Анализ рынка капсулированных лекарственных препаратов и биологически активных добавок к пище (БАД) свидетельствует о пристальном внимании компаний – производителей капсул к поиску альтернатив традиционно применяемому в данной области желатину [1]. Эта тенденция основана на закономерностях развития мирового потребительского рынка: экономической целесообразности вследствие удешевления сырья, спросом потребителей на капсулированные лекарственные препараты и БАДы с новыми и разнообразными характеристиками, удовлетворяющими широкий круг потребителей, в том числе не употребляющих продукты животноводства по религиозным и/или поведенческим (вегетарианцы) мотивам [2]. Все вышеперечисленные факторы обуславливают актуальность разработки технологии получения капсул на основе нетрадиционного сырья, в качестве которого могут выступать композиции из гидроколлоидов растительного происхождения [3].
Анализ мировой литературы свидетельствует, что в качестве альтернативы желатину для получения капсул могут применяться различные нейтральные и кислые растительные полисахариды: модифицированные и немодифицированные крахмалы, различные виды камедей и каррагинанов, пектины, производные целлюлозы – гидроксипропилметилцеллюлоза и карбоксиметилцеллюлоза [4]. Следует отметить, что Российская Федерация располагает как достаточными посевными площадями, так и производственной базой для получения большинства вышеперечисленных компонентов. Кроме того, кризис в животноводческой сфере, связанный с распространением инфекционных заболеваний (свиной грипп, губчатый энцефалит крупного рогатого скота) среди продуктивных животных, побочные продукты переработки которых применяются в качестве сырья для получения желатина, является дополнительным фактором, обуславливающим актуальность исследований по созданию композиций растительных полисахаридов, являющихся альтернативой желатину при производстве капсул [5].
Целью данной работы являлось измерение коэффициента интегрального светопропускания и толщины пленок, полученных из растительных аналогов фармацевтического желатина.
Материалы и методы исследований
Материалы.
В работе использованы материалы:
– крахмал кукурузный (Danisco, Дания);
– глицерин (99,0 %, компания AppliChem, Германия);
– желатин (компания AppliChem, Германия);
– каппа-каррагинан (Danisco, Дания);
– йота-каррагинан (Danisco, Дания);
– геламил 308 (Danisco, Дания);
– крахмал амилазный (Danisco, Дания).
Получение пленок.
Пленки, исследуемые в работе, условно подразделялись на три группы в зависимости от состава, состав пленок представлен в табл. 1.
Таблица 1
Состав исследуемых пленок
|
Ингредиенты |
Количество, масс. % |
|||||||||
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
|
|
Крахмал кукурузный |
33,5 |
– |
– |
– |
– |
– |
– |
– |
– |
– |
|
Глицерин |
10,0 |
10,0 |
5,0 |
10,0 |
5,0 |
10,0 |
11,5 |
12,0 |
11,5 |
11,463 |
|
Вода |
66,5 |
66,5 |
50,0 |
40,0 |
35,0 |
66,5 |
70,0 |
65,67 |
55,0 |
65,0 |
|
Желатин |
– |
33,5 |
45,0 |
50,0 |
60,0 |
– |
– |
– |
– |
– |
|
Каппа-каррагинан |
– |
– |
– |
– |
– |
3,0 |
3,0 |
2,0 |
3,0 |
3,0 |
|
Йота-каррагинан |
– |
– |
– |
– |
– |
0,5 |
0,5 |
0,33 |
0,5 |
0,5 |
|
Геламил 308 |
– |
– |
– |
– |
– |
20,0 |
– |
– |
30,0 |
20,0 |
|
Крахмал амилазный |
– |
– |
– |
– |
– |
– |
15,0 |
20,0 |
– |
– |
|
Калия хлорид |
– |
– |
– |
– |
– |
– |
– |
– |
– |
0,02 |
|
Пропилпарагидроксибензоат |
– |
– |
– |
– |
– |
– |
– |
– |
– |
0,0035 |
|
Метилпарагидроксибензоат |
– |
– |
– |
– |
– |
– |
– |
– |
– |
0,014 |
Полученные образцы пленок из растительных аналогов фармацевтического желатина (в количестве 10 шт.) были разделены по визуальным характеристикам на три группы и пронумерованы (рис. 1).
К I группе относится пленка № 1, ко II группе – пленки № 2–5, к III группе – пленки № 6–10.
Пленка № 1 высушена при температуре 80 °С, пленки № 2–10 высушены при комнатной температуре.
Были исследованы образцы из каждой группы.
Измерение коэффициента интегрального светопропускания проводилось на спектрофотометре УФ-видимой области спектра Cary 100 Scan с приставкой диффузионного отражения в режиме пропускания для полупрозрачных образцов.
