專(zhuān)利名稱(chēng)：新型微膠囊壁材交聯(lián)明膠的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及新型微膠囊壁材交聯(lián)明膠的制備方法，特別涉及以食用明膠為原料，加入酚 酸類(lèi)為交聯(lián)劑，通過(guò)交聯(lián)反應(yīng)使明膠蛋白質(zhì)產(chǎn)生交聯(lián)，進(jìn)而制備交聯(lián)明膠的方法。所制備的 交聯(lián)明膠可以作為新型壁材應(yīng)用于微膠囊的生產(chǎn)。
背景技術(shù)：
可以作為微膠囊壁材的物質(zhì)很多，包括天然高分子材料、半合成高分子材料、全合成高 分子材料及無(wú)機(jī)材料。明膠是由動(dòng)物的皮、骨等結(jié)締組織中的膠原，經(jīng)過(guò)部分水解后得到的 產(chǎn)物。明膠由于具備乳化性、成膜性、易溶于水、低黏度、價(jià)格低、來(lái)源廣、安全性高等優(yōu) 點(diǎn)，是微膠囊生產(chǎn)中用得最為廣泛的一種蛋白類(lèi)壁材。然而，由于明膠易溶于水，因此，以 天然明膠為壁材的微膠囊，其中的芯材在水中釋放速度很快，導(dǎo)致了天然明膠在制備緩釋型 或控釋型微膠囊時(shí)，應(yīng)用受到限制。而這兩種類(lèi)型的微膠囊在醫(yī)藥、農(nóng)藥、化肥、食品等許 多領(lǐng)域又有著廣泛的應(yīng)用。
明膠經(jīng)過(guò)交聯(lián)改性后，可使其溶解行為發(fā)生改變。交聯(lián)明膠為壁材的微膠囊水溶性降低， 囊壁的致密性提高，還可賦予微膠囊的腸溶特性。明膠交聯(lián)最常用的交聯(lián)劑是醛類(lèi)(如戊二 醛、甲醛)和轉(zhuǎn)谷氨酰胺酶。然而，醛類(lèi)具有較大的毒性，不適用于食品；轉(zhuǎn)谷氨酰胺酶來(lái) 源稀少、價(jià)格昂貴。本發(fā)明采用阿魏酸和單寧酸這兩種植物中廣泛存在的酚酸為交聯(lián)劑，通 過(guò)氧化交聯(lián)反應(yīng)制備出交聯(lián)明膠。該交聯(lián)明膠具有不同于天然明膠的性質(zhì)，可以作為新型壁 材應(yīng)用于微膠囊生產(chǎn)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服天然明膠作為微膠囊壁材的缺點(diǎn)，用無(wú)毒、廉價(jià)的交聯(lián)劑，通過(guò) 氧化交聯(lián)反應(yīng)使明膠產(chǎn)生交聯(lián)，制備出一種新型的、使微膠囊具有一定緩釋能力的壁材。 本發(fā)明的目的通過(guò)如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn) 新型微膠囊壁材交聯(lián)明膠的第一種制備方法
(1) 將食用明膠用蒸餾水于室溫下浸泡30 60min后，在40 45"C水浴中加熱，偶爾 攪拌，使其溶解，配制成明膠濃度為8 10% (w/v)的溶液；
(2) 用0.5moH^NaOH溶液把阿魏酸配制成濃度為0.2mol丄—'的溶液，然后將此阿魏 酸溶液加入到明膠溶液中，使阿魏酸濃度達(dá)到0.02 0.05 mol七'1;
(3) 向明膠和阿魏酸的混合溶液中加入H202，使H202與阿魏酸的摩爾比為1:1，并把 溶液混合均勻；
(4) 用0,05 mol丄—1 NaOH溶液，把明膠、阿魏酸和11202混合溶液的pH值調(diào)至7.0 9.0;
(5) 向上述調(diào)節(jié)完pH值的溶液中加入辣根過(guò)氧化物酶，使酶活力為100 300U七"；
