способ получения микрокапсул

Формула изобретения

1. Способ получения микрокапсул жидкофазных материалов путем эмульгирования капсулируемого вещества в растворе полимера и осаждения полимера на поверхности капель эмульсии, отличающийся тем, что в качестве раствора полимера используют 1-2,5%-ный раствор метилцеллюлозы с содержанием метоксильных групп от 27,5 до 32%, в качестве эмульгатора используют рапсовое масло в количестве 7,5-40 мас.% от количества раствора полимера, а осаждение осуществляют троекратно при температуре 75-80°С в течение 5-10 мин при непрерывном перемешивании с последующей обработкой ацетоном.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, в качестве полимера, образующего оболочку, выступает метилцеллюлоза в концентрации 1,5%.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, в качестве полимера, образующего оболочку, выступает метилцеллюлоза в концентрации 2,5%.

4. Способ по п.1, отличающийся тем, что используют метилцеллюлозу с содержанием метоксильных групп 28%.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к промышленной биотехнологии и предназначено для получения микрокапсулированных препаратов природных соединений.

Известен способ получения микрокапсул (патент US 33699000, 1968), в котором используется модифицированный фталевым ангидридом желатин. Недостатком является использование некоторых дорогостоящих компонентов. Известен способ получения микрокапсул коревой вакцины (патент RU 2210361, 2003). Недостатком является техническая сложность выполнения способа.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому положительному эффекту является способ производства микрокапсул (патент RU 2107542,1998), в котором эмульгирование материала ядра проводят в растворе модифицированного желатина с последующим его осаждением на поверхности капель эмульсии с формированием оболочек. К недостаткам способа можно отнести использование органических компонентов, запрещенных для применения внутрь.

Цель изобретения - разработка эффективного способа получения микрокапсул природных веществ.

Для этого в предлагаемом способе получения микрокапсул при формировании оболочки использовалась метилцеллюлоза с содержанием метоксильных групп от 27,5 до 32%. С повышением степени метилирования гигроскопичность метилцеллюлозы увеличивается. Это объясняется тем, что в макромолекулах целлюлозы имеет место взаимонасыщение большинства гидроксильных групп с образованием водородных связей.

При достижении более высокой степени замещения в области 26,5-32,5% содержания метоксильных групп метилцеллюлоза растворяется в воде. При дальнейшем увеличении метоксильных групп до 38% и выше она теряет свою растворимость.

На основании предлагаемого способа может быть осуществлено микрокапсулирование витаминов, антибиотиков, белков, в том числе ферментов, и других биологически-активных веществ, находящихся в жидкой фазе.

Способ получения микрокапсул заключается в следующем.

Получают 1-2,5% раствор метилцеллюлозы. Для этого метилцеллюлозу вносят в теплую воду с температурой 50-60°С. Смесь выдерживают 1,5-2 часа. Температурный режим обусловлен следующими ограничениями. При температуре ниже 50°С и выше 60°С процесс гелеобразования замедляется. В полученный коллоидный гель метилцеллюлозы вводят капсулируемое вещество и эмульгируют его посредством перемешивания. Скорость вращения мешалки лежит в пределах 250-400 мин^-1. Выбор режима перемешивания определяет характер конечного продукта.

В качестве эмульгатора используют рапсовое или другое масло, добавление которого вызывает диспергирование водного раствора пленкообразователя с распределенным в нем капсулируемым веществом на мелкие капельки. Внесение эмульгатора в количестве меньше нижнего предела (5,0 мас.% от количества полимера) не обеспечивает создание стойкой эмульсии, при введении выше верхнего предела (8,0 мас.% от количества полимера) замедляет процесс эмульгирования.

На следующем этапе производится формирование оболочки из метилцеллюлозы. Для этого полученную дисперсию нагревают при температуре 75-80°С в течение 5-10 мин, непрерывно перемешивая. Образование новой фазы в водном растворе полимера происходит при повышении температуры.

