一种烟用控释软胶囊制备方法

摘要

本发明是一种烟用控释软胶囊的制备方法。将含有多价金属离子的水包油乳化液作为模板滴入成膜剂复合胶体溶液中，含有多价金属离子的水包油乳化液液滴模板的外围在所述成膜剂胶体溶液中通过成膜剂胶体粒子在乳化液滴模板的表面自组装成有序的球形凝胶包裹层，再通过胶体粒子与乳液滴中多价金属离子的化学作用交联形成致密、坚固的膜，成为软胶囊初产品，经过染色、干燥、脱水，得到目标胶囊。它具有足够的机械强度和致密结构，胶囊均一性、圆整度、稳定性高于普通的胶囊，与烟气具有非常好的相容性。

权利要求

1.一种烟用控释软胶囊的制备方法，其特征在于按以下步骤进行：

1）乳化液的配置按重量百分比：脂类溶剂40-70%，成膜反应剂0.1-3%，成膜填充剂

0.2-1%，乳化液增稠剂0.1-0.5%，乳化剂0.2-1%，目标有效物添加剂0.1-30%，医用纯化水或蒸馏水余量，将它们混合搅拌后制得乳化液；

所述脂类溶剂为大豆油、菜籽油、鱼肝油、花生油中的一种或者几种混合物，或者辛酸甘油三酯、壬酸甘油三酯、癸酸甘油三酯中的一种或几种混合物；

所述的成膜填充剂为普鲁兰多糖、结冷胶、糊精、环糊精、羧甲基纤维素钠的一种或几种；

所述的成膜反应剂为氯化钙或五水硫酸铜；

所述的目标有效物添加剂为薄荷醇、薄荷油、香茅草油、柠檬油中的一种或几种；或烟草精油、烟草净油、尼古丁中的一种或几种。

2）成膜剂的配制：凝胶剂为成膜剂总重量的0.1%-5%、填充剂为成膜剂总重量的

0.05-5%，医用纯化水或蒸馏水余量；将它们在4℃-6℃温度下混合搅拌后制得成膜剂；填充剂为壳聚糖、普鲁兰多糖、结冷胶、糊精、环糊精、羧甲基纤维素钠中的一种或几种；

3）乳化液滴入成膜剂：将配制好的乳化液乳滴模板滴入成膜剂胶体溶液中，使成膜剂胶体粒子在乳滴表面自组装形成有序的球面胶体壳，在液滴模板表面交联形成致密坚固的膜形成圆球形胶囊；

4）胶囊定型和预干燥：将上述制得的胶囊用纯化水或蒸馏水清洗后放入质量浓度为

0.5%-30%的二价或多价金属离子溶液中固化10分钟-24小时，再将固化后的胶囊用纯化水或蒸馏水清洗表面残余的二价或多价金属离子后放入置于常温常湿空间的翻转或震动容器中进行30分钟至5小时的转动定型，再将胶囊转移到常温常湿的空间内进行静置干燥

12-24小时；

5）胶囊表面防潮处理：将上述制得的胶囊进行包衣处理，再将包衣后的胶囊经行定型和干燥，得到成品胶囊。

2.根据权利要求1所述的烟用控释软胶囊的制备方法，其特征在于上述方法中，胶囊定型和预干燥前进行胶囊染色：用市售食品级增色剂，加入乳化液中或加入成膜剂中，或在固化胶囊时加入到固化胶囊的二价或多价金属盐溶液中。

