不同來源褐藻膠對(duì)空心硬膠囊殼特性的影響

◎ 梁雯雯，郭 建，汪秋寬，武 龍，王 寵，叢海花

（大連海洋大學(xué)食品科學(xué)與工程學(xué)院，遼寧 大連 116023）

硬膠囊殼材料主要是動(dòng)物源明膠膠囊殼，明膠來源于動(dòng)物皮、筋、骨骼中的膠原蛋白，是從動(dòng)物結(jié)締組織或表皮組織中的膠原部分水解來的蛋白質(zhì)[1]，在使用過程中容易發(fā)生藥物交聯(lián)[2]，易被蛋白酶裂解和強(qiáng)酸水解，明膠材料含水高，耐儲(chǔ)藏性較差，在低濕度的環(huán)境中易變脆而導(dǎo)致破碎等缺陷[3]，以植物成分為原料制得的植物膠囊殼以其原材料廣泛、存貯性良好、化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定和安全性能好等優(yōu)勢(shì)[4]受到了廣泛關(guān)注，目前研究的植物膠囊殼原料包括：羥丙基甲基纖維素（HPMC）、普魯蘭糖、魔芋葡甘聚糖、改性淀粉等，植物源明膠原料市場(chǎng)價(jià)格略高于動(dòng)物源明膠價(jià)格，大大地限制了植物空心膠囊殼的應(yīng)用規(guī)模，迫切需要找到一種能夠大幅降低成本的有效的原料或方法[5]。

我國(guó)海藻資源十分豐富，近年來海藻的開發(fā)利用也漸漸受到各行業(yè)的重視，其中褐藻占藻類總產(chǎn)量的78%左右。近年來，褐藻加工逐步轉(zhuǎn)向精深加工產(chǎn)物的加工，褐藻膠作為一種重要的加工副產(chǎn)物，屬于可食性膳食纖維的一種，具有良好的生物相容性、無毒性、無免疫原性以及可生物降解性，尤其是凝膠性，使其成為功能性組分及藥物載體的良好資源，為生物醫(yī)學(xué)應(yīng)用的優(yōu)質(zhì)候選物，用于制備空心硬膠囊殼，既可充分利用褐藻資源，同時(shí)又?jǐn)U大產(chǎn)品的選擇性，降低生產(chǎn)成本。

本研究選用中試生產(chǎn)褐藻活性多糖過程中的副產(chǎn)物褐藻膠，以及商業(yè)化褐藻膠為原料，考察原料配比對(duì)膠囊殼理化性質(zhì)的影響，旨在開發(fā)一類低成本，既實(shí)用又健康的植物膠囊殼產(chǎn)品。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

實(shí)驗(yàn)室副產(chǎn)物褐藻膠；商業(yè)化褐藻膠購(gòu)于青島明月公司（201111003）；羥丙基甲基纖維素（HPMC），北京金諾欣成化工有限公司；無水碳酸鈉（分析純），國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司；甘油（食品級(jí)），廣州陽(yáng)航化工有限公司；無水氯化鈣（分析純），西隴化工股份有限公司；威仕高淡味黃油（食品級(jí)），西諾迪斯食品（上海）有限公司。

1.2 儀器與設(shè)備

BS2000S型分析天平，北京賽多利斯儀器系統(tǒng)有限公司；CL-1A磁力攪拌器，鞏義市予華儀器有限公司；YC-2型層析試驗(yàn)冷柜，上海古寧儀器有限公司；721型可見分光光度計(jì)，上海光譜儀器有限公司；HH-4型恒溫水浴鍋，常州國(guó)華電器有限公司；101-2-BS型電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱，上海躍進(jìn)醫(yī)療器械廠；KJ-600超聲波發(fā)生器，無錫市科潔超聲電子設(shè)備有限公司；膠囊模具，上海紅星膠丸藥廠。

1.3 技術(shù)路線

副產(chǎn)物褐藻膠→溶解→離心→溶解→漂白→沉淀→（商業(yè)化褐藻膠和HPMC預(yù)先溶膠）混膠→脫氣→靜置過夜→蘸膠制胚→一次鈣化→一次干燥→二次鈣化→二次干燥→拔殼，整形。

