CN108546344A - 一种淀粉胶的制备方法及淀粉基植物胶囊 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种淀粉胶的制备方法和淀粉基植物胶囊，方法包括a)将淀粉的水分散液和液化型淀粉酶混合，加热至80～95℃，得到分子量为10万～30万g/mol的淀粉溶液，灭活；b)将灭活的分子量为10万～30万g/mol的淀粉溶液和淀粉脱支酶在45～55℃下反应，得到酶处理后的淀粉；c)将酶处理后的淀粉和凝胶剂、增塑剂混合，溶解，得到淀粉胶。在上述条件下制备的酶处理后的淀粉辅以凝胶剂和增塑剂得到淀粉胶，再利用淀粉胶制备得到的淀粉基植物胶囊具有较低的脆碎度。该方法制备的淀粉胶中直链淀粉含量较高；淀粉胶制备的淀粉基植物胶囊还具有较好的崩解性。50粒淀粉基植物胶囊的破裂数为0。

Description

一种淀粉胶的制备方法及淀粉基植物胶囊
技术领域
本发明属于淀粉胶技术领域，尤其涉及一种淀粉胶的制备方法及淀粉基植物胶囊。
背景技术
胶囊在保护药物药性不被破坏的同时，对人体的消化器官和呼吸道也有很好的保护作用，在医药制剂行业已经得到了广泛的应用。对胶囊剂产品，除内容物外，其质量优劣常常取决于囊壳质量。囊壳质量可直接影响到胶囊剂的临床使用效果和安全性，提高胶囊囊壳质量和研发新型胶囊是当代药剂学的重点研究方向之一。
传统胶囊的囊壳主要由明胶构成，目前市场上的胶囊产品90％以上采用明胶作为胶囊壳材料。但是，动物源明胶本身的理化性质和来源的复杂性、难控性决定了产品存在诸多难以克服的性能和安全方面的缺陷。因此，开发非动物来源的植物胶囊壳材料代替明胶受到了人们的广泛关注。目前，植物源的羟丙基甲基纤维素胶囊和普鲁兰多糖胶囊产品已经面市，但其高昂的原料成本制约了植物胶囊的进一步推广使用。
由于具有明显的成本优势，利用淀粉制备植物胶囊已经成为人们关注的热点，但目前仍未见成熟的产品进入市场。根据淀粉的分子结构和特性，利用其制备胶囊壳材料主要需要解决两方面的问题：1)淀粉大分子的流变性调控问题：淀粉属于高分子天然多糖，淀粉溶液的粘度范围、溶胶-凝胶性能难以满足胶囊壳材料的制备工艺要求；2)淀粉基材料的脆性问题：由于淀粉大分子容易回生，利用淀粉制备的膜材料脆碎度较高。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种淀粉胶的制备方法及淀粉基植物胶囊，该方法制备的淀粉胶制备的淀粉基植物胶囊具有较低的脆碎度。
本发明提供了一种淀粉胶的制备方法，包括以下步骤：
a)将淀粉的水分散液和液化型淀粉酶混合，加热至80～95℃，得到分子量为10万～30万g/mol的淀粉溶液，灭活；
b)将灭活的分子量为10万～30万g/mol的淀粉溶液和淀粉脱支酶在45～55℃下反应，得到酶处理后的淀粉；
c)将酶处理后的淀粉和凝胶剂、增塑剂混合，溶解，得到淀粉胶。
优选地，所述液化型淀粉酶选自有效温度为70～90℃的α-淀粉酶或有效温度为90～110℃的α-淀粉酶；
所述液化型淀粉酶为淀粉质量的10～100ppm。
优选地，所述淀粉脱支酶选自普鲁兰酶；
所述淀粉脱支酶占淀粉质量的0.1～1％。
优选地，所述步骤b)中反应的时间为10～20h。
优选地，所述步骤c)中凝胶剂选自卡拉胶、琼脂和结冷胶中的一种或多种；
所述增塑剂选自甘油、山梨醇和聚乙二醇中的一种或多种。
优选地，所述淀粉选自原淀粉和/或改性淀粉；
所述原淀粉选自玉米淀粉、木薯淀粉和马铃薯淀粉中的一种或多种；
所述改性淀粉选自羟丙基淀粉、醋酸酯淀粉、羟乙基淀粉和羟甲基淀粉中的一种或多种。
优选地，所述步骤a)中淀粉的水分散液中淀粉的质量含量为10～20％。
优选地，所述凝胶剂、增塑剂和酶处理后的淀粉的质量比为2～5:0～5:90～95。
优选地，所述酶处理后的淀粉中直链淀粉的质量含量为40～70％。
本发明提供了一种淀粉基植物胶囊，由以下方法制得：
将上述技术方案所述制备方法制备的淀粉胶经过蘸胶、烘干、切割和套合，得到淀粉基植物胶囊。