3.根据权利要求1所述的烟用控释软胶囊的制备方法，其特征在于所述乳化液增稠剂为槐豆胶、明胶、瓜尔胶、卡拉胶、黄原胶、阿拉伯胶、酪蛋白中的一种或几种。

4.根据权利要求1所述的烟用控释软胶囊的制备方法，其特征在于乳化液增稠剂粘度为5000-30000厘泊。

5.根据权利要求1所述的烟用控释软胶囊的制备方法，其特征在于所述凝胶剂为结冷胶、海藻酸盐，海藻酸盐为海藻酸钠、海藻酸钾、海藻酸铵中的一种或几种。

说明书

一种烟用控释软胶囊制备方法

技术领域

[0001] 本发明涉及卷烟技术领域，具体地说是一种烟用控释软胶囊制备方法。

背景技术

[0002] 传统的卷烟生产中，通常会在烟草加工过程中在烟草中加入各种各样的添加剂，如香精香料和调味品，以改进烟草的品质，提高烟草制品的感官品质。但是在加入添加剂过程中，由于添加剂的物理化学性质不同，对于直接添加某些添加剂，如挥发性较好的组分，如高挥发的香精香料，容易挥发，从而造成施加困难；对于不易溶解的某些组分，无法有效施加；对高残留的组分，会给设备带来“污染”，影响其他产品生产。随着科技进步，各种新型添加剂的施加方法不断涌现。一种是采用化学方法，即，可以使用潜香化合物（缪明明等，烟草科技, 1997年 06期；李斌，安徽农业科学, 2012年 06期），潜香物质是一类新型的烟草增香剂，与常规香料比较，它具有在自然条件下挥发性弱、化学性质更稳定的特点，同时由于其本身没有香味或对香感觉作用不大，但在陈化或燃烧过程中却能产生重要的致香物质，因此能较好地解决产品香味的补偿问题，并能提高产品质量的稳定性。在生产过程中可以满足不挥发、易溶解、低残留等等，在卷烟抽吸过程中受热或燃烧分解可疑释放出目标化合物，从而达到使用添加剂的效果。潜香物质一搬烟用在烟丝中或卷烟纸中。一类方法是采用物理包埋方法降低添加剂的挥发性，增强稳定性，如使用滴丸（刘志华等，中国发明专利第817301号）、微胶囊（吴酉芝等，农产品加工(学刊)，2008年07期；张海霞，广州食品工业科技，2004年03期）、软胶囊（迪迪埃·哈特曼等，中国专利公开号 CN 101203213A，CN 101203148A；张文辉，中国专利申请公布号CN 101925403A）。微胶囊或软胶囊可以直接加入烟草中，也可以加到过滤嘴、卷烟纸和包装材料中。往滤嘴中添加香精微胶囊或软胶囊被认为是较为理想的卷烟加香方法，因为这样既能延长香精的保留期，又能避免烟丝高温燃烧而使香精变质的缺点。

[0003] 微胶囊技术是利用惰性多聚的天然高分子材料或合成高分子材料，将固体、液体或气体材料包裹在一个微小密闭的胶囊之中，形成一种具有半透膜或密封的囊膜，并在一定条件下有控制地将所包裹的材料释放出来，其优越性在于可有效减少活性物质对外界环境因素的反应，减少芯材向环境的扩散或蒸发，控制芯材的释放及改变芯材的物理性质、化学性质等。将烟用香精作为囊容物制成微胶囊卷烟，不仅可防止抽吸前香味的挥发，而且防止了这些成分直接燃烧而使香味改变，保证了原有的香味。同时对于易劣变或敏感性的香料，经包囊后免受外界不良因素的干扰，提高了贮藏稳定性，还可避免不同组分香料的相互影响。

[0004] 软胶囊也称软胶丸剂，它是将油类或对明胶物无溶解作用的非水溶性的液体或混悬液等封闭于胶囊壳中而成的一种制剂，其形状有圆形、椭圆形、鱼形、管形等。活性物质如药物、蛋白质、维他命、香料等。考虑到胶囊在烟草中应用时，必须考虑到应用的部位、应用的方式、受烟气或抽吸方式的影响，包埋成分的释放以及其对烟气的影响等因素，所考虑的胶囊必须具备相应的特性，包括加工性能、机械强度、适当的直径、均一性、圆整度、稳定性、与烟气（化学成分、温度等）的相容性等等。需要开发各种技术用以创造能够满足这些应用所要求的物理结构,希望在胶囊化的同时, 使胶囊的尺寸、渗透性、机械强度、相容性等都容易调控。

