Способ микрокасулирования не смешивающихся с водой жидкостей Советский патент 1974 года по МПК B01J13/02 

1

Изобретение относится к технике микрокапсулирования не смешивающихся с водой жидкостей путем заключения лгельчайшнх канель этих жидкостей в твердые оболочки из высокомолекулярных материалов. Такие микрокансулы находят применение в различных отраслях нромышленности - в ннщевой, фармацевтической, парфюмерной и т. д.

Известен снособ микрокансулнрования, основанный на образовании капель новой дисперсиой фазы (концентрированного раствора высокомолекулярных соединений) нрн смепшвании растворов противоположно заряженных полиэлектролитов и на взаимодействии этих канель с каплями капсулируемой жидкости при перемешивании, приводящем к формированию высокомолекулярных оболочек. В качестве одного из полиэлектролитов используют преимущественно высококачественный желатин с изоэлектричеекой точкой при рК 8,0, в качестве другого - гуммиарабик. Однако высококачественный желатин дорого стоит, передко является дефицитным сырьем, такой природный продукт, как гуммиарабик, не во всех климатических зонах является доступным (основным производителем гуммиарабика является Судан, основным потребителем СШЛ).

Целью изобретения является разработка такого способа микрокапсулирования, в котором для создания высокомолекулярных оболочек

используют недорогие нетоксичные природные вещества, что позволяет значительно шире применять полученные микрокапсулы в пищевой, парфюмерпой и фармацевтической промьпнленности.

Предлагаемый способ микрокапсулирования не с.гещнвающихся с водой жидкостей путем диспергирования материала ядра в двухфазной системе водного раствора двух полиэлек0тролитов, один из которых - желатин, с последующими выделением и отверждением нолученных кансул, отличается тем, что в качестве второго иолиэлектролита применяют полиуроповую кислоту или ее водораствори5мое производное. По предлагаемому снособу используют для создания оболочек кансул в качестве одного из нолиэлектролитов водорастворимый белок с изоэлектричеекой точкой при рП ие ниже 4,0, нанример желатин, а в

0 качестве другого полиэлектролита - нетоксичную природпую полиуроиовую кислоту, наиример альгиповую (поли-р-/)-аигидроманнуроновая), пектиновую (поли-Д-галактуроновая), их водорастворимые нронзводные (например, натриевые соли или метиловые эфи5

ры).

Альгнновую, пектиновую кислоты и их соли широко применяют в пищевой, фармацевтической и парфюмерной нромьппленности. Их добавляют в больншх количествах из доступно0

го растительного сырья (альгиновая кислота-- из бурых морских водорослей, пектиновая - из яблок, свеклы, подсолнечника, лимонной и апельсиновой корки).

При проведении микрокапсулирования предлагается использовать водный раствор желатина или другого растворимого белка с концентрацией 3-10% и водный раствор соли альгиновой или пектиновой кислоты с концентрацией 0,5-3%. Альгиновую или пектиновую кислоту целесообразно употреблять в виде натриевой, калиевой или аммониевой солей, рН исходного раствора должен быть около 7.

Растворы желатина смешивают с растворами солей альгиновой или пектиновой кислоты в определенном соотношении. В полученной смеси на 100 ч. желатина должно приходиться 5-20 ч. альгиновой или пектиновой кислоты, предпочтительно около 10 ч. Добавляя раствор какой-либо кислоты, например уксусной, а также разбавляя в случае необходимости полученную смесь водой, доводят рН до значения 2,5-5,0. Обш;ее содержание высокомолекулярных компонентов в этой смеси должно составлять 2-5%. Правильность нодбора условий можно проконтролировать наблюдением под микроскопом. В полученной системе должны наблюдаться округлые, легко деформируемые капли жидкой фазы, обогаш.енной высокомолекулярными вешествами. В полученную двухфазную систему вводят подлежащую микрокапсулированию третью, нерастворимую в воде жидкую фазу, в качестве которой применимы жидкие жиры и масла, в том числе эфирные масла, сложные эфиры холестерина, масляные концентраты витаминов и провитаминов {каротина, эргостерина, токоферола и т. д.).