(6) 將加入辣根過(guò)氧化物酶的混合溶液，放入40 5(TC水浴振蕩器中進(jìn)行交聯(lián)反應(yīng)， 振蕩器轉(zhuǎn)速為100 120rmin";
(7) 交聯(lián)反應(yīng)進(jìn)行5 48h后，把溶液冷凍干燥，冷凍干燥機(jī)的擱板加熱溫度為20'C， 當(dāng)干燥箱壓力降至2 3Pa時(shí)，取出冷凍千燥得到的成品；
(8) 把成品用粉碎機(jī)粉碎后，過(guò)60 20Q目篩；(9) 把篩分后的成品用無(wú)水乙醇反復(fù)洗滌，除去殘留的阿魏酸；
(10) 在80 90'C烘干，除去殘留的乙醇，得到可作為微膠囊壁材的交聯(lián)明膠。 在第一種制備方法中，明膠濃度最佳為9% (w/v)，阿魏酸濃度最佳為0.04 mol七—1，溶
液的pH值最佳為8.0，溶液中辣根過(guò)氧化物酶的活力最佳為200U七'1，水浴振蕩器溫度最佳 為4(TC，振蕩器轉(zhuǎn)速最佳為110r/min，交聯(lián)反應(yīng)時(shí)間最佳為24 h,除去殘留乙醇烘干時(shí)的溫 度最佳為80°C。
新型微膠囊壁材交聯(lián)明膠的第二種制備方法
(1) 將食用明膠用蒸餾水于室溫下浸泡30 60min后，在40 45'C水浴中加熱，偶爾 攪拌，使其溶解，配制成明膠濃度為4 10% (w/v)的溶液；
(2) 將濃度為20g丄"單寧酸溶液加入到明膠溶液中，使單寧酸濃度達(dá)到1 5g七—、
(3) 用1 mol'L"NaOH溶液，將明膠和單寧酸混合溶液的pH值調(diào)至8.0 10.0;
(4) 把上述調(diào)節(jié)完pH值的溶液，放入30 5(TC水浴中進(jìn)行交聯(lián)反應(yīng)，偶爾攪拌；
(5) 交聯(lián)反應(yīng)進(jìn)行12 60h后，把溶液冷凍干燥，冷凍干燥機(jī)的擱板加熱溫度為2(TC， 當(dāng)干燥箱壓力降至2 3Pa時(shí)，取出冷凍干燥得到的成品；
(6) 把成品用粉碎機(jī)粉碎后，過(guò)60 200目篩；
(7) 把篩分后的成品用無(wú)水乙醇反復(fù)洗滌，除去殘留的單寧酸；
(8) 在80 9(TC烘干，除去殘留的乙醇，得到可作為微膠囊壁材的交聯(lián)明膠。 在第二種制備方法中，明膠濃度最佳為5% (w/v),單寧酸濃度最佳為4 g七—1，溶液的
pH值最佳為10.0,水浴溫度最佳為48t:，交聯(lián)反應(yīng)時(shí)間最佳為50 h，除去殘留乙醇烘干時(shí) 的溫度最佳為8(TC。
本發(fā)明中的交聯(lián)劑除阿魏酸和單寧酸以外，也可以是咖啡酸、綠原酸等其他酚酸。 本發(fā)明以酚酸為交聯(lián)劑制備的交聯(lián)明膠，與天然明膠相比具有以下優(yōu)點(diǎn) (1)本發(fā)明制備的交聯(lián)明膠吸水性降低，因而以其為壁材的微膠囊保藏性更好，不易吸
潮。(2)在溶液濃度相同時(shí)，本發(fā)明制備的交聯(lián)明膠的黏度比天然明膠的黏度有較大增加，
使其作為增稠劑應(yīng)用時(shí)具有更好的增稠效果。(3)與天然明膠為壁材制備的微膠囊相比，以
本發(fā)明制備的交聯(lián)明膠作為壁材的微膠囊，其芯材的釋放速度減慢。
本發(fā)明以阿魏酸、單寧酸等酚酸為交聯(lián)劑，和以醛類(lèi)、轉(zhuǎn)谷氨酰胺酶為交聯(lián)劑相比，具
有以下優(yōu)點(diǎn)
本發(fā)明中的交聯(lián)劑不但沒(méi)有毒性，而且還具有抗氧化、防癌等多種生理活性，價(jià)格低，
具體實(shí)施例方式
為更好理解本發(fā)明，下面結(jié)合實(shí)施例做進(jìn)一步地詳細(xì)說(shuō)明，但是本發(fā)明要求保護(hù)的范圍 并不局限于實(shí)施例表示的范圍。 實(shí)施例1
