊的质量完全符合药典要求。

实施例3

一种植物空心胶囊的制备方法，包括以下步骤：

a.制备改性淀粉：

(1)交联反应：将20份羟丙基淀粉、5份罗望子胶、0.3份三氯氧磷和80份去离子水加入到反应容器中，调节反应体系的pH为8，加热至50℃，进行交联反应2h，得到反应液；

(2)提取产物：待步骤(1)的反应液降至室温后，将所述反应液浓缩至于原体积的1/2，并加入1.5倍体积的异丙醇来沉淀产物，之后经过过滤、洗涤、干燥处理，得到改性羟丙基淀粉，并在25℃下使用旋转粘度计NDJ-1测得质量浓度为5％的改性羟丙基淀粉的粘度为320mPa·s；

b.制备胶囊：

(3)溶胶：将重量百分比为20％的上述改性羟丙基淀粉、1.5％的琼脂、0.1％的氯化钙、3％的聚乙二醇加入到去离子水中，搅拌均匀，加热至55℃，使体系溶解完全得到胶液；

(4)蘸胶制膜：保持温度在50℃，对步骤(3)所述胶液减压脱泡，将制备胶囊的模板浸入所述胶液中，蘸胶制膜，得到胶囊粗品；

(5)将步骤(4)所述胶囊粗品在45℃干燥1h，之后进行拔壳、切割、套合处理，得到植物空心胶囊成品。

测得本实施例3制得的植物空心胶囊成品的壁厚为8-10丝，空心胶囊的干燥失重在7-12％，崩解时限为5-11分钟，随机取50粒测试脆碎度，无一破碎，以上数据表明，所得植物空心胶囊的质量完全符合药典要求。

实施例4

一种植物空心胶囊的制备方法，包括以下步骤：

a.制备改性淀粉：

(1)交联反应：将25份羟丙基淀粉、3份聚乙烯醇、2份瓜尔胶、0.5份三偏磷酸钠、0.1份六偏磷酸钠和75份去离子水加入到反应容器中，调节反应体系的pH为11，加热至40℃，进行交联反应6h，得到反应液；

(2)提取产物：待步骤(1)的反应液降至室温后，将所述反应液浓缩至于原体积的1/2，并加入2倍体积的丙酮来沉淀产物，之后经过过滤、洗涤、干燥处理，得到改性羟丙基淀粉，并在25℃下使用旋转粘度计NDJ-1测得质量浓度为5％的改性羟丙基淀粉的粘度为50mPa·s。

b.制备胶囊：

(3)溶胶：将重量百分比为20％的上述改性羟丙基淀粉、0.5％的卡拉胶、0.1％的乙酸钾、5％的甘油单醋酸酯加入到去离子水中，搅拌均匀，加热至60℃，使体系溶解完全得到胶液；

(4)蘸胶制膜：保持温度在45℃，对步骤(3)所述胶液减压脱泡，将制备胶囊的模板浸入所述胶液中，蘸胶制膜，得到胶囊粗品；

(5)将步骤(4)所述胶囊粗品在40℃干燥3h，之后进行拔壳、切割、套合处理，得到植物空心胶囊成品。

测得本实施例3制得的植物空心胶囊成品进行相关测试，测得空心胶囊的壁厚为8-10丝，空心胶囊的干燥失重在8-12％，崩解时限为6-9分钟，随机取50粒测试脆碎度，无一破碎，以上数据表明，所得植物空心胶囊的质量完全符合药典要求。

对比实施例

为了突出本发明的有益效果，采用单纯的羟丙基淀粉作原料，制备植物空心胶囊，以实施例4作参照，具体操作步骤同实施例4的步骤(3)-(5)，只是使用的是单纯的羟丙基淀粉，而非改性羟丙基淀粉。

并对最后制得的植物空心胶囊的性质进行相关测试，测得胶囊的崩解时限为10-16分钟，随机取50粒测试脆碎度，有15粒破碎。

以上数据表明，采用交联反应制得的改性羟丙基淀粉作原料制得的植物空心胶囊，其质量更符合国家药典规定。

以上对本发明做了详尽的描述，其目的在于让熟悉此领域技术的人士能够 了解本发明的内容并加以实施，并不能以此限制本发明的保护范围，凡根据本发明的精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围内。