羟丙基甲基纤维素衍生物-大豆蛋白共聚物及其植物胶囊的制备方法

摘要

本发明公开了一种羟丙基甲基纤维素衍生物 ‑大豆蛋白共聚物及其植物胶囊的制备方法，属于化学合成及医药辅料技术领域。一种羟丙基甲基纤维素‑大豆蛋白共聚物的制备方法，依次包括如下步骤（1）将羟丙基甲基纤维素衍生物、大豆蛋白、催化剂及反应介质加入到反应容器中，搅拌加热进行聚合反应；（2）反应结束后，冷至室温，反应液浓缩后加入沉淀剂，过滤、洗涤及干燥沉淀物后得到羟丙基甲基纤维素衍生物 ‑大豆蛋白共聚物。采用醮膜法，以羟丙基甲基纤维素衍生物 ‑大豆蛋白共聚物为主要原料的植物胶囊的制备方法，可解决目前植物胶囊制造中普遍存在的生产成本过高、操作复杂、质标不稳定及品质不可控等问题。

权利要求

1.一种制备羟丙基甲基纤维素衍生物-大豆蛋白共聚物的方法，包括下述步骤：步骤（1） 聚合：将羟丙基甲基纤维素衍生物、大豆蛋白、催化剂及反应介质加入到反应容器中，搅拌加热进行聚合反应；

步骤（2） 产物提取：反应结束后，冷至室温，反应液浓缩后加入沉淀剂，过滤、洗涤及干燥沉淀物后得到羟丙基甲基纤维素衍生物-大豆蛋白共聚物；

所述羟丙基甲基纤维素衍生物-大豆蛋白共聚物结构式如下图所示：

R选自结构式如下的任意一种基团：

其中，R1表示大豆蛋白（Soya protein）。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤（1）所述的羟丙基甲基纤维素衍生物为醋酸羟丙基甲基纤维素琥珀酸酯及羟丙基甲基纤维素琥珀酸酯中的一种或者二种组合物。

3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤（1）所述的大豆蛋白为水溶性蛋白，分子量为10000-200000，粘度大于1.5 mpa.s。

4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤（1）所述的催化剂为1-（3-二甲氨基丙基）-3-乙基碳二亚胺盐酸盐（EDC）、N-羟基琥珀酰亚胺（NHS）、4-二甲氨基吡啶（DMAP）、三乙胺、N-甲基吗啉（NMM）、N，N-二异丙基乙胺（DIPEA）、1-羟基苯并三唑（HOBT）、1-羟基-7-偶氮苯并三氮唑(HOAT)中的一种或者几种混配体系。

5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤（1）所述的反应介质为去离子水或者pH值为3-11的缓冲溶液。

6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤（1）所述的反应反应温度为室温至80℃，反应时间为2-24 h。

7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤（2）所述的沉淀剂为乙醚、正己烷、环己烷、石油醚、乙酸乙酯、甲醇、乙醇、二氯甲烷、氯仿、丙酮、二氧六环中的一种或者几种混配体系，沉淀剂与所述共聚物的用量比为10-1000 mL/g。

8.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤（2）所述的洗涤剂选自权利要求7所述的沉淀剂中的一种或者几种混配体系。

说明书

羟丙基甲基纤维素衍生物 -大豆蛋白共聚物及其植物胶囊的

制备方法

技术领域

[0001] 本发明涉及羟丙基甲基纤维素共聚物及其植物胶囊的制备方法，属于化学合成及医药辅料技术领域。

背景技术

[0002] 胶囊剂（Capsules）具有掩药味、高药效、控缓释等诸多优点而广泛用于药品、保健品和功能食品中，迄今已有160多年的应用历史。目前，市场上的胶囊产品基本上以明胶（Gelatin）为材料制备而成。明胶是由动物的骨、皮经水解制得，是一种具有三元螺旋结构的生物大分子，具有良好的生物兼容性和理化性质。明胶分子独特的结构特征使其在应用中有难以克服的缺点，例如，易于与含醛、还原糖基类化合物及维生素C等药物交联，使明胶壳水溶性变差，导致胶囊壳崩解及胶囊内容物溶出的延迟；在干燥条件下明胶可产生静电电荷积聚，对后续加工有影响；长期贮存在低湿度的环境，易变脆而导致胶囊破碎等。此外，由于信仰和宗教方面的因素，明胶由于其动物源成分的存在，而在世界上受到很多人群的排斥。近年来，疯牛病在世界范围内传播，美国食品与药品管理局（FDA）认为应该将明胶从基本安全名单中删除。世界上主要明胶生产国，如北美和拉美国家大都为疯牛病患区，国内外都禁止使用这些地区的明胶生产药用胶囊。近年来，由国内不法企业滥用工业明胶所造成的“毒胶囊事件”引起社会极大恐慌，更是让传统明胶胶囊的开发和生产雪上加霜。因此，迫切需要研发用于替代明胶的新胶囊材料。

