淀粉及其衍生物名師優(yōu)質(zhì)課獲獎市賽課一等獎?wù)n件

第五章藥用天然高分子材料第一節(jié)概述(定義、分類和特點(diǎn))第二節(jié)多糖類天然高分子及其衍生物淀粉、纖維素及其衍生物阿拉伯膠、甲殼素類、透明質(zhì)酸和海藻酸及其鹽第三節(jié)蛋白質(zhì)類天然藥用高分子及其衍生物膠原、明膠、白蛋白第1頁第一節(jié)概述一、天然藥用高分子材料定義天然藥用高分子材料是指自然界存在可供藥品制劑作輔料高分子化合物。它們有淀粉、纖維素、阿拉伯膠、甲殼素、海藻酸、透明質(zhì)酸、明膠以及白蛋白(如人血清白蛋白玉米蛋白、雞蛋白等)等。植物、動物和藻類是提取、分離和加工天然藥用高分子材料生物材料。第2頁天然高分子材料因從起源、使用等方面來講是安全綠色藥用輔料，在藥劑學(xué)上得到了廣泛應(yīng)用。但天然高分子材料起源差異性大、質(zhì)量不穩(wěn)定和性能不盡人意等不足，加之伴隨藥劑學(xué)不停當(dāng)代化，傳統(tǒng)天然藥用高分子輔料也需要不停當(dāng)代化。所以,有必要依據(jù)其結(jié)構(gòu)及性質(zhì)進(jìn)行物理、化學(xué)或生物改性加工處理,使其能符合藥用和制劑工業(yè)生產(chǎn)特殊需要和應(yīng)用要求。在改性加工處理過程中,天然藥用高分子經(jīng)過物理結(jié)構(gòu)破壞、分子切斷重排、氧化或在分子中引人取代基,使其性質(zhì)和使用性能發(fā)生改變，加強(qiáng)或賦予新性質(zhì)天然藥用高分子衍生物。（玉不鑿，不成器）第3頁比如,淀粉改性產(chǎn)物羧甲基淀粉、淀粉磷酸酯等;纖維素改性產(chǎn)物微晶纖維素、羧甲基纖維素、鄰苯二甲酸醋酸纖維素、甲基纖維素、乙基纖維素、羥丙基纖維素、羥丙基甲基纖維素、丁酸醋酸纖維素、琥珀酸醋酸纖維素等。

第4頁二、天然藥用高分子材料分類天然藥用高分子材料按照其化學(xué)組成和結(jié)構(gòu)單元能夠分為多糖類、蛋白質(zhì)類和其它類。

多糖類天然藥用高分子是糖基間經(jīng)過苷鍵連接而成一類高分子聚合體。其在醫(yī)藥工業(yè)刷品工業(yè)應(yīng)用最多有淀粉、纖維素、阿拉伯膠,其次是海藻酸、甲殼素、果膠等。

蛋白質(zhì)類天然藥用高分子,主要是用動物原料制取一類聚L-氨基酸化合物,明膠以及白蛋白等屬于這類。

其它類則是無特定組成單元天然藥用高分子統(tǒng)稱。

第5頁依據(jù)原料起源,天然藥用高分子材料還又可分為淀粉及其衍生物,纖維素及其衍生和甲殼素及其衍生物等。前者是指天然淀粉和由淀粉改性制取產(chǎn)物(淀粉衍生物),纖維素及其衍生物是天然纖維素及由纖維素改性制取產(chǎn)物(纖維素衍生物),后者則為天然殼素及甲殼素改性物。纖維素衍生物在醫(yī)藥工業(yè)和其它工業(yè)方面應(yīng)用較為廣泛。