[0005] 现有的共挤出法（迪迪埃·哈特曼，中国专利公开号 CN 101203213A，CN101203148A；张文辉，中国专利申请公布号CN 101925403A）制备软胶囊时，一般是采用同轴双层滴丸设备进行滴制，即滴头为双层结构，其中滴头的外层为成膜材料（壁材），内头内层为包裹物（芯材）。外层的壁材和内层的芯材以不同速度从同轴双层滴头装置流出，在压力或重力作用下，壁材依靠自身表面张力包裹着芯材从滴头自然或外力剪断脱落到成膜冷凝液中，与成膜冷凝液中的多价金属离子（主要是钙离子）发生反应，形成水不溶性的凝胶而固化成软胶囊。这种方法由于内外层材料（芯材和壁材）的比重不一样，黏度不一样，很难保证在空中形成的液滴中的芯材不脱出或偏朝一个方向，从而严重影响制备的胶囊的机械强度、圆整度、均一性，以及后期的加工性能。

[0006] 普通的软胶囊液滴法制备方法无法解决壳体的机械强度、致密性和烟气耐受性的同时又解决控制释放的合理破碎强度问题（张文辉，中国专利公开号CN 101564667A）。

发明内容

[0007] 本发明的目的是提供一种可以用于烟草制品，主要是滤嘴中的，能对添加剂进行控制释放的胶囊及其制备方法。所制的胶囊大小可以控制，具有足够的机械强度，胶囊均一性、圆整度、稳定性高于普通的胶囊，与烟气具有非常好的相容性。

[0008] 本发明所涉及软胶囊的制备方法采用乳滴模板化滴制的方式。将含有多价金属离子的水包油乳化液作为模板滴入成膜剂复合胶体溶液中，含有多价金属离子的水包油乳化液液滴模板的外围在所述成膜剂胶体溶液中通过成膜剂胶体粒子在乳化液滴模板的表面自组装成有序的球形凝胶包裹层，再通过胶体粒子与乳液滴中多价金属离子的化学作用交联形成致密、坚固的膜，成为软胶囊初产品，经过染色、干燥、脱水，得到内部为油性液态目标有效物、外部为成膜剂凝胶包裹层的软胶囊，经过进一步的防潮处理最终获得目标胶囊。

[0009] 本发明的技术方案如下：

[0010] 1、乳化液的配置（按重量百分比）：脂类溶剂40-70%，成膜反应剂0.1-3%，成膜填充剂0.2-1%，乳化液增稠剂0.1-0.5%，乳化剂0.2-1%，目标有效物添加剂0.1-30%，医用纯化水或蒸馏水余量，将它们混合搅拌后制得乳化液；

[0011] 2、成膜剂的配制：凝胶剂为成膜剂总重量的0.1%-5%、填充剂为成膜剂总重量的0.05-5%（加入填充剂是为了保证最后所得胶囊壳体的材料均匀和性质稳定），医用纯化水或蒸馏水余量；成膜剂的配置应根据产品需求实现温度可控，一般需要的温度为0℃-75℃。

[0012] 3、乳化液滴入成膜剂：将配制好的乳化液乳滴模板滴入成膜剂胶体溶液中，使成膜剂胶体粒子在乳滴表面自组装形成有序的球面胶体壳，在液滴模板表面交联形成致密坚固的膜形成圆球形胶囊；

[0013] 4、胶囊定型和预干燥：将上述制得的胶囊用纯化水或蒸馏水清洗后放入质量浓度为0.5%-30%的二价或多价金属离子溶液中固化10分钟-24小时，再将固化后的胶囊用纯化水或蒸馏水清洗表面残余的二价或多价金属离子后放入置于常温常湿空间的翻转或震动容器中进行30分钟至5小时的转动定型（该容器应具有良好的通风功能并配备鼓风装置），再将胶囊转移到常温常湿的空间内进行静置干燥12-24小时；

[0014] 成膜剂溶液中的凝胶剂胶体分子在乳化液模板溶液液滴表面充分自组装形成球形壳体，成膜剂溶液中的凝胶剂胶体分子和填充剂与乳化液模板液滴中的成膜反应剂二价或多价金属离子发生化学反应，交联形成致密、坚固的球形壳体。最终获得的胶囊的厚度取决于成膜复合剂中成膜胶体分子的浓度以及乳化液模板溶液中填充剂的浓度；胶囊的机械强度除了和上述浓度、时间有关，还与乳化液及成膜复合剂中的填充剂和成膜反应剂有关，适当的填充剂和成膜反应剂将能确保胶囊的壳体具有足够的机械强度、致密性和烟气耐受性，并且能承受一定的外力挤压而不发生破碎。

