蘋果渣果膠膠囊的制備工藝研究

◎陳 瑋 黃蓓蓓

（1.三門峽職業技術學院科研處；2.三門峽職業技術學院食品園林學院，河南三門峽472000）

膠囊劑是藥品中最常用的劑型之一，在保健品及功能性食品中也有著廣泛的應用，能防潮、防氧化，用藥順應性高，便于服用[1]。膠囊殼質量對膠囊劑的臨床使用效果及安全性有著直接影響，目前國際上主要采用的為動物性膠囊殼，我國有95%以上膠囊殼是動物明膠空心膠囊。但明膠易發生交聯反應而影響藥物的釋放，同時也因動物疫情頻發、養殖中藥物濫用、環氧乙烷滅菌殘留、重金屬超標等問題而存在一定的安全隱患，此外其動物性來源也使明膠空心膠囊無法滿足國際穆斯林、猶太教和素食等特殊文化人群的需要[2]。因此，開發研制綠色、安全的植物膠囊具有廣闊的發展前景。

果膠是來源于植物組織的一種天然高分子化合物，被稱為“人體健康的平衡素”，是一種維持人體健康的、重要的食物纖維，具有膠凝、增稠、乳化、抗菌、止血、消腫、降血糖、排脂、解除重金屬或放射性金屬中毒等作用和功效，也是一種具有突出優勢的藥物制劑原料，在軟膏、膜、栓劑、微囊等制劑中有著較為廣泛的應用[3-4]。以果膠為原料開發新型植物膠囊具有綠色、安全等優勢，而蘋果渣中果膠含量豐富，因此開發蘋果渣果膠膠囊對于蘋果高產地區的果渣綜合利用、產業鏈延伸、經濟效益提升具有積極的意義。

1材料與方法

1.1材料與儀器設備

1.1.1材料

蘋果渣果膠：實驗室自制；瓊脂粉：廣東環凱微生物科技有限公司。

1.1.2儀器與設備

精密增力電動攪拌器：常州市中貝儀器有限公司；恒溫油浴鍋：鄭州長城儀器有限公司；電子分析天平：日本島津；可調萬用電爐：龍口市先鋒儀器公司；電熱恒溫鼓風干燥箱：上海福瑪實驗設備有限公司；粘度計：美國博力飛；凝膠強度測定儀：上海騰拔儀器科技有限公司；游標卡尺：桂林廣陸數字測控有限公司。

測厚規：桂林量具刃具有限責任公司。

1.2實驗方法

1.2.1蘋果渣果膠空心膠囊的制備工藝

1.2.1.1蘋果渣果膠空心膠囊制備的工藝流程

蘋果渣果膠、瓊脂粉→溶膠→保溫靜置（養膠）→蘸膠成型（制坯）→干燥→拔殼→切割、整理→膠囊殼成品

1.2.1.2操作要點

溶膠：稱取一定量的蘋果渣果膠，將其加入至去離子水中，添加適量的CuSO4（Cu2+濃度為10mg/mL），溶液pH值控制在8.0以內，浸泡至充分吸水膨脹，然后轉移至恒溫水浴中，加熱攪拌一段時間，之后加入經煮沸溶解過的瓊脂溶液，繼續加熱攪拌一段時間，得到均勻的復配膠液。

保溫靜置（養膠）：將上述復配膠液降至一定溫度后保溫靜置一段時間，以消除膠液中的微小氣泡，并使其達到充分的物理化學平衡，澄清后備用。

蘸膠成型（制坯）：選取適宜的膠囊模具（由配套的殼體模具和殼帽模具組成），將模具中的模桿固定在模板上，浸入膠液之前先用適量食用植物油對其進行潤滑，然后平穩握住模桿，上端朝下浸入至膠液中，將模桿全部浸沒至膠液中等待約6～8s，隨后慢慢提起模桿，待其離開膠液液面后再翻起模桿，將模具反復翻轉數次使其冷卻。較適宜的蘸膠速度為5～6板/min[5]。

干燥：將帶膠模具放置于恒溫干燥箱內，60℃干燥40min。

拔殼、切割及整理：將干燥的膠囊殼用拔殼鉗從模具中拔出，若氣候干燥可噴灑水霧讓囊殼適當回潮后再進行操作。拔下的囊殼統一裁剪成一定的長度，最后將殼體與殼帽套合成完整的空心膠囊殼。

1.2.1.3膠囊成型工藝的檢測項目及方法

蘸膠膠液粘度的測定：采用粘度計對溶膠后的復配膠液粘度進行測定。

凝膠強度的測定：采用凝膠強度測定儀對膠液的凝膠強度進行測定。

凝膠熔化溫度的測定：采用落球法對凝膠溶化溫度進行測定。具體過程如下：在試管中預先制備一定體積的凝膠，在其表面放入一鋼球并插入溫度計（溫度計的水銀泡盡量與鋼球接近以），之后密封試管，然后水浴加熱，升溫速度為1℃/min，記錄鋼球下落時對應的溫度，即為凝膠的熔化溫度[6]。