第6頁另外,按照加工和制備方法,將天然高分子經(jīng)過化學(xué)改性得到高分子材料稱為天然高分子衍生物,或稱為半合成高分子,如羧甲基淀粉、淀粉硫酸酯,羧甲基纖維素、鄰苯二甲酸醋酸纖維素、甲基纖維素、乙基纖維素、羥丙基纖維素、丁酸醋酸纖維素、琥珀酸醋酸纖維素等;將生物發(fā)酵或酶催化合成生物高分子也歸為天然高分子類,如黃原膠、右旋糖酐以及聚谷氨酸等。因此,藥用天然高分子材料包含:天然高分子材料、生物發(fā)酵或酶催化合成高分子材料和天然高分子衍生物材料三大類。

第7頁三、天然藥用高分子材料特點(diǎn)天然藥用高分子及其衍生物結(jié)構(gòu)和性能各異。它們有溶于水,有難溶或不溶于水;有在藥品制劑作輔料時供外用,有可供口服;有口服后可被消化吸收(如淀粉),有則在人體內(nèi)不能生物降解(如纖維素);有含有生物活性或靶向性(如白蛋白)。但絕大多數(shù)天然藥用高分子材料及其衍生物含有沒有毒、應(yīng)用安全、性能穩(wěn)定、成膜性好、與生物相容性好、起源廣泛、工藝簡單、價格低廉等優(yōu)點(diǎn)和特點(diǎn),是藥品制劑加工時選取一類主要輔料。

第8頁

作為藥用輔料,天然藥用高分子及其衍生物不但用于傳統(tǒng)藥品劑型中,而且可用于緩釋制劑(CRP、CRDDS)、納米藥品制劑、靶向給藥系統(tǒng)(TDS)和透皮治療系統(tǒng)TTS)等新型當(dāng)代劑型和給(輸)藥系統(tǒng)。以藥用淀粉納米載體為例,淀粉含有其它人工合成材料所不具備許多優(yōu)點(diǎn),如有良好生物相容性;可生物降解,降解速率可調(diào)整;無毒、無免疫原性;材料起源廣,成本低;與藥品之間無相互影響。淀粉在水中可膨脹而含有凝膠特征,這也有利于其應(yīng)用于人體。中國已就淀粉微球、淀粉納米粒以及淀粉微凝膠進(jìn)行了制備與應(yīng)用基礎(chǔ)研究。

第9頁近30余年來,國外藥品制劑工業(yè)非常重視天然藥用高分子及其衍生物研究、開發(fā)和應(yīng)用,涌現(xiàn)出大量新型輔料,為制劑質(zhì)量改進(jìn)和新型給藥系統(tǒng)創(chuàng)制提供了豐富物質(zhì)條件。國內(nèi)開展這方面工作尚處于初始階段,遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足我國制劑生產(chǎn)和醫(yī)療事業(yè)發(fā)展形勢需要。

第10頁第二節(jié)多糖類天然藥用高分子及其衍生物多糖是由多個單糖分子脫水、縮合經(jīng)過苷鍵連接而成一類高分子聚合體。它是自然界中分子結(jié)構(gòu)復(fù)雜且龐大糖類物質(zhì),能夠被人體及生物所代謝利用或分解。從其分子組成單元種類看,它們有是由一個糖基聚合而成均多糖(homosaccharide),如纖維素、淀粉、甲殼素等;有則含有兩種或兩種以上糖基叫雜多糖(heterosaccharide),如阿拉伯膠、果膠、海藻酸等。從多糖形成聚合糖鏈形狀分析,有是直鏈結(jié)構(gòu)(如纖維素),有既具直鏈結(jié)構(gòu)又具支鏈結(jié)構(gòu)(如淀粉、阿拉伯膠)。

第11頁天然多糖化合物分子量都很大,普通為無定形粉末或結(jié)晶,具引濕性,有可溶于水,但不能成真溶液,有成膠體溶液,有根本不溶于水,有可吸水膨脹。糖基和糖基之間連接鍵苷鍵可為酸或酶催化水解。多糖沒有甜味,也無還原性,有旋光性,不過沒有變旋光現(xiàn)象。普通均多糖為中性化合物,雜多糖表現(xiàn)為酸性,故雜多糖又稱酸性多糖。

