一種明膠-谷氨酸交聯復合物及其制備工藝的制作方法
【專利摘要】本發明提供了一種明膠-谷氨酸交聯復合物，該復合物有明膠和谷氨酸通過交聯聚合而成，該復合物比明膠黏度更強，可用于制作膠囊殼，制成的膠囊保質期更長；利用該復合物制成的膠囊殼韌性優良，不易破碎。
【專利說明】一種明膠-谷氨酸交聯復合物及其制備工藝
【技術領域】
[0001]本發明公開了一種明膠-谷氨酸交聯復合物及其制備工藝，涉及到生物醫藥領域。
【背景技術】
[0002]明膠的主要組成為氨基酸組成相同而分子量分布很寬的多肽分子混合物。明膠分子結構上有大量的羥基，另外還有許多羧基和氨基，這使得明膠具有極強的親水性。因其具有良好的生物兼容性和生物降解性，廣泛用于制作膠囊殼。
[0003]現有明膠膠囊的一個缺點在于含水量對其質量的影響。含水量過低導致膠囊殼發脆易裂、水分過高導致膠囊殼發粘軟化；明膠膠囊含水量除受生產工藝影響之外，其對環境也較為敏感，在高溫干燥條件下易失去自身水分，在高濕條件下易吸收水分，均可能導致囊殼水分發生變化；明膠膠囊殼還會因裝填藥物的吸濕性轉移水分，一方面降低膠囊囊殼的含水量，另一方面影響內容藥物的特性，比如導致藥物結塊、氧化、水解甚至霉變等問題。此外，明膠本身就是蛋白質，含水量也會引起明膠膠囊殼霉變。
[0004]為解決這一問題，目前的主要手段是通過控制明膠膠囊的存儲環境，主要通過控制溫度和濕度，并密閉保存，從而盡量減緩明膠膠囊變性的速度，但未能從根本上解決問題。
[0005]另外，也有報道將明膠進行改性，從而擴大明膠的使用范圍。專利CN102020775B公布了一種改性明膠的制備方法，以煙酸、煙酰胺或酰化的組氨酸作為反應的催化劑，聚乙二醇作為助催化劑進行酰化反應，制得改性明膠。
[0006]專利CN101220090 B介紹了幾種對明膠進行改性的方法，涉及了明膠多重改性衍生物，也涉及到了明膠多重改性衍生物之間相互再進行交聯的新材料。通過對明膠側鏈氨基的酰氨鍵疏水化改性、氨基的酰氨鍵羧基化改性以及羧基的巰基化改性制備了新穎的明膠多重改性衍生物。相比單一的改性衍生物,多重改性相對有一些優越性,如有可調節的側鏈分子結構和化學性能等。
[0007]CN 102977594A公開一種Y -聚谷氨酸/明膠納米膠囊及其制備方法。所述的Y-聚谷氨酸/明膠納米膠囊，即將原料Y —聚谷氨酸和明膠按質量比計算，利用聚電解質自組裝原理制得，得到粒度均一，粒徑大小為納米級的Y —聚谷氨酸/明膠納米膠囊。
[0008]雖然上述現有技術對明膠的改性方法進行了一定程度的摸索，但均沒有解決明膠膠囊的缺陷，即明膠膠囊因環境干燥，濕度過低導致膠囊殼發脆易裂，或因環境潮濕，濕度過高導致膠囊殼發粘軟化的缺陷。
【發明內容】
[0009]為解決現有技術的不足，本發明提供了一種明膠-谷氨酸交聯復合物及其制備工藝，在明膠中各種多肽鏈的末端接入谷氨酸分子，形成明膠-谷氨酸交聯復合物。
[0010] 本發明提供了一種明膠-谷氨酸交聯復合物及其制備工藝，明膠-谷氨酸交聯復合物主要由以下步驟制成:
a.取明膠1份加入適量水中，60°C加熱使完全溶解，過濾制得10%明膠水溶液待用；取谷氨酸10份加入適量1%鹽酸水溶液，40°C加熱10分鐘制得30%溶液待用；
b.取步驟a所述明膠水溶液100體積加入質量分數為5%蛋白交聯劑水溶液1-10體積，攪拌反應3-20分鐘混合均勻待用；