[0003] 在胶囊药用辅料市场中，植物胶囊是增长最快的产品之一，业界普遍认为只有用植物基胶囊（Vegetable capsules）替代明胶胶囊才是解决胶囊顽疾的根本途径。一些亲水性高分子食品胶，如结冷胶、卡拉胶、黄原胶、改性淀粉等已经被用来研究制备明胶胶囊的替代品。此外，纤维素衍生物也显示出了巨大开发潜力并已经成功产业化，尽管HPMC胶囊具有与明胶胶囊相似的溶解性、崩解性和生物利用性，同时具备了一些明胶胶囊不具备的优点，但目前应用仍然不是很广泛。主要原因是胶囊成品破损率及价格过高，与明胶相比，HPMC原料成本较高；此外HPMC成凝胶化速度慢，导致生产周期长，能耗过高。

[0004] 大豆蛋白是产量最为丰富的一种植物蛋白，其提取方法简单、价格低廉，具有优良的成膜性、生物相容性及生物降解性，在包装材料及生物医用材料等领域具有广阔的应用前景。大豆蛋白的分子量具有独特的结构特征和相互作用，侧链上含有丰富的氨基、羟基、羧基等活泼基团，可以进行物理及化学改性。因此，通过与大豆蛋白上的氨基缩合形成的羟丙基甲基纤维素共聚物应用于植物胶囊，预期可有效集成这两种原材料的优良性能，明显提高HPMC共聚物胶囊的品质及成胶囊工艺可操作性，并大幅度降低植物胶囊制备成本。

发明内容

[0005] 本发明的目的是提供一种替代明胶的羟丙基甲基纤维素共聚物及其植物胶囊的制备方法。

[0006] 为实现上述目的，本发明提供的技术方案如下。

[0007] 一种羟丙基甲基纤维素-大豆蛋白共聚物，其结构式如下式所示：

[0008]

[0009] R选自结构式如下的任意一种基团：

[0010]

[0011] 其中，R1表示大豆蛋白（Soya protein）。

[0012] 优选的羟丙基甲基纤维素-大豆蛋白共聚物的制备方法，包括下述步骤：

[0013] （1）聚合：将羟丙基甲基纤维素衍生物、大豆蛋白、催化剂及反应介质加入到反应容器中，搅拌加热进行聚合反应；

[0014] （2）产物提取：反应结束后，冷至室温，反应液浓缩后加入沉淀剂，过滤、洗涤及干燥沉淀物后得到羟丙基甲基纤维素-大豆蛋白共聚物。

[0015] 优选的制备工艺，步骤（1）所述的羟丙基甲基纤维素衍生物为醋酸羟丙基甲基纤维素琥珀酸酯及羟丙基甲基纤维素琥珀酸酯中的一种或者二种组合物。

[0016] 优选的制备工艺，步骤（1）所述的大豆蛋白为水溶性蛋白，分子量为10000-200000，粘度大于1.5 mpa.s。

[0017] 优选的制备工艺，步骤（1）所述的催化剂为1-（3-二甲氨基丙基）-3-乙基碳二亚胺盐酸盐（EDC）、N-羟基琥珀酰亚胺（NHS）、4-二甲氨基吡啶（DMAP）、三乙胺、N-甲基吗啉（NMM）、N，N-二异丙基乙胺（DIPEA）、1-羟基苯并三唑（HOBT）、1-羟基-7-偶氮苯并三氮唑(HOAT)中的一种或者几种混配体系。