[0015] 5、胶囊表面防潮处理：将上述制得的胶囊进行包衣处理，再将包衣后的胶囊经行定型和干燥，得到成品胶囊。

[0016] 上述工艺中，胶囊定型和预干燥前可进行胶囊染色：用市售食品级增色剂，如S0158亮蓝，加入乳化液中或加入成膜剂中，或在固化胶囊时加入到固化胶囊的二价或多价金属盐溶液中，加入乳化液中的用量为乳化液重量百分比的0.0-0.2%，这样，可以增加胶囊的外观感受。

[0017] 所述的目标有效物添加剂具有调味作用，可以是植物精油、烟草提取物、合成香精香料等中的一种或几种；其中植物精油，如薄荷油、香茅草油、柠檬油等中的一种或几种；烟草提取物，如烟草精油、烟草净油、尼古丁等中的一种或几种；以及其他合成香精香料，如薄荷醇等等。

[0018] 所述脂类溶剂（主要用于溶解或稀释目标有效物）包括但不限于大豆油、菜籽油、鱼肝油、花生油等一种或者几种混和物，或者是甘油三酯，包括但不限于中、长链的甘油三酯，如辛酸甘油三酯、壬酸甘油三酯、癸酸甘油三酯等一种或几种混合物。

[0019] 所述的成膜反应剂为二价或三价金属离子盐，包括但是不限于铁、铜、镁、钙、锶、锌、铝等的二价或三价金属离子盐中的一种或多种。

[0020] 成膜填充剂包括但不限于变性淀粉、普鲁兰多糖、结冷胶、糊精、环糊精、羧甲基纤维素钠的一种或多种；填充材料可保证胶囊壳体的强度和胶囊壳体的支撑作用，是防止胶囊变形，保证胶囊在嘴棒中捏破时形变率小于1/3的有效成分；同时不同填充物的选择也可增强胶囊壳体致密性，保证一些具有较强挥发性或渗透性的目标有效物在控制释放前不会经过时间的推移缓慢释放掉。

[0021] 所述乳化液增稠剂为海藻酸一价盐，其粘度为5000-30000厘泊（优选10000-20000厘泊），乳化液增稠剂还包括但不限于槐豆胶、明胶、瓜尔胶、卡拉胶、黄原胶、阿拉伯胶、酪蛋白等的一种或两种复合。

[0022] 所述乳化剂为HLB值为13-17的水包油乳化剂，如：吐温20、吐温40、吐温60、吐温80等。

[0023] 所述凝胶剂包括但不限于结冷胶、海藻酸盐，海藻酸盐为海藻酸钠、海藻酸钾、海藻酸铵等中的一种或多种。

[0024] 所述的填充剂包括但不限于变形淀粉、壳聚糖、普鲁兰多糖、结冷胶、糊精、环糊精、羧甲基纤维素钠的一种或多种。

[0025] 为防止胶囊在运输、后期工艺、卷烟储存，卷烟抽吸过程中的受潮软化，将上述制得的胶囊进行表面包衣，其材料包括但不限于树脂、乙基纤维素、甲壳素、壳聚糖、糊精、结冷胶、虫胶，棕榈蜡等中的一种；溶剂包括但不限于水、乙醇、正己烷、丁醇、丙酮等中的一种。用量为胶囊重量的0.1%-3%。将包衣后的胶囊经行定型和干燥，得到成品胶囊。

[0026] 本发明采用乳滴模板化滴制的方法与其它采用共挤出法软胶囊制备方法存在显著不同。

[0027] 采用本发明的方法，胶体粒子在乳滴模板表面自组装形成有序的球面胶体壳, 交联固定乳滴模板表面的胶体粒子制备新型的胶体体(colloidosome)胶囊, 即以胶体粒子为壳的胶囊。通过控制成膜剂的浓度以及乳液液滴模板在成膜剂中的停留时间从而控制胶囊的厚度。乳滴模板法制备胶囊过程简单灵活，只要选择合适的水油两相和胶体粒子进行乳化就能得到胶体体胶囊，并且通过所选胶体粒子的种类和数量以及粒径大小就可以调控胶囊的尺寸、渗透性、机械强度等。由于包裹物从单一的滴头中匀速、恒定滴入到成膜剂中，通过成膜剂胶体粒子在乳滴表面自组装形成有序的球面胶体壳，成膜剂的分子在液滴模板表面交联形成致密坚固的膜，从而确保制备的胶囊具有均一的圆整度和足够的机械强度。