c.向步驟b分次加入a所述谷氨酸鹽酸溶液50-100體積，分多次加入，每次加入量為5-10體積，加入后攪拌5-20分鐘后，再次加入。谷氨酸鹽酸溶液全部加入完成后,再攪拌反應30分鐘；
d.將步驟c得到的溶液澆鑄在容器中，使其液層厚度為1-2厘米，放入真空干燥箱50°C干燥24-72小時既得明膠-谷氨酸交聯復合物粗品。
[0011]e.取步驟d所得的明膠-谷氨酸交聯復合物粗品，粉碎后，加入0.1%的鹽酸溫度為1-4°C的冷水溶液80-150體積，攪拌1-10分鐘后過濾，再用溫度為1_4°C的冷水溶液80-150體積，攪拌1-10分鐘后過濾，干燥即得明膠-谷氨酸交聯復合物成品。
[0012]其中，步驟b所述的蛋白交聯劑選自戊二醛、1-乙基-3- (3- 二甲基氨基丙基)-碳二亞胺(EDC)、京尼平中的一種。
[0013]其中，制得的明膠-谷氨酸交聯復合物，其吸水度為100%_260%。
[0014]吸水度的檢測通過以下手法實現:
①取明膠-谷氨酸交聯復合物樣品適量，置于培養皿中，于70°C烘箱中烘干至恒重，稱重并記錄干重。
[0015]②向盛裝樣品的培養皿中加入適量水，水量以沒過樣品上端為宜，于室溫(20-25°C)保持10 min，之后傾去未被吸收的水分，稱重并記錄。
[0016]③重復步驟②多次，直至重量不再增加，此時的重量為明膠-谷氨酸交聯復合物吸水飽和之后的重量。
[0017]④吸水度計算法:吸水度=(吸水飽和之后的重量-干重)/干重。
[0018]進一步，制得的明膠-谷氨酸交聯復合物按一般的膠囊生產工藝，可用于軟、硬膠囊殼的制備。膠囊殼可應用于醫藥、食品和保健品制劑中。
[0019]在制備明膠-谷氨酸交聯復合物過程中，明膠中各種多肽末端含有的大量羧基和氨基，首先加入碳化二亞胺，促使明膠中各種多肽首先發生自交聯反應，進行第一步改性，其后，逐次加入谷氨酸，在碳化二亞胺存在條件下，谷氨酸中的氨基和羧基進一步與明膠中的氨基和羧基交聯反應，在明膠中各種多肽鏈的末端接入谷氨酸分子，形成明膠-谷氨酸交聯復合物。在制得的明膠-谷氨酸交聯復合物后，意外地發現，分次加入谷氨酸，不僅避免了谷氨酸分子的自交聯，同時在明膠分子末端形成了聚谷氨酸結構，制得的復合物黏性較明膠增加。
[0020]本發明的創新處與進步之處在于:
①明膠中的多肽鏈就是氨基酸分子脫水形成，明膠中的氨基酸片段就有谷氨酸，在明膠中引入谷氨酸分子，僅是強化了谷氨酸的作用，而實質上未對明膠中的各種多肽有重大改變。
[0021]②明膠-谷氨酸交聯復合物同時具備較低的吸水性，制成膠囊后能夠避免膠囊含水量過高發粘軟化，末端形成的聚谷氨酸有一定的保水性能，使膠囊含水量維持在一定范圍內，避免了膠囊含水量過低發脆易裂。
[0022]③制備明膠-谷氨酸時，首先是明膠自交聯，然后再分次加入谷氨酸，避免了谷氨酸的自交聯，同時在明膠多肽末端的谷氨酸再次與后續加入的谷氨酸聚合，末端形成聚谷氨酸結構，具備了聚谷氨酸的性能。
【具體實施方式】
[0023]以下通過數個具體實施實例來進一步說明本發明方案，需要注意的是，這些實例僅為幫助理解本發明之用，非任何形式的對本發明的進一步限制。
[0024]實施例1:明膠-谷氨酸交聯復合物的制備