本发明提供了一种淀粉胶的制备方法，包括以下步骤：a)将淀粉的水分散液和液化型淀粉酶混合，加热至80～95℃，得到分子量为10万～30万g/mol的淀粉溶液，灭活；b)将灭活的分子量为10万～30万g/mol的淀粉溶液和淀粉脱支酶在45～55℃下反应，得到酶处理后的淀粉；c)将酶处理后的淀粉和凝胶剂、增塑剂混合，溶解，得到淀粉胶。在上述条件下制备的酶处理后的淀粉辅以凝胶剂和增塑剂得到淀粉胶，再利用淀粉胶制备得到的淀粉基植物胶囊具有较低的脆碎度。该方法制备的淀粉胶中直链淀粉含量较高；淀粉胶制备的淀粉基植物胶囊还具有较好的崩解性。实验结果表明：酶处理后的淀粉中直链淀粉质量含量为40～70％；按照中国药典2015版关于淀粉空心胶囊脆碎度检测方法，50粒淀粉基植物胶囊的破裂数为0；胶囊在37℃下50mL水中的崩解时间为7～9.5min。
具体实施方式
本发明提供了一种淀粉胶的制备方法，包括以下步骤：
a)将淀粉的水分散液和液化型淀粉酶混合，加热至80～95℃，得到分子量为10万～30万g/mol的淀粉溶液，灭活；
b)将灭活的分子量为10万～30万g/mol的淀粉溶液和淀粉脱支酶在45～55℃下反应，得到酶处理后的淀粉；
c)将酶处理后的淀粉和凝胶剂、增塑剂混合，溶解，得到淀粉胶。
本发明在上述条件下制备的酶处理后的淀粉辅以凝胶剂和增塑剂后，得到淀粉胶，再利用淀粉胶制备的淀粉基植物胶囊具有较低的脆碎度。另外，该方法制备的淀粉胶中直链淀粉含量较高；淀粉胶制备的淀粉基植物胶囊还具有较好的崩解性。
本发明将淀粉的水分散液和液化型淀粉酶混合，加热至80～95℃，得到分子量为10万～30万g/mol的淀粉溶液，灭活。
在本发明中，所述淀粉的水分散液优选按照以下方法制得：
将淀粉和水混合，分散，得到淀粉的水分散液。
所述淀粉的水分散液中淀粉的质量含量优选为10～20％；在本发明具体实施例中，所述淀粉的水分散液中淀粉的质量含量具体为10％、15％或20％。
所述淀粉优选选自原淀粉和/或改性淀粉；所述原淀粉优选选自玉米淀粉、木薯淀粉和马铃薯淀粉中的一种或多种；所述改性淀粉优选选自羟丙基淀粉、醋酸酯淀粉、羟乙基淀粉和羟甲基淀粉中的一种或多种。在本发明具体实施例中，所述淀粉具体为羟丙基玉米淀粉、马铃薯淀粉或木薯淀粉。
在本发明中，所述淀粉酶选自中温α-淀粉酶和/或耐高温α-淀粉酶；所述液化型淀粉酶更优选选自有效温度为70～90℃的α-淀粉酶或有效温度为90～110℃的α-淀粉酶；所述液化型淀粉酶优选为淀粉质量的10～100ppm；在本发明具体实施例中，所述液化型淀粉酶优选为淀粉质量的10ppm、50ppm或100ppm。
在本发明中，所述灭活是为了去除液化型淀粉酶，否则淀粉的分子量会进一步降低。本发明对灭活的方法没有特殊的限制，采用本领域技术人员熟知的灭活方式即可。在本发明中，淀粉经液化型淀粉酶处理后的淀粉的分子量优选为10万～30万g/mol；在本发明具体实施例中，所述淀粉经液化型淀粉酶处理后的淀粉的分子量具体约为10万g/mol、20万g/mol或30万g/mol。所述分子量为10万～30万g/mol的淀粉溶液的黏度优选为10～20cps(5％wt)。
本发明将灭活后的分子量为10万～30万g/mol的淀粉溶液和淀粉脱支酶在45～55℃下反应，得到酶处理后的淀粉。本发明优选将灭活后的分子量为10万～30万的淀粉溶液的温度调节至45～55℃后再和淀粉脱支酶混合反应。在本发明中，所述反应的温度为45～55℃；在本发明具体实施例中，所述反应的温度为45℃、50℃或55℃。所述反应的时间优选为10～20h；在本发明具体实施例中，所述反应的时间具体为12h、20h或15h。
在本发明中，所述淀粉脱支酶优选选自普鲁兰酶；所述淀粉脱支酶优选占淀粉质量的0.1～1％；在本发明具体实施例中，所述淀粉脱支酶占淀粉质量的0.1％、0.5％或1％。
在本发明中，所述液化型淀粉酶和淀粉脱支酶作为酶组合物，分步对淀粉进行处理，得到酶处理后的淀粉。所述酶处理后的淀粉中直链淀粉的质量含量为40～70％。
得到酶处理后的淀粉后，本发明将所述酶处理后的淀粉和凝胶剂、增塑剂混合，溶解，得到淀粉胶。在本发明中，所述凝胶剂优选选自卡拉胶、琼脂和结冷胶中的一种或多种；所述增塑剂选自甘油、山梨醇和聚乙二醇中的一种或多种。