[0028] 除了采用液滴模板法滴制外，由于本发明涉及的软胶囊应用在烟草制品中时，既要满足一定的机械强度、致密性和烟气耐受性又要满足控制释放应具备的合理破碎强度，主要体现在成膜后的球面胶体壳需即满足一定的机械强度、致密性和烟气耐受性又满足控制释放应具备的合理破碎强度，而普通的软胶囊液滴法制备方法并不具备此功能或无法解决壳体的机械强度、致密性和烟气耐受性的同时又解决控制释放的合理破碎强度问题（张文辉，中国专利公开号CN 101564667A）。本发明则通过在乳液模板或成膜剂中加入适当的填充剂或壳体支撑材料较好地解决了胶囊壳体的机械强度、致密性和烟气耐受性问题。

[0029] 本发明的胶囊大小可以控制，具有足够的机械强度，胶囊均一性、圆整度、稳定性高于普通的胶囊，与烟气具有非常好的相容性，在受到烟气作用的前后都能有保持较好的弹性和硬度，在烟草制品使用前后都可以利用外压使其破裂而释放出添加剂，特别适合于烟草制品滤嘴中添加剂的控制释放。而且制作方法操作和设备简单，制作成本低。

[0030] 具体实施方式：

[0031] 实施例1

[0032] 1、乳化液的配制：

[0033] 乳化液物料配比如下表：

[0034]组成成分 物料名称 乳化液重量百分比
分散相 医用纯化水或蒸馏水 29.4%
成膜反应剂 氯化钙 1.1%
成膜填充剂 壳聚糖：糊精=1:6 0.3%
乳化液增稠剂 瓜尔胶 0.22%
染色剂 S0158亮蓝 0.08%
乳化剂 吐温80 0.4%
目标有效物添加剂 薄荷醇 6.8%
脂类溶剂 癸酸甘油三酯 61.7%

[0035] 以上配制好的乳化液在转速为2000转的乳化装置中乳化45分钟制得乳化液，黏度为17500厘泊。

[0036] 2、成膜剂的配制：

[0037]组成成分 物料名称 成膜剂的重量百分比
凝胶剂 海藻酸钠（低分子量） 2.3%
填充剂 壳聚糖：糊精=1:6 0.7%
溶剂 医用纯化水或蒸馏水 97%

[0038] 将它们在4℃-6℃温度下混合搅拌后制得成膜剂。

[0039] 3、乳化液滴入成膜剂：将配制好的乳化液乳滴模板滴入成膜剂胶体溶液中，使成膜剂胶体粒子在乳滴表面自组装形成有序的球面胶体壳，在液滴模板表面交联形成致密坚固的膜形成圆球形胶囊，球形胶囊在成膜溶液中保持时间为20分钟，取出清洗。最终获得的胶囊（干燥后）的厚度为0.1-0.2mm。

[0040] 4、胶囊染色：用市售食品级增色剂，如S0158亮蓝，在制备乳化液过程中加入，用量为胶囊重量的0.04%。

[0041] 5、胶囊定型和预干燥：将上述制得的胶囊用纯化水清洗后放入浓度为15%的氯化钙溶液中固化4小时，再将固化后的胶囊用纯化水或蒸馏水清洗表面残余的金属离子后放入置于常温常湿空间的翻转或震动容器中进行1小时的转动定型，该容器应具有良好的通风功能并配备鼓风装置，再将胶囊转移到常温常湿的空间内进行静置干燥24小时。

[0042] 6、胶囊表面防潮处理：按照1：2（重量比）溶解在无水乙醇中， [0043] 实施例2

[0044] 1、乳化剂的配置：

[0045] 乳化液物料配比如下表：

[0046]组成成分 物料名称 乳化液重量百分比
分散相 医用纯化水或蒸馏水 34.4%
成膜反应剂 氯化钙 0.8%
成膜填充剂 普鲁兰多糖：糊精=1:2 0.35%
乳化液增稠剂 槐豆胶 0.3%
染色剂 S0158亮蓝 0.1%
乳化剂 吐温40 0.45%
目标有效物添加剂 尼古丁 1%
脂类溶剂 花生油 62.6%