第12頁一、淀粉及其衍生物(一)淀粉1.淀粉結(jié)構(gòu)與性質(zhì)(l)結(jié)構(gòu)

淀粉是以顆粒狀存在于植物中，顆粒內(nèi)除含有80%~90%支鏈淀粉(amylopectin)外,還含有10%~20%直鏈淀粉(amylose)。支鏈淀粉稱糖淀粉,直鏈淀粉又稱膠淀粉。二者結(jié)構(gòu)單元均為D-吡喃型葡萄糖基。直鏈淀粉是葡萄糖基之間以α-1,4-苷鍵連接線性多聚物,平均聚合度為800~3000,相對分子質(zhì)量128000~480000。第13頁因?yàn)榉肿觾?nèi)氫鍵作用,直鏈淀粉形成鏈卷曲右手螺旋形空間結(jié)構(gòu),約6個葡萄糖形成一個螺旋（見圖）。第14頁支鏈淀粉是一個高度分枝大分子,各葡萄糖基單位之間以α-1,4苷鍵連接組成主鏈,在主鏈分枝處又經(jīng)過α-1,6-苷鍵形成支鏈,分枝點(diǎn)α-1,6-糖苷鍵占總糖苷鍵4%~5%。支鏈淀粉分子量較大,依據(jù)淀粉起源及分支程度不一樣,平均相對分子質(zhì)量范圍在1×107~5×108,相當(dāng)于聚合度為5萬~250萬。普通認(rèn)為每隔15個單元,就有一個α-l,6苷鍵接出分支。支鏈淀粉分子形狀如同樹枝狀,小分支較多,預(yù)計最少在數(shù)十個及以上。支鏈淀粉分子結(jié)構(gòu)和構(gòu)象分別見圖。

第15頁第16頁淀粉分子量及分子量分布主要與其起源相關(guān),谷物淀粉低分子量部分含量較高,過40%,其次為豆類、薯類淀粉則小于30%;而高分子量部分,以薯類所占百分比最大,其次是豆類、谷類淀粉;荸薺淀粉直鏈淀量約29%,其直鏈淀粉分子量比玉米淀粉中大;豆類淀粉直鏈淀粉含量大于30%,其分子量也比玉米直鏈淀粉大。

不一樣種類、不一樣起源淀粉分子量分布不均勻性以及直鏈/支鏈淀粉百分比、淀粉晶體形態(tài)和百分比等差異性,是自然形成,無法控制。第17頁依據(jù)偏振光測定淀粉顆粒發(fā)生現(xiàn)象來看,淀粉粒內(nèi)部結(jié)構(gòu)與球晶體相同,它是由許多環(huán)層組成,層內(nèi)針形微晶體(又稱微晶囊)排列成放射狀,每一個微晶束則是由長短不一樣直鏈淀粉分子或支鏈淀粉分枝相互平行排列,并由氫鍵聯(lián)絡(luò)起來,形成大致有規(guī)則束狀體；另首先,與普通球晶體不一樣,淀粉粒含有彈性變形現(xiàn)象。所以,有一部分分子鏈?zhǔn)且詿o定形方式把微晶束串連起來。微晶起到了物理交聯(lián)作用。第18頁淀粉粒超大分子結(jié)構(gòu)模型A一直鏈淀粉;B一支鏈淀粉A原淀粉與凝沉物