膠囊成型速度的測定：膠囊成型速度以凝膠形成時間來表征，采用計時器記錄由蘸模至膠液凝固所需的時間。

膠囊壁厚的測定：用游標卡尺和測厚規對膠囊壁的厚度進行測定。

1.2.2蘋果渣果膠空心膠囊成型性能影響因素的研究

1.2.2.1蘋果渣果膠與瓊脂粉共混比例對膠囊成型性能的影響

控制復配膠液中蘋果渣果膠與瓊脂粉總添加量為4%，調整蘋果渣果膠與瓊脂粉的共混比例分別為80:20、75:25、70:30、65:35，然后依照膠囊制備工藝流程中溶膠的操作配制成不同共混比例的蘋果渣果膠-瓊脂粉復配膠液，之后降溫至55℃，再保溫靜置40min，獲得澄清膠液后進行膠囊成型實驗。測定不同共混比例下復配膠液的膠液粘度、膠囊厚度、成型時間、凝膠強度、熔化溫度，研究共混比例對膠囊成型性能的影響。

1.2.2.2混膠溫度對膠囊成型性能的影響

控制復配膠液中蘋果渣果膠與瓊脂粉總添加量為4%，按適宜的蘋果渣果膠與瓊脂粉共混比，進行蘋果渣果膠-瓊脂粉復配膠液的制備，然后分別于60℃、70℃、80℃和90℃不同溫度下攪拌混合膠液40min，然后降溫至55℃，保溫靜置40min，獲得澄清膠液后進行膠囊成型實驗。測定不同混膠溫度下復配膠液的膠液粘度、膠囊厚度、凝膠強度、熔化溫度，研究混膠溫度對膠囊成型性能的影響。

1.2.2.3混膠時間對膠囊成型性能的影響

控制復配膠液中蘋果渣果膠與瓊脂粉總添加量為4%、按適宜的蘋果渣果膠與瓊脂粉共混比，進行蘋果渣果膠-瓊脂粉復配膠液的制備，分別于適宜溫度下保溫攪拌混合膠液20min、40min、60min、80min，然后降溫至55℃，保溫靜置40min，獲得澄清膠液后進行膠囊成型實驗。測定不同混膠時間下復配膠液的膠液粘度、膠囊厚度、凝膠強度、熔化溫度，研究混膠時間對膠囊成型性能的影響。

1.2.2.4保溫靜置（養膠）時間對膠囊成型性能的影響

控制復配膠液中蘋果渣果膠與瓊脂粉總添加量為4%，按適宜的蘋果渣果膠與瓊脂粉共混比，進行蘋果渣果膠-瓊脂粉復配膠液的制備，于適宜溫度下保溫攪拌混合膠液一定的時長，然后降溫至55℃，分別保溫靜置10min、20min、40min、60min進行養膠，獲得澄清膠液后進行膠囊成型實驗。測定不同保溫靜置（養膠）時間下復配膠液的膠液粘度、膠囊厚度、凝膠強度、熔化溫度，研究保溫靜置（養膠）時間對膠囊成型性能的影響。

1.2.3蘋果渣果膠空心膠囊質量測定

按照中華人名共和國藥典（2020版）對明膠空心膠囊的檢測方法對蘋果渣果膠空心膠囊的脆碎性、干燥失重、熾灼殘渣、崩解時限等質量指標進行測定。

表1 蘋果渣果膠與瓊脂粉共混比例對膠囊成型性能的影響

2結果與討論

2.1蘋果渣果膠與瓊脂粉共混比例對膠囊成型性能的影響

控制復配膠液中蘋果渣果膠與瓊脂粉總添加量為4%，調整蘋果渣果膠與瓊脂粉的共混比例分別為80:20、75:25、70:30、65:35，研究蘋果渣果膠與瓊脂粉共混比例對膠囊成型性能的影響，實驗結果見表1。

由表1結果可知，隨著蘋果渣果膠添加比例的增加，復配膠液的粘度、凝膠強度、凝膠溶化溫度均明顯增大。當蘋果渣果膠添加量較低時，膠囊壁較薄，凝膠強度較低；當蘋果渣果膠與瓊脂粉的共混比例達到70∶30時，制成的膠囊壁厚為0.11mm，符合國家標準中有關硬膠囊壁厚的要求，成型控制較易，成型時間6s；由于膠囊壁厚度的控制受復配膠液的粘度及凝固力的影響較大，當蘋果渣果膠添加量繼續增大至共混比例為65∶35時，復配膠液的粘度達到1349mPa·s，膠液的流動性變差，凝固速度較快，膠囊成型時間較短不易控制，膠囊壁明顯過厚且薄厚不均勻，不易崩解。因此，蘋果渣果膠與瓊脂粉的最佳共混比例為70∶30。

