Разработка состава желатиновой массы для получения мягких желатиновых капсул

УДК 615.1:615.014.67

РАЗРАБОТКА СОСТАВА ЖЕЛАТИНОВОЙ МАССЫ ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ МЯГКИХ ЖЕЛАТИНОВЫХ КАПСУЛ

Е.И. Романова1, Е.И. Молохова1, А.К. Холов2, М.В. Мысов3,

1ГБОУ ВПО «Пермская государственная фармацевтическая академия»,

Исследовательский институт питания Министерства энергетики и промышленности Республики Таджикистан,

3ООО «Большое Загарье», г. Пермь

Романова Екатерина Ивановна - e-mail: romanova_e_@mail.ru

Произведен выбор оптимального состава желатиновой массы (ЖМ) для получения мягких желатиновых капсул ротационно-матричным методом на основании использования обобщенной функции желательности. В процессе эксперимента проведена оценка экспресс метода подбора композиции ЖМ. По результатам исследования предложенная методика дает прогнозирование возможности использования оптимального состава ЖМ в промышленном производстве мягких желатиновых капсул.

Ключевые слова: мягкие желатиновые капсулы, желатиновая масса, капсулы.

A selection of optimal composition of gelatine mass (GM) for the preparation of soft gelatine capsules has been made by rotary-matrix methods based upon of usage of generalised advisability function. In the process of the experiment the express trial-and-error method of selection of gelatine mass composition has been evaluated. Based on the results of the research, the offered method can forecast whether optimal composition of gelatine mass can be used in the manufacturing of soft gelatine capsules or not.

Key words: soft gelatine capsules, gelatine mass, capsules.

Введение

Как правило, мягкие желатиновые капсулы (МЖК) -это дозированная лекарственная форма, представляющая собой цельные капсулы различной формы (шарообразной, яйцевидной, продолговатой и др.) с жидкими или пастообразными веществами [1]. Лекарственная форма в виде МЖК приобретает все большее значение и высокую популярность в медицинской практике. Растущий интерес к желатиновым капсулам объясняется целым рядом особенностей и преимуществ. Во-первых, желатиновая оболочка защищает заключенные в ней лекарственные вещества от воздействия нежелательных факторов окружающей среды, а во-вторых, стабилизирует многие препараты, чувствительные к окислению, поэтому создание рациональной оболочки в технологическом плане имеет большое значение [2]. Оболочка капсул представляет собой водный желатиновый гель с добавкой пластификаторов, консервантов и, при необходимости, красителей. Основным компонентом оболочек капсул является желатин.

В производстве желатиновых капсул большое внимание уделяется качеству и технологии приготовления желатиновой массы (ЖМ) - основы для получения капсул. Она должна обладать определенными физико-химическими свойствами, которые зависят от качества желатина, состава капсульной основы и способа ее приготовления. В литературе предлагается широкий интервал состава компонентов: желатина 41-47%; воды очищенной 28-35%; глицерина 17-30% [3]. В то же время на фармацевтическом рынке представлено большое количество различных марок желатина, различающихся по физико-химическим свойствам и по способу получения [4]. Поэтому на начальных этапах производства важно правильно подобрать

состав желатиновой массы с учетом физико-химических свойств желатина. Для этого необходимо, чтобы показателем всего технологического процесса была величина, которая смогла бы объединить в общий показатель критерии, имеющие разные размерности и различный физический смысл. Одним из наиболее удачных способов решения проблемы является использование обобщающего критерия оптимизации обобщенной функции желательности D [5].

Цель настоящей работы: выбор оптимального состава желатиновой массы для получения мягких желатиновых капсул ротационно-матричным методом с использованием обобщенной функции желательности.