XRD譜圖a一原淀粉b一(正戊醇)=4%c一(正戊醇)=9.6%第19頁(2)性質(zhì)①普通物性a.形態(tài)與物性常數(shù)玉米淀粉為白色結(jié)晶性粉末,顯微鏡下觀察其顆粒呈球狀或多角形,平均粒徑大小為10~15μm,堆密度0.462ml-1,實(shí)密度0.658ml-1,比表面積0.5~0.72m2·g-1,水化容量1.8,吸水后體積增加78%。流動性不良,流動速度為10.8~11.7gs-1。淀粉在干燥處且不受熱時,性質(zhì)穩(wěn)定。b.淀粉溶解性、含水量與氫鍵作用力因?yàn)槠咸烟菃卧u基以氫鍵形式排列于內(nèi)側(cè),外側(cè)為親脂性碳?xì)滏湥实矸郾砻嫫涑饰⑷跤H水性，能分散于水。第20頁2%水混合液pH為5.5~6.5,與水接觸角為80.5~85.0o;從溶解性看,淀粉不溶于水、乙醇和乙醚等,但有一定吸濕性,在常溫常壓下,淀粉有一定平衡水分,普通商業(yè)淀粉都有要求含水量(14~21%)。盡管淀粉含有如此高水分,但卻不顯示潮濕而是呈干燥粉末狀,這主要是因?yàn)榈矸鄯肿又衅咸烟菃卧嬖诒姸啻剂u基與水分子相互作用形成氫鍵緣故。不一樣淀粉含水量存在差異,這是因?yàn)榈矸鄯肿又辛u基自行締合及與水分子締合程度不一樣所致。

第21頁c.淀粉吸濕與解吸淀粉中含水量受空氣濕度和溫度改變影響,陰雨天,空氣中相對濕度高,淀粉含水量增加;天氣干燥,則淀粉含水量降低。在一定相對濕度和溫度條件下,淀粉吸收水分與釋放水分到達(dá)平衡,此時淀粉所含水分稱平衡水分(可逆)。在常溫常壓下,谷類淀粉平衡水分為10%~15%,薯類為17%~18%。用作稀釋劑和崩解劑淀粉,宜用平衡水分小玉米淀粉。第22頁

淀粉中存在水分為結(jié)合水、界面水和自由水三種狀態(tài)。自由水保留在物體團(tuán)粒間或孔隙內(nèi),仍含有普通水性質(zhì),隨環(huán)境濕度改變而改變。這種水與吸附它物質(zhì)只是表面接觸,它含有生理活性,可被微生物利用。結(jié)合水不再含有普通水性質(zhì),溫度低于-25℃也不會結(jié)冰,不能被微生物利用。排除這部分水,就有可能改變物質(zhì)物理性質(zhì).在測定水分過程中,這部分水有可能被排除。

第23頁d.淀粉水化、膨脹、糊化

淀粉顆粒中淀粉分子有處于有序態(tài)(晶態(tài)),有處于無序態(tài)(非晶態(tài)),它們組成淀粉顆粒結(jié)晶相和無定形相。無定形相是親水,進(jìn)入水中就吸水,先是有限能夠膨脹,而后是整個顆粒膨脹。

淀粉水化過程伴伴隨水化熱產(chǎn)生,水化熱大小取決于樣品中原有水份多少,含水量越大,水化熱越小,當(dāng)含水量到達(dá)16~21%時水化熱為零.此時為無定形淀粉水化達(dá)飽和,與水到達(dá)平衡,晶相淀粉結(jié)構(gòu)未被破壞,為有限膨脹.但當(dāng)加熱時,晶相結(jié)構(gòu)將被破壞,失去物理交聯(lián)作用,整個淀粉樣品溶化.其溶化溫度樣品中所含水份相關(guān),水份越低,溶化溫度越高.第24頁在過量水存在時,淀粉溶化溫度普通為60~80℃,此時,淀粉晶相區(qū)消失,淀粉鏈在水作用下,支鏈淀粉不停伸展,分子鏈越來越松弛,分子鏈間空間越來越大,直鏈淀粉螺旋結(jié)構(gòu)變成了線性結(jié)構(gòu),脫離了原來支鏈淀粉網(wǎng)狀結(jié)構(gòu).這么,支鏈淀粉以溶脹顆粒形式存在,而分散于水中,此時可將直鏈淀粉和支鏈淀粉分離.分離后支鏈淀粉在水中繼續(xù)加熱可形成穩(wěn)定黏稠膠體溶液,冷卻后也不改變，經(jīng)脫水、干燥、粉碎等加工，仍易溶于水，冷卻后變成膠體。而直鏈淀粉經(jīng)過一樣處理后，在熱水中不溶，加熱至140~150℃后再遲緩冷卻，則先變成凝膠狀，然后又慢慢結(jié)晶。第25頁在過量水存在和一定溫度下，整個顆粒突然大量膨脹、破裂，晶體結(jié)構(gòu)消失，最終變成黏稠糊，這種現(xiàn)象稱為糊化，發(fā)生糊化所需溫度稱為糊化溫度。不一樣品種和起源淀粉糊化溫度各異。玉米淀粉62~72℃,馬鈴薯淀粉56~66℃。糊化本質(zhì)是水分子進(jìn)入淀粉粒中,結(jié)晶相和無定形相淀粉分子之間氫鍵斷裂,破壞了締合狀態(tài),分散在水中成為親水性膠體溶液。直鏈淀粉占有百分比大時,糊化困難,甚至置高壓鍋內(nèi)長時間處理也不溶解;支鏈淀粉占有百分比大時,較易使淀粉粒破裂。其它影響糊化原因有攪拌時間、攪拌速度、酸堿度和添加化合物等。