(1) 將食用明膠用蒸餾水于室溫下浸泡30min后，在4(TC水浴中加熱，偶爾攪拌，使 其溶解，配制成明膠濃度為9% (w/v)的溶液；
(2) 用0.5mol丄"NaOH溶液把阿魏酸配制成濃度為0.2mol七"的溶液，然后將此阿魏 酸溶液加入到明膠溶液中，使阿魏酸濃度達(dá)到0.04 mol，L人
來(lái)源廣泛。(3) 向明膠和阿魏酸的混合溶液中加入11202，使11202與阿魏酸的摩爾比為1:1，并把 溶液混合均勻；
(4) 用0.05 mol丄"NaOH溶液，把明膠、阿魏酸和H202混合溶液的pH值調(diào)至8.0;
(5) 向上述調(diào)節(jié)完pH值的溶液中加入辣根過(guò)氧化物酶，使酶活力為200U七"；
(6) 把加入辣根過(guò)氧化物酶的溶液，放入40iO，2'C水浴振蕩器中進(jìn)行交聯(lián)反應(yīng)，振蕩器 轉(zhuǎn)速為llOrmin—1;
(7) 交聯(lián)反應(yīng)進(jìn)行24h后，把溶液冷凍干燥，冷凍干燥機(jī)的擱板加熱溫度為20'C，當(dāng) 干燥箱壓力降至3Pa時(shí)，取出冷凍千燥得到的成品；
(8) 把成品用粉碎機(jī)粉碎后，過(guò)IOO目篩；
(9) 把篩分后的成品用無(wú)水乙醇反復(fù)洗滌，除去殘留的阿魏酸；
(10) 在8(TC烘干，除去殘留的乙醇，得到可作為微膠囊壁材的交聯(lián)明膠，交聯(lián)明膠的 交聯(lián)度為10%。
分別以天然明膠和制得的交聯(lián)明膠為壁材，以水溶性物質(zhì)(鹽酸硫胺素、核黃素、鹽酸 吡哆醇、葉酸、煙酰胺)為芯材，采用噴霧干燥工藝制備微膠囊。在相同的釋放條件下，以 天然明膠為壁材的微膠囊中的芯材，在模擬胃液(pH1.2 HC1溶液)中完全釋放的時(shí)間為IO min;以交聯(lián)明膠為壁材的微膠囊中的芯材，在模擬胃液(pHL2HCl溶液)中完全釋放的時(shí) 間則為30min。以天然明膠為壁材的微膠囊中的芯材，在模擬腸液(pH6.8、 0.05 mol七—1磷 酸鹽緩沖液)中完全釋放的時(shí)間為8min;以交聯(lián)明膠為壁材的微膠囊中的芯材，在模擬腸液 (pH6.8、 0.05mol'L"磷酸鹽緩沖液)中完全釋放的時(shí)間則為16min。
實(shí)施例2
(1) 將食用明膠用蒸餾水于室溫下浸泡30min后，在45'C水浴中加熱，偶爾攪拌，使 其溶解，配制成明膠濃度為5% (w/v)的溶液；
(2) 將濃度為20g七"的單寧酸溶液加入到明膠溶液中，使單寧酸濃度達(dá)到4g七—、
(3) 用1 mol丄"NaOH溶液，將明膠和單寧酸混合溶液的pH值調(diào)至10.0;
(4) 把上述調(diào)節(jié)完pH值的溶液，放入48士0.5。C水浴中進(jìn)行交聯(lián)反應(yīng)，偶爾攪拌；
(5) 交聯(lián)反應(yīng)進(jìn)行50h后，把溶液冷凍干燥，冷凍干燥機(jī)的擱板加熱溫度為20'C，當(dāng) 干燥箱壓力降至3Pa時(shí)，取出冷凍干燥得到的成品；
(6) 把成品用粉碎機(jī)粉碎后，過(guò)IOO目篩；
(7) 把篩分后的成品用無(wú)水乙醇反復(fù)洗滌，除去殘留的單寧酸；
(8) 在80'C烘干，除去殘留的乙醇，得到可作為微膠囊壁材的交聯(lián)明膠，交聯(lián)明膠的 交聯(lián)度為29%。