Материалы и методы

Объектами исследования являлись ЖМ различных составов. Использовали пищевой желатин производства Италия 220 блюм, глицерин марки «хч», воду очищенную ФС 42-0324-09, ГФ XII, ч. 2. Были испытаны составы ЖМ с содержанием желатина от 40 до 50%, глицерина от 20 до 26%, остальное до 100% - вода очищенная. В качестве наполнителя капсул использовали масло подсолнечное ГОСТ Р 52465-2005.

Производство МЖК осуществлялось на автоматической линии для капсулирования RJWJ - 115 Soft Gelatin Encapsulator Machine, основными частями которой являются капсулятор, транспортер, термостат и вращающаяся барабанная сушилка.

Определение распадаемости проводили в соответствии с ОФС «Капсулы» ГФ XI изд., вып. 2, стр. 144.

Для построения шкалы желательности использовали метод количественных оценок с интервалом значений от нуля до единицы. Желательность для отдельного свойства обозначали через d, а для набора свойств - через D.

Значение с1=0 (или Э=0) соответствует абсолютно неприемлемому уровню данного свойства (очень плохое качество), а С=1 (или Э=1) соответствует самому лучшему значению свойства (очень хорошее качество). Полученное значение СО) для I параметра пересчитывается вместе с другими в обобщенный коэффициент желательности - Э [5]. Были составлены базовые отметки шкалы желательности по исследуемым свойствам, которые представлены в таблице 1.

ТАБЛИЦА 1.

Базовые отметки шкалы желательности

Количественная отметка по шкале желательности Желательность значения отклика Поведение желатиновой ленты на этапе запайки капсул Формирование капсул на этапе запайки Время распада-емости капсул, мин

СІ1 с12 (С3

0,75-1,0 Отлично желатиновая лента выдерживала любую температуру инжекционного сегмента, капсулы вырезались из ленты формировались качественные капсулы, склеенные со всех сторон 0-10

0,5-0,75 Хорошо желатиновая лента не плавилась, капсулы частично не вырезались формировались капсулы, шов был тонкий 11-0ес

0,25-0,5 Удовле- творительно желатиновая лента начинала быстро плавиться, некоторые капсулы вырезались не формировались, капсулы склеивались с одной стороны 13-14

0-0,25 Неудовле- творительно желатиновая лента плавилась при любых температурах, капсулы не вырезались не формировались, капсулы не склеивались более 15

Имея несколько откликов, преобразованных в шкалу, рассчитывали обобщенную функцию желательности как среднее геометрическое желательности отдельных свойств. При этом, если хотя бы одно из свойств полностью не удовлетворяет требованиям спецификации, обобщенная функция желательности Э должна быть равна 0, независимо от уровня остальных откликов.

Для выбора оптимального состава желатиновой массы для получения мягких желатиновых капсул ротационноматричным методом с использованием обобщенной функции желательности были приготовлены 24 образца, представленные в таблице 2.

Результаты и их обсуждение

Исследования показали, что из массы с содержанием желатина менее 44% капсулы не формировались вне зависимости от температуры инжекционного сегмента. При содержании желатина более 46% выход качественных капсул зависел от соотношения количества желатина и глицерина, дальнейшее увеличение приводило к перерасходу этого дорогого вида сырья. Капсулы с содержанием желатина более 48% не проходили по показателю «Распадаемость капсул». Содержание глицерина меньше 20% не обеспечило достаточной пластичности ЖМ. При

содержании глицерина более 24% капсулы требовали повышенного расхода желатина.

ТАБЛИЦА 2.