第26頁淀粉回生(老化、凝沉)

淀粉糊或淀粉稀溶液在低溫靜置一定時間,會變成不透明凝膠或析出沉淀,這種現(xiàn)象稱為回生或老化,形成淀粉稱為回生淀粉（或β-淀粉)?；厣举|(zhì)是糊化淀粉在溫度降低時分子運(yùn)動速度減慢,直鏈淀粉分子和支鏈淀粉分子分校趨于平行排列,相互靠攏,彼此以氫鍵結(jié)合,重新組成混合微晶束(三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)),它們與水親和力降低,故易從水溶液中分離,濃度低時析出沉淀,濃度高時,因?yàn)闅滏I作用,糊化淀粉分子又自動排列成序,組成致密三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu),便形成凝膠體。但此時三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)與原來天然淀粉樣品結(jié)構(gòu)有很大差異。第27頁

②水解反應(yīng)

存在于淀粉分子中糖基之間連接鍵-苷鍵,能夠在酸或酶催化下裂解,形成對應(yīng)水解產(chǎn)物,展現(xiàn)多糖具備水解性質(zhì)。a.酸催化水解淀粉與水加熱即可引發(fā)分子裂解;與無機(jī)酸共熱時,可催化開裂全部苷鍵(α-1,4,α-1,6),水解是大分子逐步降解為小分子過程,經(jīng)歷淀粉→糊精→低聚糖→麥芽糖→葡萄糖,最終水解物是葡萄糖。糊精是淀粉低度水解產(chǎn)物,是大分子低聚糖碳水化合物,有分子大小之分,所用酸普通為稀硝酸,因氯離子影響藥品制劑氯化物雜質(zhì)測定所以不用鹽酸。

第28頁b.酶催化水解淀粉在淀粉水解酶催化下,能夠進(jìn)行選擇性水解反應(yīng)。淀粉水解酶是催化水解淀粉一類酶總稱,主要包含α-淀粉酶、β

-淀粉酶、葡萄糖淀粉酶和脫支酶。幾個淀粉水解酶特征見表.

第29頁③顯色淀粉和糊精分子都含有螺旋結(jié)構(gòu),每6個葡萄糖基組成螺旋內(nèi)徑與碘-碘負(fù)離子(I2·I-)直徑大小匹配,當(dāng)其與碘試液作用時,I3-進(jìn)入螺旋通道,形成有色包結(jié)物。螺旋結(jié)構(gòu)長,包結(jié)碘-碘負(fù)離子多,顏色加深,故直鏈淀粉與KI·I2作用呈藍(lán)色,支鏈淀粉呈紫紅色,糊精則呈紫、紅色。因?yàn)榧訜釙r螺旋圈伸展成線性,包合物結(jié)構(gòu)破壞,顏色褪去,冷卻后螺旋結(jié)構(gòu)恢復(fù),顏色重現(xiàn)。