[0047] 以上配置好的乳化液在转速为1600转的乳化装置中乳化45分钟制得乳化液，黏度为13800厘泊。

[0048] 2、成膜剂的配制：

[0049]组成成分 物料名称 成膜剂的重量百分比
凝胶剂 海藻酸钾（低分子量） 2.6%
填充剂 普鲁兰多糖：糊精=1:2 1.1%
溶剂 医用纯化水或蒸馏水 96.3%

[0050] 成膜剂温度控制为8℃-12℃。

[0051] 3、乳化液滴入成膜剂同实施例1。

[0052] 4、胶囊染色工艺：选用食品级增色剂S0158亮蓝，在制备乳化液过程中加入，用量为胶囊重量的0.05%。

[0053] 5、胶囊定型和预干燥：将上述制得的胶囊用纯化水清洗后放入浓度为20%的钙离子溶液中固化4小时，再将固化后的胶囊用纯化水或蒸馏水清洗表面残余的金属离子后放入置于常温常湿空间的翻转或震动容器中进行1小时的转动定型，该容器应具有良好的通风功能并配备鼓风装置，再将胶囊转移到常温常湿的空间内进行静置干燥24小时。

[0054] 6、胶囊表面防潮处理：选用乙基纤维素和虫胶，按照1：1（重量比）溶解在无水乙醇中，配制成10%的包衣溶液，采用喷雾均涂实现目标胶囊的包衣，再将包衣后的胶囊经行定型和干燥，得到成品胶囊。

[0055] 7、本实例最后制得成品胶囊重量为19.2±0.4mg，其中芯体平均重量为16.2±0.3mg，壳体平均重量为3.0±0.2mg，芯体装量误差为1.85%；胶囊直径为
3.44±0.03mg，所制作的卷烟样品抽吸长度为2/3后可捏破，捏破时有声响。 [0056] 实施例3

[0057] 1、乳化剂的配置：

[0058] 乳化液物料配比如下表：

[0059]组成成分 物料名称 乳化液重量百分比
分散相 医用纯化水或蒸馏水 34.2%
成膜反应剂 五水硫酸铜 2%
成膜填充剂 环糊精 0.4%
乳化液增稠剂 黄原胶 0.3%
乳化剂 吐温60 0.8
目标有效物添加剂 柠檬油 3.5%
脂类溶剂 大豆油 58.5%

[0060] 以上配置好的乳化液在转速为1600转的乳化装置中乳化45分钟制得乳化液，乳化液黏度为15200厘泊。

[0061] 2、成膜剂的配制：

[0062]组成成分 物料名称 成膜剂的重量百分比
凝胶剂 海藻酸铵（低分子量） 2.5%
填充剂 环糊精 0.4%
溶剂 医用纯化水或蒸馏水 97.1%

[0063] 成膜剂温度控制为8℃-12℃。

[0064] 3、乳化液滴入成膜剂同实施例1。

[0065] 4、由于铜离子本身具备的颜色，无须外加染色。

[0066] 5、胶囊定型和预干燥：将上述制得的胶囊用纯化水清洗后放入浓度为20%的五水硫酸铜溶液中固化30分钟，再将固化后的胶囊用纯化水或蒸馏水清洗表面残余的铜离子后放入置于常温常湿空间的翻转或震动容器中进行1小时的转动定型，该容器应具有良好的通风功能并配备鼓风装置，再将胶囊转移到常温常湿的空间内进行静置干燥24小时。

[0067] 6、胶囊表面防潮处理：选用乙基纤维素和棕榈蜡，按照1：2（重量比）溶解在无水乙醇中，配制成2%的包衣溶液，采用喷雾均涂实现目标胶囊的包衣，再将包衣后的胶囊经行定型和干燥，得到成品胶囊。

[0068] 7、本实例最后制得成品胶囊重量为21.1±0.5mg，其中芯体重量为16.9±0.2mg，壳体重量为4.2±0.2mg，芯体装量误差为1.2%；胶囊直径为3.48±0.04mg，所制作的卷烟样品抽吸长度为2/3后可捏破，捏破时有声响。