[0018] 优选的制备工艺，步骤（1）所述的反应介质为去离子水或者pH值为3-11的缓冲溶液。

[0019] 优选的制备工艺，步骤（1）所述的反应反应温度为室温至80℃，反应时间为2-24 h。

[0020] 优选的制备工艺，步骤（2）所述的沉淀剂为乙醚、正己烷、环己烷、石油醚、乙酸乙酯、甲醇、乙醇、二氯甲烷、氯仿、丙酮、二氧六环中的一种或者几种混配体系，沉淀剂与所述共聚物的用量比为10-1000 mL/g。

[0021] 优选的制备工艺，步骤（2）所述的洗涤剂选自权利要求8所述的沉淀剂中的一种或者几种混配体系。

[0022] 优选的胶囊制备工艺，所述以羟丙基甲基纤维素-大豆蛋白共聚物为主要原料的植物胶囊的制备方法，包括如下步骤：

[0023] (1) 将重量百分比为1-20%的羟丙基甲基纤维素-大豆蛋白共聚物加入水中，搅拌加热至40-90℃使体系完全溶解澄清得到胶液；

[0024] (2) 将溶剂减压或者离心脱泡，保持在30-60℃内，将制备胶囊的模板浸入料液，用醮膜法醮膜成型得到胶囊；

[0025] (3) 将胶囊在30-50℃干燥4-24 h后切割、拔壳得到胶囊成品。

[0026] 本发明适用于植物胶囊生产，可解决目前植物胶囊制造中普遍存在的生产成本过高、操作复杂、质标不稳定及品质不可控等问题。

具体实施方式

[0027] 下面的实例将具体说明本发明的内容，但本发明的内容不仅仅局限于下面的实施例。

[0028] 实施例1

[0029] 将10 g羟丙甲纤维素丁二酸酯（酰化度：12.5）、10 g大豆分离蛋白、1.0 g 1-（3-二甲氨基丙基）-3-乙基碳二亚胺盐酸盐溶于100 mL去离子水，然后加入0.5 g 4-二甲氨基吡啶,室温搅拌反应过夜；将反应液减压浓缩后加入适量的乙酸乙酯使产物沉淀，洗涤过滤产物，真空干燥即得目标产物，产率91%。

[0030] 实施例2

[0031] 将5 g羟丙甲纤维素丁二酸酯（酰化度：12.5）、10 g大豆分离蛋白、1.0 g 1-（3-二甲氨基丙基）-3-乙基碳二亚胺盐酸盐溶于100 mL去离子水，然后加入0.5 g 4-二甲氨基吡啶,室温搅拌反应过夜；将反应液减压浓缩后加入适量的乙酸乙酯使产物沉淀，洗涤过滤产物，真空干燥即得目标产物，产率92%。

[0032] 实施例3

[0033] 将10 g羟丙甲纤维素丁二酸酯（酰化度：18.3）、10 g大豆分离蛋白、1.0 g 1-（3-二甲氨基丙基）-3-乙基碳二亚胺盐酸盐溶于100 mL去离子水，然后加入0.5 g N-羟基琥珀酰亚胺,室温搅拌反应过夜；将反应液减压浓缩后加入适量的乙酸乙酯使产物沉淀，洗涤过滤产物，真空干燥即得目标产物，产率95%。

[0034] 实施例4

[0035] 将5 g醋酸羟丙基甲基纤维素琥珀酸酯（乙酰基含量为8.5%，琥珀酰基含量12.9%）、10 g大豆分离蛋白、1.0 g 1-（3-二甲氨基丙基）-3-乙基碳二亚胺盐酸盐溶于100 mL去离子水，然后加入0.5 g N-羟基琥珀酰亚胺,室温搅拌反应过夜；将反应液减压浓缩后加入适量的乙酸乙酯使产物沉淀，洗涤过滤产物，真空干燥即得目标产物，产率94%。

[0036] 实施例5

[0037] 将重量百分比为5%的羟丙基甲基纤维素-大豆蛋白共聚物加入去离子水中，搅拌加热至40℃使体系完全溶解澄清得到胶液；离心脱泡30 min，保持在40℃，将制备胶囊的模板浸入料液，用醮膜法醮膜成型得到胶囊；将胶囊在30℃干燥24 h后切割、拔壳，整理制备得到胶囊成品。

[0038] 上述实施例为本发明较佳的实施工艺，但本发明的实施方法并不受上述实施例的限制，其它的任何符合本发明的设计思想与原理的技术方案改变、结构修饰、替代、组合、简化等均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。