第30頁

淀粉性質(zhì)不但僅與它化學(xué)結(jié)構(gòu)相關(guān),更多使用性能與其分子量及分子量分布相關(guān)。分子量大小與分布直接影響淀粉蒙古度、流變特征、滲透壓、凝沉性和糊化性能等物理化學(xué)性質(zhì),影響著淀粉深加工及用途。

第31頁2.淀粉起源、加工與物理改性(l)淀粉起源淀粉是植物經(jīng)光合作用生成多聚葡萄糖天然高分子化合物,廣泛存在于綠色植物須根和種子中,依據(jù)植物種類、部位、含量不一樣,各以特有形狀淀粉粒而存在。在玉米、麥和米中,淀粉約含75%以上,馬鈴薯、甘薯和許多豆類中淀粉含量也很多。淀粉按其起源可分為:谷類淀粉(有玉米淀粉、小麥淀粉、稻米淀粉等),薯類淀粉(有木薯淀粉、馬鈴薯淀粉、甘薯淀粉等),豆類淀粉(有綠豆淀粉、豌豆淀粉、紅豆淀粉、肩豆淀粉等)以及果蔬類淀粉(藕淀粉、荸薺淀粉等)等。

第32頁 (2)淀粉加工制備和玉米淀粉制備藥用淀粉首先應(yīng)選取含有工業(yè)化生產(chǎn)價值原料,再依據(jù)淀粉在原料中存在形式,確定合理工藝路線。

含淀粉農(nóng)產(chǎn)品很多,但并不是都適合用于大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)。作為規(guī)模生產(chǎn)淀粉原料須滿足以下條件:①淀粉含量高、產(chǎn)量大、副產(chǎn)品利用率高;②原料易加工、貯藏和銷售;③價廉;④不與人爭口糧。歐美國家主要以玉米、木薯、高粱為原料;日本主要是利用玉米或甘薯為原料生產(chǎn)淀粉,中國主要以玉米、馬鈴薯、木薯、甘薯為原料生產(chǎn)淀粉。

第33頁

淀粉在植物體中是和蛋白質(zhì)、脂肪、纖維素、無機(jī)鹽及其它物質(zhì)連在一起共存,要得到滿足藥用級高質(zhì)量淀粉,必須選取合理分離純化工藝,盡可能地除去與淀粉共存蛋

自質(zhì)、脂肪、纖維素、無機(jī)鹽等雜質(zhì)。藥用淀粉以玉米淀粉為主?，F(xiàn)將中國玉米淀粉生產(chǎn)工藝介紹以下。①工藝流程玉米淀粉生產(chǎn)主要是物理過程,有干法和濕法兩種工藝。

第34頁第35頁(3)淀粉物理結(jié)構(gòu)改性與膠化淀粉①淀粉糊化與α化淀粉聯(lián)單當(dāng)前,藥用淀粉物理結(jié)構(gòu)改性幾乎都是借助淀粉親水性實(shí)現(xiàn)其聚集態(tài)結(jié)構(gòu)改變,從而取得新和更加好應(yīng)用性能。利用淀粉在糊化溫度時分散在水中,最終變成黏稠淀粉糊這一特征,將新鮮制備糊化淀粉漿脫水干燥處理,可得易分散于冷水無定形粉末,即可溶性α淀粉。α淀粉是糊化后淀粉,速溶淀粉制品制造原理就是使淀粉α化。

第36頁②淀粉預(yù)膠化與部分α化淀粉

預(yù)膠化淀粉(pregelatinizedstarch)又稱部分α化淀粉、可壓性淀粉,它是淀粉經(jīng)物理或化學(xué)改性,在有水存在情況下,淀粉粒全部或部分破壞產(chǎn)物。藥用級部分預(yù)膠化淀粉有兩種制備方法,一個是在符合GMP要求設(shè)備中,投入藥用淀粉,加水混勻,控制反應(yīng)釜溫度在35℃以下,破壞淀粉顆粒結(jié)構(gòu),經(jīng)部分脫水制得至含水量降至10%~14%即得; 另一個制法是將淀粉水混懸液(42%)加熱至62~72℃,使淀粉粒破壞,間或加入少許凝膠化促進(jìn)劑以及表面活性劑,以降低干燥時黏結(jié),混懸液經(jīng)鼓形干燥器干燥,粉碎即得。