Составы желатиновых масс и результаты их исследований для выбора оптимального состава

Состав № желатина: глицерин (%)+ вода очищенная до 100% Образование единой пленки из Жм Образование капсул на этапе запайке Распада- емость, мин 0

1. 40:20 2. 40:22 3. 40:24 4. 40:26 5. 42:20 6. 42:22 7. 42:24 8. 42:26 желатиновая лента плавилась при любых температурах, капсулы не вырезались не формировались, не склеивались - 0

9. 44:20 желатиновая лента начинала быстро плавиться, некоторые капсулы вырезались шов склеивался с одной стороны - 0

10. 44:22 желатиновая лента выдерживала любую температуру инжекционного сегмента качественные капсулы 10 0,784

11. 44:24 желатиновая лента не плавилась, капсулы частично не вырезались шов капсул был тонкий 10 0,685

12. 44:26 желатиновая лента начинала быстро плавиться, некоторые капсулы вырезались шов склеивался с одной стороны - 0

13. 46:20 желатиновая лента начинала быстро плавиться, некоторые капсулы вырезались шов склеивался с одной стороны 13 0,548

14. 46:22 желатиновая лента плавилась при высоких температурах, некоторые капсулы вырезались шов склеивался с одной стороны 13 0,548

15. 46:24 желатиновая лента выдерживала любую температуру инжекционного сегмента качественные капсулы 13 0,67

16. 46:26 желатиновая лента не плавилась, капсулы частично не вырезались шов склеивался с одной стороны 15 0

17. 48:20 18. 48:22 19. 48:24 20. 48:26 21. 50:20 22. 50:22 23. 50:24 24. 50:26 желатиновая лента выдерживала любую температуру инжекционного сегмента, капсулы вырезались из ленты шов склеивался с одной стороны 15 0

По выбранным критериям оценки ЖМ оптимальным является состав № 10 (желатина 44%, глицерина 22%, воды очищенной до 100%).

В ходе экспериментальных работ нами была разработана экспресс-методика, позволяющая оценить качество ЖМ на первых этапах производства, без использования специального оборудования и каких-либо реактивов. Методика заключается в следующем: свежеприготовленную желатиновую массу, нагретую до 650С, растягивают между большим

Образование пленки по экспресс-методике.

Примечание: А - ЖМ образует единую пленку, Б - ЖМ образует волокна и нити, единой пленки нет.

и указательным пальцем. Смотрят: образуется ли единая пленка, не растягивающаяся на нити и волокна (рис.); есть ли ощущение липкости и клейкости после отлипания от пальцев рук.

Выбранные составы ЖМ для сравнения: № 10 (выбранный с помощью обобщенной функции желательности), № 2 (с заниженным содержанием желатина) и № 24 (с завышенным содержанием желатина), оценивали визуально по экспресс-методике описанной выше. Оценивали способность ЖМ к формированию капсул, а затем полученные капсулы проверяли на соответствие по показателю «расподаемость». Полученные значения для исследуемых составов ЖМ представлены в таблице 3.

ТАБЛИЦА 3.

Результаты определения состава ЖМ по экспресс-методике

Состав Образование единой пленки из ЖМ Ощущения липкости и клейкости ЖМ Формирование капсул на этапе запайки Время распадае-мости капсул, мин

10 образовывала единую пленку (рис. 1А), не растягивающуюся на нити и волокна нет, ЖМ легко отстает от пальцев рук формировались качественные капсулы, склеенные со всех сторон 0-10

2 пленка не образовывалась, делилась на несколько волокон (рис. 1Б) есть, ЖМ остается на пальцах не формировались, капсулы склеивались с одной стороны 13-14

24 образовывала единую пленку (рис. 1А), не растягивающуюся на нити и волокна нет, следы ЖМ незначительно остаются на пальцах рук не формировались, капсулы не склеивались более 15

Таким образом, результаты показали, что если ЖМ образовывала единую пленку (рис.), не растягивающуюся на нити и волокна, не было ощущения липкости и клейкости после отлипания от пальцев рук, то при дальнейшем использовании такой ЖМ образуются качественные капсулы. Следовательно, по предложенной экспресс-методики подбора композиции ЖМ можно сделать следующие выводы:

1. если не образуется пленка, значит, желатиновая лента не будет формироваться в капсулы (будут склеиваться с одной стороны или шов совсем не будет образовываться), следовательно, не хватает желатина;

2. если остаются липкие и клейкие ощущения, то не хватает глицерина и не будет обеспечена дальнейшая пластичность ЖМ.