Эту несмешивающуюся с водой жидкость диспергируют одним из известных способов в ранее полученной двухфазной системе. Количество капсулируемой жидкости можно изменять в зависимости от желаемой дисперсности капсул и толщины их стенок. Обычно количество капсулируемой жидкости в 5-20 раз превышает количество высокомолекурных веществ, используемых для формирования стенок капсул. При дальнейшем механическом перемешивании трехфазной системы вокруг капель каисулируемой жидкости формируются жидкие оболочки, состоящие из концентрированного раствора высокомолекулярных веществ.

Предлагаемый процесс микрокапсулировапия можно проводить при сравнительно невысоких температурах (10-50°С), что способствует сохранению биологической активности веществ, не обладающих устойчивостью при более высоких температурах. Это же обстоятельство несколько затрудняет отверждение и дальнейшее высушивание капсул. Одним из возможных приемов отверждения является постепенная замена водной среды другими жидкостями, не являющимися растворителями для оболочек капсул. К дисперсии капсул при

продолжающемся перемещивании добавляют такие вещества, как этиловый спирт, глицерин, этиленгликоль, пропиленгликоль, постепенно повышая их копцентрацию до полного отверждения оболочек. Отверждение стенок может быть достигнуто также обработкой достаточно концентрированными растворами солей кальция или магния, использованием лиофильной (сублимационной) сушки из замороженного

состояния. Склеивание оболочек и образование агрегатов может быть предотвращено также введением в водную дисперсию перед ее высушиванием водной суспензии крахмала (приготовленной на холоду).

В тех случаях, когда кансулируемая жидкость сохраняет устойчивость при повышенных температурах, может быть использована распылительная сушка. При распылительной сушке капсул, предназначенных для внутреннего

употребления, к водной среде можно добавлять растворы глюкозы, лактозы или сахарозы, в условиях интенсивной сушки образующие дополнительные аморфные (стеклообразные) оболочки из соответствующих Сахаров.

Отверждение стенок задубливанием (альдегидами, таннидами) также можно применять, хотя в случае капсул для внутреннего употребления количество пригодных веществ ограничено.

Пр и мер 1. В 50 мл 5%-ного водного раствора пищевого желатина при 20°С вводят 12,5 мл 2%-н6го водного раствора альгината натрия. Добавляя уксусную кислоту, доводят рН до 3,0, после чего приливают воду до общего объема 100 мл. Убеждаются, что полученная система под микроскопом представляет собой дисперсию капель вязкой жидкости. К этой дисперсии при интенсивном перемешивапии приливают 20 г концентрата витамина

Д и продолжают перемешивание в течение 0,5 час завершения формирования оболочек капсул. В полученной дисперсии растворяют 6 г лактозы и подвергают ее распылительной сушке. Образуется порошок, состоящий из

капсул с двойными оболочками. Ядро представляет собой каплю концентрата витамина Д, первая оболочка состоит из желатина и альгината, вторая (наружная) оболочка - из аморфной (стеклообразной) лактозы. Полученные кансулы не содержат веществ, которые нельзя употреблять внутрь, и могут быть использованы в качестве компонентов фармацевтических препаратов, содержащих вещества, взаимодействующие с витамином Д.

Аналогичные процессы микрокапсулирования могут быть проведены с растворами других водорастворимых белков - зеина, глиадина, р-лактоглобулина. Для каждого белка оптимальное соотношение белок:альгинат

(или белок:пектин) необходимо подбирать экспериментально.

Пример 2. К 300 мл 2,5%-ного раствора желатина при 70°С добавляют 600 мл 1%-ного водного раствора яблочного пектина, тщательно неремещивая жидкость при 70°С. При