При нагревании раствора метилцеллюлозы происходит ухудшение растворимости вплоть до осаждения полимера. Объясняется это явление образованием «гидроксониевого соединения» метоксильной группы с водой, которое при повышении температуры разрушается, приводя к осаждению полимера.

Данный способ формирования оболочки основан на следующем физико-химическом явлении: разделение фаз в системе происходит при повышении температуры, если система имеет нижнюю критическую температуру растворения. Раствор метилцеллюлозы в воде имеет нижнюю критическую температуру растворения, которая составляет 59,5°С. Вследствие этого повышение температуры выше указанного значения приводит к осаждению полимера на поверхности микрокапсул. На следующем этапе к охлажденному раствору препарата добавляют ацетон с целью удаления избытка масляной фазы из реакционной смеси. Микрокапсулы отфильтровывают, промывают водой и сушат в сушилке или водоотнимающими средствами (этанол) или хранят в виде суспензии в воде при 4°С.

Данный способ получения микрокапсул поясняется конкретными примерами.

Пример 1. В реактор, снабженный мешалкой, вносят 30 мл 1,5% раствора метилцеллюлозы в воде, капсулируемое вещество и перемешивают при скорости вращения мешалки 250 мин^-1 в течение 10 мин. В полученный раствор вводят 5 мл рапсового масла. Через 30 мин реакционную смесь нагревают на водяной бане при 80°С 5 минут, непрерывно перемешивая. Процесс нагревания повторяют 3 раза с промежутками 30 с с целью полного осаждения полимера. Затем реактор охлаждают до комнатной температуры, обрабатывают 10 мл ацетона и перемешивают в течение 1 часа. Микрокапсулы отфильтровывают, промывают водой и хранят в виде суспензии в воде при 4°С.

Пример 2. В реактор, снабженный мешалкой, вносят 40 мл 1% раствора метилцеллюлозы в воде, капсулируемое вещество и перемешивают при скорости вращения мешалки 350 мин^-1 в течение 15 мин. В полученный раствор вводят 3 мл рапсового масла. Через 30 мин реакционную смесь нагревают на водяной бане при 80°С 8 минут, непрерывно перемешивая. Процесс нагревания повторяют 3 раза с промежутками 30 с с целью полного осаждения полимера. Затем реактор охлаждают до комнатной температуры, обрабатывают 7,5 мл ацетона и перемешивают в течение 1,5 часа. Микрокапсулы отфильтровывают, промывают водой и хранят в виде суспензии в воде при 4°С.

Пример 3. В реактор, снабженный мешалкой, вносят 30 мл 2,5% раствора метилцеллюлозы в воде, капсулируемое вещество и перемешивают при скорости вращения мешалки 400 мин^-1 в течение 8 мин. В полученный раствор вводят 8 мл рапсового масла. Через 30 мин реакционную смесь нагревают на водяной бане при 75°С 10 мин, непрерывно перемешивая. Процесс нагревания повторяют 3 раза с промежутками 30 с с целью полного осаждения полимера. Затем реактор охлаждают до комнатной температуры, обрабатывают 15 мл ацетона и перемешивают в течение 0,5 часа. Микрокапсулы отфильтровывают, промывают водой и хранят в виде суспензии в воде.

Пример 4. В реактор, снабженный мешалкой, вносят 40 мл 1% раствора метилцеллюлозы в воде, капсулируемое вещество и перемешивают при скорости вращения мешалки 350 мин^-1 в течение 15 мин. В полученный раствор вводят 3 мл рапсового масла. Через 30 мин реакционную смесь нагревают на водяной бане при 80°С 8 мин, непрерывно перемешивая. Процесс нагревания повторяют 3 раза с промежутками 30 с с целью полного осаждения полимера. Затем реактор охлаждают до комнатной температуры, обрабатывают 7,5 мл ацетона и перемешивают в течение 1,5 часа. Микрокапсулы отфильтровывают, промывают водой и сушат в сушилке при 50°С.