1.4 指標(biāo)檢測(cè)方法

（1）厚度。選擇平整均勻的膜，裁剪成10 mm×20 mm，選取5個(gè)角，用螺旋測(cè)微儀測(cè)量。

（2）拉伸強(qiáng)度（TS）。采用GB 16421-1996法。設(shè)置質(zhì)構(gòu)儀參數(shù)：初始夾距為8 mm，拉引速率為60 mm/min[6]。拉伸強(qiáng)度由公式（1）表示：

式中：TS為膜的拉伸強(qiáng)度，MPa；F為軸向拉伸力，N；L為膜的寬度，mm；X為膜的厚度，mm。

（3）透光率。將膜裁成10 mm×20 mm，在500 nm下測(cè)定吸光度，透光度由公式（2）表示：

式中：T為透光率（%）；A為吸光度。

（4）模擬崩解時(shí)間。按照中華人民共和國(guó)藥典[7]，精確稱取0.100 g左右的膜，剪成尺寸約為10 mm×20 mm，分別放入人工胃液和人工腸液中，每隔6 min觀察崩解情況。樣品測(cè)3次平行。

（5）干燥失重比。精確稱取1 g膜，105 ℃干燥6 h后，放入干燥器中冷卻0.5 h，重復(fù)操作直到前后兩次質(zhì)量差小于0.002 g，計(jì)算干燥失重率。樣品測(cè)3次平行。

1.5 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法

采用Excel2010進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，采用SPSS19.0軟件進(jìn)行方差分析。

2 結(jié)果與討論

由實(shí)驗(yàn)結(jié)果（表1）看出，副產(chǎn)物褐藻膠所占比例越大，膜厚度越小，兩種褐藻膠體積比為3∶2時(shí)，厚度最小。干燥失重比隨著副產(chǎn)物褐藻膠所占體積增加而增大，兩種褐藻膠體積比為3∶2時(shí)，干燥失重比最大。拉伸強(qiáng)度與其他指標(biāo)相反，隨著副產(chǎn)物褐藻膠的體積比增加，拉伸強(qiáng)度在逐漸減小，兩種褐藻膠體積比為3∶2時(shí)，拉伸強(qiáng)度最小。崩解時(shí)間由長(zhǎng)到短依次為純商業(yè)，2∶1和3∶2，兩種褐藻膠體積比為3∶2時(shí)，人工腸液崩解時(shí)間最短，23 min左右。隨著副產(chǎn)物褐藻膠所占體積的增加，透光率逐漸增加，兩種褐藻膠體積比為3∶2時(shí)，透光率最大，達(dá)到45%左右。膠囊厚度、干燥失重比、拉伸強(qiáng)度、崩解時(shí)間和透光率差異均顯著（p＜0.05）。

表1 不同體積比的兩種褐藻膠制得空心硬膠囊殼的理化性質(zhì)表

考慮到實(shí)際功效、成本等原因，選擇副產(chǎn)物褐藻膠與商業(yè)化褐藻膠比例為3∶2時(shí)，鈣化條件對(duì)膠囊特性的影響最優(yōu)。最終確定的最優(yōu)的褐藻膠空心硬膠囊殼制備方案為褐藻膠副產(chǎn)物與商業(yè)化體積比為3∶2，最優(yōu)方案獲得可食性空心硬膠囊殼的厚度為0.068 mm、人工胃液崩解時(shí)間大于24 h、人工腸液崩解時(shí)間為23 min、干燥失重比為25%、拉伸強(qiáng)度為3.852 MPa、透光率為45.1%，可以作為腸溶性藥物或活性組分載體使用。

本研究制備了一種實(shí)用且健康的植物膠囊產(chǎn)品，工藝簡(jiǎn)單，為褐藻膠空心硬膠囊殼實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)奠定基礎(chǔ)。由于研究時(shí)間所限，存在一些問題和不足之處，應(yīng)進(jìn)一步對(duì)膠囊形成過程中各種原料變化和制備條件進(jìn)行深入研究。