在本发明中，所述凝胶剂、增塑剂和酶处理后的淀粉的质量比优选为2～5:0～5:90～95；在本发明具体实施例中，所述凝胶剂、增塑剂和酶处理后的淀粉的质量比5:5:90；2:3:95或5:0:95。
在本发明中，所述溶解的温度优选为80～95℃；在本发明具体实施例中，所述溶解的温度具体为80℃、85℃或95℃。
本发明提供的制备方法在上述条件下制备的淀粉胶中直链淀粉含量较高，能有效抑制淀粉膜材料的回生，使得淀粉胶囊的脆碎度较低。利用上述方法得到的酶处理后的淀粉，辅以凝胶剂和增塑剂后，可制备淀粉含量高于90％的空心胶囊，因此具有明显的成本优势和市场前景。
本发明提供了一种淀粉基植物胶囊，由以下方法制得：
将上述技术方案所述制备方法制备的淀粉胶经过蘸胶、烘干、切割和套合，得到淀粉基植物胶囊。
本发明对蘸胶、烘干、切割和套合的方法没有特殊的限制，采用本领域技术人员熟知的制备胶囊时的蘸胶、烘干、切割和套合的方式即可。
在本发明中，所述淀粉基植物胶囊具有较低的脆碎度；较好的崩解性。
本发明提供了一种淀粉胶的制备方法，包括以下步骤：a)将淀粉的水分散液和液化型淀粉酶混合，加热至80～95℃，得到分子量为10万～30万g/mol的淀粉溶液，灭活；b)将灭活的分子量为10万～30万g/mol的淀粉溶液和淀粉脱支酶在45～55℃下反应，得到酶处理后的淀粉；c)将酶处理后的淀粉和凝胶剂、增塑剂混合，溶解，得到淀粉胶。在上述条件下制备的酶处理后淀粉辅以凝胶剂和增塑剂后得到淀粉胶，再利用淀粉胶制备得到的淀粉基植物胶囊具有较低的脆碎度。该方法制备的酶处理后的淀粉中直链淀粉含量较高；淀粉胶制备的淀粉基植物胶囊还具有较好的崩解性。实验结果表明：酶处理后的淀粉中直链淀粉质量含量为40～70％；按照中国药典2015版关于淀粉空心胶囊脆碎度检测方法，50粒淀粉基植物胶囊的破裂数为0；胶囊在37℃下50mL水中的崩解时间为7～9.5min。
为了进一步说明本发明，下面结合实施例对本发明提供的一种淀粉胶的制备方法和淀粉基植物胶囊进行详细地描述，但不能将它们理解为对本发明保护范围的限定。
实施例1
1、将90重量份的木薯淀粉水中形成15％的分散液，加入中温α-淀粉酶(为淀粉质量的50ppm)，升温至80℃，将淀粉分子量调节至20万g/mol左右，然后灭活；
2、将上述淀粉溶液温度调整至50℃，加入普鲁兰酶(为淀粉质量的0.5％)进行反应，反应时间12h，得到酶处理后的淀粉。经检测，酶处理后的淀粉中直链淀粉的质量含量为56.3％；
3、在步骤2制备的酶处理后的淀粉中加入凝胶剂(5重量份)、增塑剂(5重量份)，升温至80℃，待各组分完全溶解后，通过蘸胶-烘干-切割-套合工艺流程，制备淀粉基植物胶囊。
本发明对实施例1中得到的淀粉基植物胶囊进行分析，得到其含水量为14.5％；按照中国药典2015版关于淀粉空心胶囊脆碎度检测方法，50粒淀粉胶囊的破裂数为0；该胶囊在37℃下50mL水中崩解时间为9min。
实施例2
1、将95重量份的马铃薯淀粉水中形成10％的分散液，加入耐高温α-淀粉酶(为淀粉质量的10ppm)，升温至95℃，将淀粉分子量调节至30万g/mol左右，然后灭活；
2、将上述淀粉溶液温度调整至55℃，加入普鲁兰酶(为淀粉质量的0.1％)进行反应，反应时间20h，得到酶处理后的淀粉。经检测，酶处理后的淀粉中直链淀粉的质量含量为42.8％；
3、在步骤2制备的淀粉液中加入凝胶剂(2重量份)、增塑剂(3重量份)，升温至95℃，待各组分完全溶解后，通过蘸胶-烘干-切割-套合工艺流程，制备淀粉基植物胶囊。
本发明对实施例2中得到的淀粉基植物胶囊进行分析，得到其含水量为13.8％；按照中国药典2015版关于淀粉空心胶囊脆碎度检测方法，50粒淀粉胶囊的破裂数为0；该胶囊在37℃下50mL水中崩解时间为7min。
实施例3
1、将95重量份的羟丙基玉米淀粉水中形成20％的分散液，加入中温α-淀粉酶(为淀粉质量的100ppm)，升温至85℃，将淀粉分子量调节至10万g/mol左右，然后灭活；