第37頁控制生產(chǎn)條件,能夠分別得到含游離直鏈淀粉、游離支鏈淀粉和非游離態(tài)預(yù)膠化淀粉。預(yù)膠化淀粉是淀粉經(jīng)物理改性制成,與淀粉比較,它只改變了物理性質(zhì),而原有化學(xué)結(jié)構(gòu)無改變,內(nèi)含直鏈淀粉和支鏈淀粉。它既含有天然淀粉特點(diǎn),又有其特殊優(yōu)異性能。國外預(yù)膠化淀粉商品如StarchRX1500(美國Colorcon企業(yè))中含有5%游離態(tài)直鏈淀粉,15%游離態(tài)支鏈淀粉,80%非游離態(tài)淀粉,將這三種不一樣物理狀態(tài)淀粉配合,形成其特殊性能。

第38頁預(yù)膠化淀粉是一個中等粗至細(xì)白色或類白色粉未,有不一樣等級,外觀粗細(xì)不一,在偏光顯微鏡下檢驗(yàn)其顆粒,有少部分或極少部分呈雙折射現(xiàn)象,其外部形狀依據(jù)制法不一樣到狀或邊緣不整凝聚體粒狀。掃描電鏡觀察,預(yù)膠化淀粉表面形態(tài)不規(guī)則,并展現(xiàn)裂隙凹隙（比表面積大）等,此種結(jié)構(gòu)有利于粉末壓片時顆粒相互吻合。預(yù)膠化淀粉含水量普通為10%~13%,但對濕敏感藥品并無顯著影響。

第39頁預(yù)膠化淀粉不溶于有機(jī)溶劑,微溶以至可溶于冷水,冷水中可溶物為10%~20%,其中10%混懸液pH=4.5~7.0。國產(chǎn)預(yù)膠化淀粉休止角為36.56o;松密度為0.50~0.60g/ml;粒度分布:無大于80目者、大于120目者占5%,95%經(jīng)過120目。預(yù)膠化淀粉吸濕性與淀粉相同,25℃及相對濕度為65%時,平衡吸濕量為13%,因?yàn)槠浜斜褡饔?與吸水變質(zhì)藥品配伍比較穩(wěn)定。預(yù)膠化淀粉安全性很高,至今還未發(fā)覺其有任何毒副作用報道。

第40頁(4)淀粉水解與糊精淀粉水解是大分子逐步降解為小分子過程,這過程中間產(chǎn)物總稱為糊精,糊精分子有大小之分,依據(jù)它們遇碘-碘化鉀溶液產(chǎn)生顏色不一樣,分為藍(lán)糊精、紅糊精和無色糊精等,其相對分子質(zhì)量由4.5×103~8.5×104不等,在藥制劑中應(yīng)用糊精有白糊精和黃糊精。

第41頁3.淀粉及聚集態(tài)結(jié)構(gòu)改變淀粉在藥品制劑中應(yīng)用

淀粉及聚集態(tài)結(jié)構(gòu)改變淀粉在藥品制劑中,主要用作片劑稀釋劑、崩解劑、黏合劑、助流劑,崩解劑用量為3%~15%,秸合劑用量為5%~25%。淀粉雖安全無毒,但為藥用則不得檢出大腸桿菌、活螨,1g淀粉含霉菌應(yīng)在100個以下,雜菌不得多于1000個。