Толщину пленок измеряли на специально сконструированной испытательной машине.
Результаты исследования и их обсуждение
В результате измерения коэффициента интегрального светопропускания были получены зависимости, представленные на рис. 2.
Нумерация спектров пропускания соответствует нумерации образцов пленок на фотографиях в разделе «Объекты и методы исследований».
Из рис. 2 следует, что коэффициент интегрального светопропускания лежит в одном диапазоне для всех исследуемых образцов пленок, что указывает на примерно равную светопропускающую способность всех образцов пленок из растительных аналогов фармацевтического желатина. Однако светопропускание при большей длине волны проходящего света присуще образцу пленки под № 10. Данный образец был получен без добавления желатина, что указывает на светопропускание при большей длине волны проходящего света для чистых аналогов фармацевтического желатина.
1 группа
2 группа
3 группа
Рис. 1
Рис. 2. Зависимость коэффициента светопропускания от длины волны
Таблица 2
Результаты измерения толщины образцов желатиновых пленок
|
№ п/п |
Номер образца |
Единичные измерения, мм |
Среднее значение, мм |
|
1 |
Образец № 6 |
0,72 0,73 0,67 0,66 0,69 0,74 0,67 0,69 0,76 |
0,703 |
|
2 |
Образец № 7 |
0,62 0,66 0,67 0,58 0,58 0,53 0,59 0,56 0,59 |
0,598 |
|
3 |
Образец № 8 |
0,56 0,56 0,57 0,56 0,56 0,56 0,65 0,65 0,66 |
0,592 |
|
4 |
Образец № 9 |
0,89 0,86 0,89 0,93 0,87 0,89 0,95 0,87 0,84 |
0,888 |
|
5 |
Образец № 10 |
0,87 0,86 0,86 0,85 0,85 0,85 0,90 0,94 0,95 |
0,976 |
|
6 |
Образец № 1 |
1,1 0,7 0,7 1,0 0,8 0,7 1,11 1,21 0,89 |
0,912 |
|
7 |
Образец № 2 |
1,18 1,32 1,48 1,64 1,36 1,21 1,24 1,38 1,59 |
1,378 |
|
8 |
Образец № 3 |
0,84 0,78 0,79 0,88 0,77 0,83 0,77 0,76 0,89 |
0,812 |
|
9 |
Образец № 4 |
1,15 1,15 1,15 1,08 1,08 1,08 1,08 1,08 1,09 |
1,104 |
|
10 |
Образец № 5 |
1,22 1,21 1,02 0,75 1,09 1,16 1,10 1,06 0,77 |
1,042 |
Коэффициент светопропускания является параметром, не зависящим от концентрации и толщины слоя пленки, он зависит лишь от состава пленки и от длины волны проходящего света.
При измерении толщины пленок соблюдалось следующее схематическое изображение точек съема толщины образца.
Результаты измерений представлены в табл. 2.
Из табличных данных следует, что наибольшей толщиной обладает образец пленки под № 2, его значение 1,378. Он целиком состоит из желатина (с добавкой лишь глицерина, как пластификатора, и воды). А наименьшей толщиной обладает образец под № 8, значение 0,592. Он состоит из каппа-каррагинана, йота-каррагинана и крахмала кукурузного. Полученные данные позволяют сделать вывод о том, что пленки из растительных аналогов желатина получаются при прочих равных условиях достаточно тонкими, но прочными, что позволяет использовать растительные аналоги фармацевтического желатина для производства мягких капсул медицинского назначения.
Заключение
Таким образом, установлено, что коэффициент интегрального светопропускания лежит в одном диапазоне для всех исследуемых образцов пленок, что указывает на примерно равную светопропускающую способность всех образцов пленок из желатина и его растительных аналогов. Установлено также, что наибольшей толщиной обладает образец пленки, полученной из фармацевтического желатина, а наименьшей – образец из таких растительных его аналогов, как каррагинан и кукурузный крахмал.
Благодарности. Основанием для проведения научно-исследовательских, технологических исследований является Договор № 1 от 01.01.2013 на выполнение научно-исследовательских, опытно-технологических работ с Дополнением № 1 от 13.02.2013 в рамках Комплексного проекта «Разработка технологии и организация высокотехнологичного промышленного производства фармацевтического желатина для капсул и его аналогов» по постановлению Правительства РФ № 218, 3 очередь.
Рецензенты:
Попов А.М., д.т.н., профессор, зав. кафедрой прикладной механики, ФГБОУ ВПО «КемТИПП», г. Кемерово;
Курбанова М.Г., д.т.н., зав. кафедрой технологии хранения и переработки сельскохозяйственной продукции, ФГБОУ ВПО «Кемеровский государственный сельскохозяйственный институт», г. Кемерово.
Работа поступила в редакцию 15.09.2014.