2、将上述淀粉溶液温度调整至45℃，加入普鲁兰酶(为淀粉质量的1％)进行反应，反应时间15h，得到酶处理后的淀粉。经检测，酶处理后的淀粉中直链淀粉的质量含量为67.5％；
3、在步骤2制备的酶处理后的淀粉中加入凝胶剂(5重量份)，升温至85℃，待各组分完全溶解后，通过蘸胶-烘干-切割-套合工艺流程，制备淀粉基植物胶囊。
本发明对实施例3中得到的淀粉基植物胶囊进行分析，得到其含水量为14.0％；按照中国药典2015版关于淀粉空心胶囊脆碎度检测方法，50粒淀粉胶囊的破裂数为0；该胶囊在37℃下50mL水中崩解时间为8.5min。
由以上实施例可知，本发明提供了一种淀粉胶的制备方法，包括以下步骤：a)将淀粉的水分散液和液化型淀粉酶混合，加热至80～95℃，得到分子量为10万～30万g/mol的淀粉溶液，灭活；b)将灭活的分子量为10万～30万g/mol的淀粉溶液和淀粉脱支酶在45～55℃下反应，得到酶处理后的淀粉；c)将酶处理后的淀粉和凝胶剂、增塑剂混合，溶解，得到淀粉胶。在上述条件下制备的酶处理后淀粉辅以凝胶剂和增塑剂后得到淀粉胶，再利用淀粉胶制备得到的淀粉基植物胶囊具有较低的脆碎度。该方法制备的淀粉胶中直链淀粉含量较高；淀粉胶制备的淀粉基植物胶囊还具有较好的崩解性。实验结果表明：酶处理后的淀粉中直链淀粉的质量含量为40～70％；按照中国药典2015版关于淀粉空心胶囊脆碎度检测方法，50粒淀粉基植物胶囊的破裂数为0；胶囊在37℃下50mL水中的崩解时间为7～9.5min。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种淀粉胶的制备方法，包括以下步骤：
a)将淀粉的水分散液和液化型淀粉酶混合，加热至80～95℃，得到分子量为10万～30万g/mol的淀粉溶液，灭活；
b)将灭活的分子量为10万～30万g/mol的淀粉溶液和淀粉脱支酶在45～55℃下反应，得到酶处理后的淀粉；
c)将酶处理后的淀粉和凝胶剂、增塑剂混合，溶解，得到淀粉胶。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述液化型淀粉酶选自有效温度为70～90℃的α-淀粉酶或有效温度为90～110℃的α-淀粉酶；
所述液化型淀粉酶为淀粉质量的10～100ppm。
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述淀粉脱支酶选自普鲁兰酶；
所述淀粉脱支酶占淀粉质量的0.1～1％。
4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤b)中反应的时间为10～20h。
5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤c)中凝胶剂选自卡拉胶、琼脂和结冷胶中的一种或多种；
所述增塑剂选自甘油、山梨醇和聚乙二醇中的一种或多种。
6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述淀粉选自原淀粉和/或改性淀粉；
所述原淀粉选自玉米淀粉、木薯淀粉和马铃薯淀粉中的一种或多种；
所述改性淀粉选自羟丙基淀粉、醋酸酯淀粉、羟乙基淀粉和羟甲基淀粉中的一种或多种。
7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤a)中淀粉的水分散液中淀粉的质量含量为10～20％。
8.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述凝胶剂、增塑剂和酶处理后的淀粉的质量比为2～5:0～5:90～95。
9.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述酶处理后的淀粉中直链淀粉的质量含量为40～70％。
10.一种淀粉基植物胶囊，由以下方法制得：
将权利要求1～9任一项制备方法制备的淀粉胶经过蘸胶、烘干、切割和套合，得到淀粉基植物胶囊。
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