a.取明膠Ikg加入適量水中，60°C加熱使完全溶解，過濾制得10%明膠水溶液待用；取谷氨酸IOkg加入適量1%鹽酸水溶液，40°C加熱10分鐘制得30%溶液待用；
b.取步驟a所述明膠水溶液100mL加入質量分數為5%碳化二亞胺水溶液10ml，攪拌反應5分鐘混合均勻待用；
c.向步驟b分次加入a所述谷氨酸鹽酸溶液100ml，每次加入量為10ml，加入后攪拌10分鐘，再次加入。谷氨酸鹽酸溶液全部加入完成后,再攪拌反應30分鐘；
d.將步驟c將得到的溶液澆鑄在塑料容器中，液層厚度為1-2厘米，放入真空干燥箱50°C干燥48小時既得明膠-谷氨酸交聯復合物粗品；
e.取步驟d所得的明膠-谷氨酸交聯復合物，粉碎后，加入0.1%的鹽酸溫度為1_4°C的冷水溶液100ml，攪拌2分鐘后過濾，再用溫度為1-4°C的冷水溶液100ml，攪拌2分鐘后過濾，干燥即得明膠-谷氨酸交聯復合物成品。
[0025]取實施例1制成的明膠-谷氨酸交聯復合物、柔化劑、著色劑、遮光劑和水適量，可以采用沾膠法制備空心硬膠囊。
[0026]實施例2吸水度檢測
將實施例1所得明膠-谷氨酸交聯復合物使用如下方法檢測吸水度:
①取明膠-谷氨酸交聯復合物樣品10g，置于培養皿中，于70°C烘箱中烘干至恒重，稱重并記錄干重；
②向盛裝樣品的培養皿中加入適量水，水量以沒過樣品上端為宜，于室溫(20-25°C)放置lOmin，之后傾去未被吸收的水分，稱重并記錄；
③重復步驟②多次，直至重量不再增加，此時的重量為明膠-谷氨酸交聯復合物吸水飽和之后的重量；
④吸水度計算法:吸水度=(吸水飽和之后的重量-干重)/干重；
根據公式和稱量結果，計算得到本實施例制得的明膠-谷氨酸交聯復合物吸水量為150% ο
[0027]實施例3明膠-谷氨酸交聯復合物中聚谷氨酸定性檢測 取實施例1制得的明膠-谷氨酸交聯復合物樣品、實施例1所用明膠原料樣品、Y-聚谷氨酸各IOg加入適量水配成2%溶液，分別加入NaOH溶液水解5min，之后加適量鹽酸調節PH至中性。在GF254硅膠薄層層析板上點樣，以正丁醇:乙酸:水=3:1:1混合溶液為展開劑，茚三酮為顯色劑。經展開后可以觀察到，實施例1所得到的明膠-谷氨酸交聯復合物樣品展開斑點出現了明膠原料樣品展開斑點中沒有出現的斑點，而這些斑點的Rf值與Y-聚谷氨酸樣品點展開得到的斑點接近，說明實施例1所得的明膠-谷氨酸交聯復合物中存在聚谷氨酸結構。
[0028]實施例4:
取實施例1制成的明膠-谷氨酸交聯復合物78份，甘油12份，加水適量，采用沾膠法制備空心硬膠囊。
[0029]實施例5:
取實施例1制成的明膠-谷氨酸交聯復合物85份，甘油6份，加水適量，采用沾膠法制備空心硬膠囊。
[0030]實施例6:
取實施例1制成的明膠-谷氨酸交聯復合物82份，檸檬酸三乙酯10份，胭脂紅0.1份，加水適量，采用沾膠法制備空心硬膠囊。
[0031]實施例7:
取實施例1制成的明膠-谷氨酸交聯復合物82份，檸檬酸三乙酯10份，二氧化鈦1.5份，加水適量，采用 沾膠法制備空心硬膠囊。
[0032]對比實施例1:
市售某廠家明膠空心膠囊。
[0033]對比實施例2:
市售某廠家羥丙甲纖維素空心膠囊。
[0034]實施例8:
參考中國藥典2010年版附錄XIX C原料藥與藥物制劑穩定性試驗指導原則影響因素試驗要求，分別取實施例2-5和對比實施例1-2樣品在高溫(40°C)、高濕(相對濕度75%±5%)、強光照射試驗(光照強度4500 1X±500 IX)條件下，放置10天，并于O天，5天，10天取出部分樣品，考察各樣品的外觀、干燥失重和脆碎度。
[0035]性狀:取本品10粒，觀察樣品外觀，并用手指輕壓膠囊，觀察是否發黏或變脆。沒有發黏和變脆為正常，若發黏或變脆程度較大，不進行脆碎度檢查。
[0036]干燥失重:取本品lg，在130°C干燥90分鐘，按《中國藥典》2010年版附錄VDI L測定。
[0037]脆碎度:取本品50粒，置表面皿中，放入盛有硝酸鎂飽和溶液的干燥器內，置250C ±1°C恒溫24小時，取出，立即分別逐粒放入直立在木板(厚度2cm)上的玻璃管(內徑為24mm,長為200mm)內，將圓柱形破碼(材質為聚四氟乙烯,直徑為22mm,重20g±0.1g)從玻璃管口處自由落下，視膠囊是否破裂。如有破裂，不得超過5粒。
[0038]按以上方法對實施例和對比實施例樣品進行檢測，結果見表1。結果表明，按本發明提供的改性明膠空心膠囊，在高溫、高濕和光照條件下仍具有較好的性能。
[0039]表1.影響因素試驗考察結果
【權利要求】
1.一種明膠-谷氨酸交聯復合物，其特征在于，是由明膠和谷氨酸交聯聚合而成。
2.一種明膠-谷氨酸交聯復合物的制備工藝，主要包括以下步驟: a.取明膠1份加入適量水中，60°C加熱使完全溶解，過濾制得10%明膠水溶液待用；取谷氨酸10份加入適量1%鹽酸水溶液，40°C加熱10分鐘制得30%溶液待用； b.取步驟a所述明膠水溶液100體積加入質量分數為5%蛋白交聯劑水溶液1-10體積，攪拌反應3-20分鐘混合均勻待用； c.向步驟b分次加入a所述谷氨酸鹽酸溶液50-100體積，分多次加入，每次加入量為5-10體積，加入后攪拌5-20分鐘后，再次加入；谷氨酸鹽酸溶液全部加入完成后,再攪拌反應30分鐘； d.將步驟c得到的溶液澆鑄在容器中，使其液層厚度為1-2厘米，放入真空干燥箱50°C干燥24-72小時既得明膠-谷氨酸交聯復合物粗品； e.取步驟d所得的明膠-谷氨酸交聯復合物粗品，粉碎后，加入0.1%的鹽酸溫度為1-4°C的冷水溶液80-150體積，攪拌1-10分鐘后過濾，再用溫度為1_4°C的冷水溶液80-150體積，攪拌1-10 分鐘后過濾，干燥即得明膠-谷氨酸交聯復合物成品。
3.根據權利要求2所述的一種明膠-谷氨酸交聯復合物的制備工藝，其特征在于，步驟b所述的蛋白交聯劑選自戊二醛、1-乙基-3-(3- 二甲基氨基丙基)-碳二亞胺(EDC)、京尼平中的一種。
4.根據權利要求1或2其中之一，其特征在于，所述的一種明膠-谷氨酸交聯復合物，其吸水度為100%-260%。
5.根據權利要求1或2其中之一,其特征在于,所述的一種明膠-谷氨酸交聯復合物，按一般的膠囊生產工藝，可用于軟、硬膠囊殼的制備。
6.根據權利要求1或2其中之一,其特征在于,所述的一種明膠-谷氨酸交聯復合物，按一般的膠囊生產工藝，制成軟、硬膠囊殼在醫藥、食品和保健品制劑中的應用。
【文檔編號】C08G73/10GK103951832SQ201410179789
【公開日】2014年7月30日 申請日期:2014年4月30日 優先權日:2014年4月30日
【發明者】帥放文, 王向峰, 章家偉 申請人:湖南爾康北山明膠有限公司