分別以天然明膠和制得的交聯(lián)明膠為壁材，以水溶性物質(zhì)(鹽酸硫胺素、核黃素、鹽酸 吡哆醇、葉酸、煙酰胺)為芯材，采用冷凍千燥-粉碎-篩分工藝制備微膠囊。在相同的釋放 條件下，以天然明膠為壁材的微膠囊中的芯材，在模擬胃液(含3.2 g丄"胃蛋白酶的pH1.2 HC1 溶液)中完全釋放的時(shí)間為15 min;以交聯(lián)明膠為壁材的微膠囊中的芯材，在模擬胃液(含 3.2g七—i胃蛋白酶的pH1.2HCl溶液)中完全釋放的時(shí)間則為25min。以天然明膠為壁材的微 膠囊中的芯材，在模擬腸液(含10g七"胰酶的pH6.8、 0.05 mol七"磷酸鹽緩沖液)中完全 釋放的時(shí)間為10min;以交聯(lián)明膠為壁材的微膠囊中的芯材，在模擬腸液(含10g丄—'胰酶的 pH6.8、 0.05mol丄"磷酸鹽緩沖液)中完全釋放的時(shí)間則為15 min。
權(quán)利要求
1、新型微膠囊壁材交聯(lián)明膠的制備方法，其特征在于包括兩種制備可作為微膠囊壁材的交聯(lián)明膠的方法，即第一種制備方法和第二種制備方法。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的第一種制備方法，其特征在于(1) 將食用明膠用蒸餾水于室溫下浸泡30 60min后，在40 45'C水浴中加熱，偶爾 攪拌，使其溶解，配制成明膠濃度為8 10% (w/v)的溶液；(2) 用0.5 mol'L"NaOH溶液把阿魏酸配制成濃度為0.2 mol丄—1的溶液，然后將此阿魏 酸溶液加入到明膠溶液中，使阿魏酸濃度達(dá)到0.02 0.05 mol丄";(3) 向明膠和阿魏酸的混合溶液中加入11202，使&02與阿魏酸的摩爾比為1:1，并把 溶液混合均勻；(4) 用0.05 mol'L" NaOH溶液，把明膠、阿魏酸和11202混合溶液的pH值調(diào)至7.0 9.0;(5) 向上述調(diào)節(jié)完pH值的溶液中加入辣根過(guò)氧化物酶，使酶活力為100 300U.L";(6) 將加入辣根過(guò)氧化物酶的混合溶液，放入40 5(TC水浴振蕩器中進(jìn)行交聯(lián)反應(yīng)， 振蕩器轉(zhuǎn)速為100 120rmin";(7) 交聯(lián)反應(yīng)進(jìn)行5 48h后，把溶液冷凍干燥，冷凍干燥機(jī)的擱板加熱溫度為2(TC， 當(dāng)干燥箱壓力降至2 3 Pa時(shí)，取出冷凍干燥得到的成品；(8) 把成品用粉碎機(jī)粉碎后，過(guò)60 200目篩；(9) 把篩分后的成品用無(wú)水乙醇反復(fù)洗滌，除去殘留的阿魏酸；(10) 在80 卯'C烘干，除去殘留的乙醇，得到可作為微膠囊壁材的交聯(lián)明膠。
3、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的第一種制備方法，其特征在于所述辣根過(guò)氧化物酶RZ值為 2.67，酶活力為220U'mg—1。
4、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的第一種制備方法，其特征在于所述明膠溶液濃度最佳為9%
5、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的第一種制備方法，其特征在于所述阿魏酸濃度最佳為0.04 molL—1。
6、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的第一種制備方法，其特征在于所述pH最佳為8.0。
7、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的第一種制備方法，其特征在于所述酶活力最佳為200U丄—1。
8、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的第一種制備方法，其特征在于所述水浴振蕩器溫度最佳為 40°C。
9、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的第一種制備方法，其特征在于所述交聯(lián)反應(yīng)時(shí)間最佳為24 h。
