Капсулирование — заключение небольших количеств веществ или материалов в оболочку с получением капсул, обладающих заданными свойствами. От других видов упаковки капсулирование отличается тем, что при применении оболочка капсулы обычно используется вместе с содержимым (ядром). Оболочка защищает вещества, находящиеся внутри капсул, от действия внешней среды, обеспечивает точную дозировку веществ, маскирует их запах, вкус, цвет, снижает летучесть, токсичность, пожароопасностъ и т. п.
Оболочка капсул может быть сплошной или составной. По размерам различают макро-, микро- и нанокапсулы. Первые имеют размеры 0,5–5,0 мм и обычно используются поодиночке; размеры микрокапсул колеблются от 1 до 1000 мкм, нанокапсул — от 50 до 200 нм. Капсулы могут быть закреплены на какой-либо поверхности, сформированы в брикеты, таблетки, карандаши, а также введены в состав различных композиций бумаги, полимерных материалов, волокон, паст, суспензий, аэрозолей и т. п. Выделение содержимого из капсул осуществляется при разрушении оболочки различными способами или вследствие диффузии веществ сквозь оболочку, что особенно характерно для микро- и нанокапсул. Наибольшее применение капсулирование нашло при изготовлении лекарственных препаратов; материалом оболочки в этих случаях обычно служит желатин [1].
В лаборатории Государственного универстета имени Шакарима города Семей нами был проведен предварительный эксперимент по получению капсул с пробиотиками.
При изготовлении капсул в качестве термотропного гелеобразователя использовали 6 % говяжий желатин в 2 % растворе хлорида кальция. После охлаждения раствора до температуры 35°С добавили 6 % кукурузного крахмала, как дополнительное гелеобразующее вещество. Водный раствор 1,5 % альгината натрия использовался как формирующий раствор, который охладили до температуры 10°С согласно рецептуре [2]. Разница температур между гелеобразователем и формирующим раствором ускоряет образование оболочки вокруг капсул.
В качестве формообразователя использовали медицинский шприц с обрезанной иглой, который позволяет получить капли одинакового размера. Размер капель не зависит от расстояния между поверхностью формирующей среды и кончиком шприца, если это расстояние превышает диаметр получаемой капли.
При проведении эксперимента выяснилось, что из-за незначительной разницы в плотности гелеобразующего и формирующего растворов формирующиеся в растворе капсулы оставались на поверхности жидкости, в результате чего происходило нарушение формы капсул, слипание соседних близко расположенных капсул, что приводило к получению большого количества капсул, не имеющих правильной формы (рис.1).
Рис. 1. Капсулы полученные с применением альгината натрия
в качестве формирующего раствора
Кроме того, выяснилось, что для растворения крахмала требуется подогреть капсулы до температуры кипения воды, что приводит к разрушению содержащихся в капсулах пробиотиков. При нагреве капсул ниже 60°С зерна крахмала остаются в капсулах в целом виде (рис. 2)
Рис. 2. Капсула с частицами кукурузного крахмала в разрезе
В связи с вышесказанным, было решено изменить рецептуру заменив в гелеобразователе хлорид кальция на 0,5 % альгината натрия и отказаться от дополнительного гелеобразователя в виде кукурузного крахмала. В качестве формирующей среды использовать 2 % раствор хлорида кальция. В результате при внесении капель гелеобразователя в формирующий раствор получаемыекапли погружались в раствор полностью и получались капсулы правильной формы и размера. В качестве формообразующего инструмента использовали медицинские одноразовые шприцы на 2мл и инсулиновые с доработанными укороченными иглами. Доработка игл представляет собой обрезание острого кончика иглы, что позволяет получить капли меньшего размера и более стабильной формы.
Благодаря использованию разных шприцов, с разными диаметрами игл, было получено два размера капсул (рис.3 и рис.4).
Рис. 3. Капсулы, полученные с помощью инсулинового шприца
Рис. 4. Капсулы, полученные с помощью шприца объемом 2мл
Вывод. Предварительный эксперимент показал, что применение второго варианта рецепта дает более стабильный и качественный результат. Поменяв местами хлорид кальция и альгинат натрия, т. е. используя в гелеобразователе альгинат натрия, а в формирующей среде хлорид кальция, мы смогли получить капсулы правильной формы с более стабильным размером. Использование кукурузного крахмала, как дополнительного гелеобразователя, оказалось не целесообразным, так как растворение крахмала происходит при высоких температурах, что приводит к разрушению пробиотиков помещаемых в капсулу.
Литература:
- Капсулирование [Электр. источник] URL: http://www.ximicat.com/info.php?id=2741 (Дата обращения 09.01.17 г.)
- Способ получения аналога рыбной икры [Электр. источник] URL: http://www.findpatent.ru/patent/241/2413434.html (Дата обращения 09.01.17г.)