第42頁(1)淀粉淀粉性質(zhì)穩(wěn)定,但可壓縮性差,難以成型,常與適量糖粉或糊精混合使用以增加粘性使硬度增加。淀粉是由直鏈與支鏈組成聚集體,直鏈淀粉分散于支鏈網(wǎng)孔中,支鏈遇水膨脹以及直鏈脫離促進(jìn)淀粉崩解發(fā)生。借助其非均相結(jié)構(gòu)受力不平衡性,以及其在片劑中形成毛細(xì)吸水作用和本身吸水膨脹作用而具備崩解劑功效,而且,適合于不溶性和微溶藥品片劑。對易水溶性藥品崩解作用差,可溶性藥品遇水溶解產(chǎn)生濃度差,使片劑外面水不易經(jīng)過溶液層面透人片劑內(nèi)部致使內(nèi)部淀粉無法吸水膨脹,也就是說,淀粉作為崩解劑對易水溶性藥品是不合適。

第43頁(2)預(yù)膠化淀粉預(yù)膠化淀粉是美國藥典、英國藥典、日本藥局外規(guī)(藥局方外醫(yī)藥品成品規(guī)格)都已收載藥用輔料,中國于1989年同意使用。與天然淀粉和微晶纖維素相比,它含有以下特征:①流動性好(不論干濕),并有結(jié)合作用,可增加片劑硬度,降低脆碎度②可壓性好,彈性復(fù)原率小,適合用于全粉末壓片;③含有良好潤滑作用,降低片劑從模圈頂出力量;④良好崩解性能。第44頁

作為一個新型藥用輔料,預(yù)膠化淀粉在藥品制劑領(lǐng)域有下述多方面用途。①含有良好黏合性、可壓性、促進(jìn)崩解和溶出性能,且其崩解作用不受崩解液pH影響;②改進(jìn)藥品溶出作用,有利于生物利用度提升;③改進(jìn)成粒性能,加水后有適度粘著性,故適于流化床制粒,高速攪拌制粒,并有利于均勻粒度,成粒輕易。當(dāng)前主要用作片劑粘合劑(濕法制粒應(yīng)用濃度5%~10%,直接壓片5%~20%)、崩解劑(5%~10%),片劑及膠囊劑稀釋劑(5%~75%)和色素展延劑等。

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近年來研究表明,應(yīng)用預(yù)膠化淀粉處理片劑生產(chǎn)中崩解度、溶出度、裂片、碎片和粘沖等問題,可消除傳統(tǒng)輔料(如淀粉、糊精、糖粉等)對片劑這些影響,提升產(chǎn)品質(zhì)量。加之預(yù)膠化淀粉價格比微晶纖維素低,輔料用量少,可降低藥品制劑生產(chǎn)成本,是一個新型含有使用價值輔料。值得注意是,采取預(yù)膠化淀粉作為直接壓片干燥黏合劑,應(yīng)盡可能不用或少用(用量不可超出0.5%)硬脂酸鎂為潤滑劑,以免產(chǎn)生軟化效應(yīng),影響叫劑硬度。

第46頁 利用生物酶降解淀粉取得預(yù)膠化淀粉,這種預(yù)膠化淀粉由馬鈴薯淀粉經(jīng)過沉淀、過濾、乙醇洗脫和酶降解而取得,其優(yōu)點(diǎn)是輕易壓片,各種理化性質(zhì)藥品以不一樣百分比與之混合,在較長時間內(nèi)以零級速率恒定釋放。加入水溶性高輔料能夠增加預(yù)膠化淀粉片釋藥率。

另外,國外已出現(xiàn)δ淀粉,是將淀粉加水用高壓力物理改性制備一個變性淀粉,它可使淀粉溶解度,壓制品溶解度、崩解度、結(jié)合性和硬度等都大大改進(jìn)。

α-淀粉是全預(yù)膠化淀粉一個,在藥劑學(xué)中只作粘合劑用。

第47頁(3)糊精

糊精在藥劑學(xué)中可作為片劑或膠囊劑稀釋劑、片劑粘合劑,也可作為口服液體制劑或混懸劑增黏劑。但制成片劑釋