10、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的第一種制備方法，其特征在于交聯(lián)明膠的交聯(lián)度達(dá)到10%。
11、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的第二種制備方法，其特征在于(1) 將食用明膠用蒸餾水于室溫下浸泡30 60min后，在40 45'C水浴中加熱，偶爾 攪拌，使其溶解，配制成明膠濃度為4 10% (w/v)的溶液；(2) 將濃度為20g丄"單寧酸溶液加入到明膠溶液中，使單寧酸濃度達(dá)到l 5g丄—'；(3) 用lmol七"NaOH溶液，將明膠和單寧酸混合溶液的pH值調(diào)至8.0 10.0;(4) 把上述調(diào)節(jié)完pH值的溶液，放入30 50。C水浴中進(jìn)行交聯(lián)反應(yīng)，偶爾攪拌；(5) 交聯(lián)反應(yīng)進(jìn)行12 60h后，把溶液冷凍干燥，冷凍干燥機(jī)的擱板加熱溫度為2(TC， 當(dāng)干燥箱壓力降至2 3Pa時(shí)，取出冷凍干燥得到的成品；(6) 把成品用粉碎機(jī)粉碎后，過(guò)60 200目篩；(7) 把篩分后的成品用無(wú)水乙醇反復(fù)洗滌，除去殘留的單寧酸；(8) 在80 90。C烘干，除去殘留的乙醇，得到可作為微膠囊壁材的交聯(lián)明膠。
12、 根據(jù)權(quán)利要求11所述的第二種制備方法，其特征在于所述明膠溶液濃度最佳為 5% (w/v)。
13、 根據(jù)權(quán)利要求11所述的第二種制備方法，其特征在于所述單寧酸濃度最佳為4 mg'mU1 。
14、 根據(jù)權(quán)利要求ll所述的第二種制備方法，其特征在于所述pH最佳為10.0。
15、 根據(jù)權(quán)利要求ll所述的第二種制備方法，其特征在于所述水浴溫度最佳為48'C。
16、 根據(jù)權(quán)利要求11所述的第二種制備方法，其特征在于所述交聯(lián)反應(yīng)時(shí)間最佳為50 h。
17、 根據(jù)權(quán)利要求11所述的第二種制備方法，其特征在于交聯(lián)明膠的交聯(lián)度達(dá)到29%。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)的是新型微膠囊壁材交聯(lián)明膠的兩種制備方法。方法一，按食用明膠與水的質(zhì)量體積比為8～10％配制溶液；加入阿魏酸使其濃度為0.02～0.05摩爾/升；加入過(guò)氧化氫；調(diào)pH至7.0～9.0；加入辣根過(guò)氧化物酶；溶液在40～50℃下反應(yīng)5～48小時(shí)后，凍干、粉碎、篩分；用無(wú)水乙醇洗滌成品，烘干得到交聯(lián)明膠。方法二，食用明膠與水的質(zhì)量體積比為4～6％；加入單寧酸使其濃度為1～5克/升；調(diào)pH至8.0～10.0；溶液在30～50℃下中反應(yīng)12～60小時(shí)后，凍干、粉碎、篩分；用無(wú)水乙醇洗滌成品，烘干得到交聯(lián)明膠。本發(fā)明方法制備的交聯(lián)明膠作為微膠囊壁材時(shí)，微膠囊具有一定的緩釋能力。
文檔編號(hào)C08L89/00GK101451014SQ20071014472
公開(kāi)日2009年6月10日 申請(qǐng)日期2007年12月3日 優(yōu)先權(quán)日2007年12月3日
發(fā)明者井樂(lè)剛, 趙新淮, 邵士鳳 申請(qǐng)人:東北農(nóng)業(yè)大學(xué)