2.2混膠溫度對膠囊成型性能的影響

控制復配膠液中蘋果渣果膠與瓊脂粉總添加量為4%、蘋果渣果膠與瓊脂粉共混比為70:30，分別于60℃、70℃、80℃、90℃不同溫度下攪拌混合膠液，研究混膠溫度對膠囊成型性能的影響，實驗結果見表2。

由表2結果可知，伴隨著混膠溫度的升高，復配膠液的粘度、凝膠強度、凝膠溶化溫度呈現出先增大后減小。當混膠溫度達到80℃時，膠液的粘度、凝膠強度、凝膠溶化溫度達到最高，制得的膠囊殼厚度較為理想，原因可能是在該溫度下蘋果渣果膠與瓊脂粉的相互滲透和纏結作用較好，更利于得到微觀分布均勻的復配膠液，易于成型；當溫度高于80℃時，膠液的粘度、凝膠強度反而下降，可能是因為在高溫下多糖分子空間結構發生破壞，且高溫下分子動能增大，導致鈣離子在空間移動速率變大，引起凝膠的不穩定，使得復配膠液的成型性能下降。因此，較適合的混膠溫度是80℃。

表2 混膠溫度對膠囊成型性能的影響

表3 混膠時間對膠囊成型性能的影響

2.3混膠時間對膠囊成型性能的影響

控制復配膠液中蘋果渣果膠與瓊脂粉總添加量為4%、蘋果渣果膠與瓊脂粉共混比為70:30，分別于80℃混膠20min、40min、60min、80min，研究混膠時間對膠囊成型性能的影響，實驗結果見表3。

由表3結果可知，混膠時間為20min、40min時，復配膠液的粘度、凝膠強度、凝膠溶化溫度在數值上相差不大，但混膠40min時膠囊壁厚度稍大，薄厚均勻；當混膠時間超過60min時，可能由于復配膠液中多糖大分子出現了一定程度的降解而導致粘度、膠囊殼厚度下降。因此，較適合的混膠時間是40min。

2.4保溫靜置（養膠）時間對膠囊成型性能的影響

控制復配膠液中蘋果渣果膠與瓊脂粉總添加量為4%、蘋果渣果膠與瓊脂粉共混比為70:30，于80℃保溫混膠40min，之后分別保溫靜置養膠10min、20min、40min、60min，研究保溫靜置（養膠）時間對膠囊成型性能的影響，實驗結果見表4。

由表4結果可知，在保溫靜置（養膠）10～40min時，隨著時間的不斷增長，膠液粘度、膠囊壁厚、凝膠強度、熔化溫度隨之增大，在養膠時間40min時，因膠液逐漸達到物理化學平衡而使其成型性能達到最佳；當時間延長至60min時，膠囊壁厚反而隨時間延長而變薄，膠液的粘度、凝膠強度及凝膠熔化溫度也下降，其原因是養膠時間過長引起膠液中多糖大分子開始降解而引起膠囊成型性能下降。因此，較適合的保溫靜置（養膠）時間是40min。

表4 保溫靜置（養膠）時間對膠囊成型性能的影響

2.5蘋果渣果膠空心膠囊成品質量的測定結果

綜合上述實驗結果，于各較適的工藝參數下制備蘋果渣果膠膠囊，即控制復配膠液中蘋果渣果膠與瓊脂粉總添加量為4%、蘋果渣果膠與瓊脂粉按共混比為70:30，進行蘋果渣果膠-瓊脂粉復配膠液的制備，于80℃混膠40min，降溫至55℃，養膠40min，之后進行蘸膠制坯、干燥、拔殼、切割、整理，獲得膠囊成品。對成品膠囊的脆碎性、干燥失重、灼燒殘渣等理化指標進行測定。經測定，所得膠囊壁厚均勻、色澤均勻、無沙眼、無黑點、成型好、透明度好、無癟頭、無破碎、氣泡少，囊殼壁厚0.11mm±0.02mm，干燥失重為13.6%，熾灼殘渣2.0%，酸性溶液中崩解時間為35min，其質量符合國標和藥典中對膠囊的相關要求。

3結論

利用蘋果渣果膠與瓊脂粉混合配比制備植物空心膠囊，對其工藝進行研究，得出最佳工藝條件為控制復配膠液中蘋果渣果膠與瓊脂粉總添加量為4%、蘋果渣果膠與瓊脂粉共混比為70:30，進行蘋果渣果膠-瓊脂粉復配膠液的制備，于80℃混膠40min，降溫至55℃養膠40min，制得的膠囊成型好、透明度好、易脫模、癟頭及氣泡少，其脆碎性、干燥失重、灼燒殘渣等質量指標符合藥典中對膠囊的相關要求。

綜上所述，利用蘋果渣果膠制備空心膠囊具有一定的可行性，為綠色天然的植物膠囊的開發研究提供了新的發展思路，同時在果渣綜合深度利用方面也具有積極的意義。