По выбранным критериям методики оптимальным является состав № 10, что соответствует результату, полученного с использованием обобщенной функции желательности.

Заключение

Используя обобщенную функцию желательности произведен выбор оптимального состава желатиновой массы для получения мягких желатиновых капсул ротационноматричным методом. Из предлагаемого в литературе широкого интервала состава компонентов был выбран один наиболее рациональный.

В ходе работы оценен экспресс-метод подбора композиции желатиновой массы для производства мягких желатиновых капсул. Было показано, что предложенная методика может спрогнозировать, возможно или нет использовать выбранный состав ЖМ в промышленном производстве мягких желатиновых капсул.

Таким образом, предлагается следующий состав желатиновой массы для капсулирования ротационноматричным методом:

1. желатин - 44±0,5%.

2. глицерин - 22±0,5%.

3. вода очищенная - 34±0,5%.

ЛИТЕРАТУРА

1. Капсулы // Государственная фармакопея СССР. Вып. 2: Общие методы анализа. Лекарственное растительное сырье / Мин-во здравоохранения СССР. 11-е изд., доп. М.: Медицина, 1989. С. 400.

Карвиіу // ОоБ^агв^еппауа fаrmаkоpeyа вввР. Vy'p. 2: ОЬэЬЫе текм^у' апаіІ2а. Ьекагэ^еппое гаэМеГпое эу'г'е / М-уо 2^ауоохгапепіуа вввР. 11-е и±, Ьор. М.: МеЬісіпа, 1989. Э. 400.

2. Провоторова С.И., Степанова Э.Ф., Кирякина М.В., Полковникова Ю.А. Возможность использования Метформина в виде современных ректальных

лекарственных форм - желатиновых ректальных капсул. Фундаментальные исследования. 2011. № 7. С. 235-237.

Provotorova S.I., Stepanova E'.F., Kiryakina M.V., Polkovnikova Yu.A. Vozmozhnost' ispol'zovaniya Metformina v vide sovremenny'x rektal'ny'x lekarstvenny'x form - zhelatinovy'x rektal'ny'x kapsul. Fundamental'ny'e issledоvаniyа. 2011. № 7. S. 235-237.

3.Технология и стандартизация лекарств // Сб. науч. тр. Т. 2 / Гос. науч. центр лекарственных средств; под ред. В.П. Георгиевского, Ф.А. Конева. Харьков: ИГ «РИРЕГ», 2000. С. 784.

Texnologiya i standartizaciya lekarstv // sb. nauch. tr. T. 2 / Gos. nauch. centr lekarstvenny'x sredstv; pod red. V.P. Georgievskogo, F.A. Koneva. Xar'kov: IG «RIREG», 2000. S. 784.

4. Желатин: химический состав, физико-химические свойства, технология изготовления, использование в пищевой и фармацевтической промышлен-

ности: обзор (Китай) // Пищевая и перерабатывающая пром-сть. 2003. № 3. C. 1217.

Zhelatin: ximicheskij sostav, fiziko-ximicheskie svojstva, texnologiya izgotovleniya, ispol'zovanie v pishhevoj i farmacevticheskoj promy'shlennosti obzor (Kitaj) // Pishhevaya i pererabaty'vayushhaya prom-st'. 2003. № 3. S. 1217.

5.Королева С.В. Практические аспекты использования функции желательности в медико-биологическом эксперименте. Современные проблемы науки и образования. 2011. № 6. URL: www.science-education.ru/100-5270 (дата обращения: 10.02.2014).

Koroleva S.V. Prakticheskie aspekty' ispol'zovaniya funkcii zhelatel'nosti v mediko-biologicheskom e'ksperimente. Sovremenny'e problemy' nauki i obrazovaniya. 2011. № 6. URL: www.science-education.ru/100-5270 (data obrashheniya: 10.02.2014).