Функциональные свойства водно-спиртовых комбинированных гелей

Вестник КазНМУ, №5(3)- 2013

УДК 615.454:665.84:54.03/04

И.М. ГРУБНИК, Е.В. ГЛАДУХ

Национальный фармацевтический университет, г. Харьков, Украина

ФУНКЦИОНАЛЬНЫЕ СВОЙСТВА ВОДНО-СПИРТОВЫХ КОМБИНИРОВАННЫХ ГЕЛЕЙ

Резюме: Исследовали комбинированные гели на основе комбинации ксантана с другими природными гелеобразователями: пектин яблочный, натрия альгинат, камедь рожкового дерева, гуарова камедь, которые часто используются в качестве эффективных загустителей и активных компонентов с определенными свойствами. Обнаружено, что структурная вязкость ряда гелевих композиций возрастает за счет синергизма. Ключевые слова: гели, комбинации, синергизм, ксантан, гуарова камедь

В современной фармацевтической промышленности наблюдается интенсивный рост потребительских свойств новых средств, особенно мягкой формы выпуска (внешний вид, всасываемость, отсутствие ощущения липкости на коже и др.) [3, 4, 9]. Бесспорно, одним из таких компонентов, влияющих на сенсорные свойства, является гелеобразователь. Необходимо отметить, что при добавлении гелеобразователей улучшаются также физико-химические, структурно механические свойства разрабатываемого средства, растет структурная вязкость, стабильность конечного продукта и др. Все гелеобразователи условно делят на природные гидроколлоиды, синтетические и полусинтетические полимеры [6].

На данный момент растет тенденция использования природных гелеобразователей [4,7,10]. Препараты на их основе стабильны в широком интервале рН (от 3 до 12) и температуры, стойкие при добавлении ряда веществ (спирт этиловый, кислоты и соли) и др. [1,2,11]. Однако стоимость гидроколлоидов достаточно высока, что вынуждает разработчиков искать заменители на более дешевые аналоги. Исходя из патентного поиска и проведения эксперимента, обнаружено, что при комплексном использовании двух загустителей -природных гидроколлоидов, возможно присутствие синергидного эффекта: смесь гелеобразователей повышает структурную вязкость конечного продукта в несколько раз, чем ожидаемую от суммарного действия компонентов [1, 2, 10].

Цель исследования -сравнительная характеристика синергизма гелевых композиций на основе ряда

Таблица 1 - Сравнительная характеристика структурной вязкости скорость сдвига, (Рг) 30 об/мин)_

природных гелеобразователей, наиболее используемых в фармацевтической и пищевой промышленности. Изучение реопараметром экспериментальных образцов проводили при нейтральной рН и комнатной температуре.

Методы исследования. Значения реопараметров гелевых образцов - структурная вязкость г (мПа-с), напряжение сдвига тг (Па), градиент скорости сдвига, Dr, с1 -определяли на реовискозиметре RheolabQC (фирма «Anton Paar», Австрия). Использовали следующую методику: примерно 18,0-20,0 г геля помещали в камеру, погружали внутренний цилиндр, вращение проводили, начиная с малых скоростей деформации, дальше фиксировали показания вискозиметра [5,8]. Результаты и обсуждения. В качестве объектов исследования были выбраны гелеобразователи: камедь ксантана, камедь гуара, камедь рожкового дерева (КРД), пектин яблочный, натрия альгинат, каррагинан. С целью выбора оптимального гелеобразователя нами были приготовлены образцы гелей с 1,5 % концентрацией вышеприведенных гелеобразователей как в воде, так и водно-спиртовом растворе с концентрацией этанола 40 % и определенна структурная вязкость исследуемых основ при нейтральном значении рН (таблица 1).

Исходя из полученных экспериментальных данных, можно сделать вывод, что основным гелеобразователем следует считать ксантановую камедь, потому что гели на его основе имели наивысшие значения структурной вязкости как в водных растворах, так и в водно-спиртовых (таблица 1).

евых основ с разными гелеобразователями (температура 20 °С,

Название гелеобразователя Значения структурной вязкости мПа*с

вода водно-спиртовый раствор

Ксантановая камедь 1300 1250

Рожкового дерева камедь 1000 870

Гуаровая камедь 1300 1120

Каррагинан 80 60

Пектин яблочный 80 68

Натрия альгинат 120 97

На следующем этапе были приготовлены образцы гелей на основе комбинаций природных гидроколлоидов (общая концентрация гелеобразователей составляла 1,5 %).

Анализ данных (таблица 2) показал, что рациональным является создание комбинаций природных полисахаридов, так как общая структурная вязкость растет в несколько раз.

Как видно из данных таблицы 2, наиболее эффективным является создание комплексных гелей: ксантан/рожкового дерева (в соотношении 0,5:1), ксантан/гуар (в соотношении 1:0,5), ксантан/пектин (в соотношении 1:0,5); ксантан/натрия альгинат (в соотношении 1:0,5).

Вестник КазНМУ, №5(3)- 2013

Таблица 2 - Сравнительная характеристика структурной вязкости комплексних гелевых основ

Гелеобразователь Значения структурной вязкости, мПа*с

Соотношение гелеобразователей 1,5/0 1/0,5 0,5/1 0/1,5

Растворитель вода водно- спиртовый раствор вода водно- спиртовый раствор вода водно- спиртовый раствор вода водно- спиртовый раствор

Ксантан: рожкового дерева 1300 1200 2700 3000 3000 3500 1000 900

Кантан:гуар 1300 1200 840 800 600 500 1300 520

Ксантан: каррагинан 1300 1200 1300 320 520 8 80 10

Ксантан: натрия альпнат 1300 1200 2400 1600 1320 1760 120 900

Ксантан:пектин 1300 1200 860 1300 120 440 120 115

Для данных комбинированных гелевых основ были исследованы структурно механические свойства и обнаружено, что все они являются структурированными системами с неньютоновским типом течения и имеют тиксотропичность.

Неэффективным было создание композиции ксантан:коллаген, поскольку высокое значение структурной вязкости было только за счет ксантана,

таким образом, действия синергизма в данном случае не обнаружены.

Выводы. Установлено, что рациональным является создание ряда комбинованных гелев (ксантан/камедь рожкового дерева, ксантан/гуар, ксантан/пектин, ксантан/натрия альгинат в определенном соотношении), поскольку структурная вязкость таких основ за счет синергизма возрастает в несколько раз.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1 Баранова И.И. Изучение структурно-механических и физико-химических свойств гелевых основ с ксантаном // Запорожский медицинский журнал. - 2008. - №5(50). - С. 106-108.

2 Баранова И.И. Особенности технологии и реологическое изучение гелевых основ с камедью рожкового дерева // Запорожский медицинский журнал. - 2009. - Т. 11, № 2. - С. 58-60.

3 Башура А.Г., Ткаченко С.Г. Лечебная косметика в аптеках и не только. - X.: Прапор, 2006. - 400 с.

4 Людер М., Монжье С, Дешайе К. Гибкий рецептурный подход к созданию средств по уходу за кожей // SUFW (Russian version). - 2002. - № 4. - С. 18-22.

5 Малкин А.Я, Исаев А.И. Реология: концепции, методы, приложения. - СПб.: Профессия, 2007. - 557 с.

6 Структура и текстура пищевых продуктов. Продукты эмульсионной природы: под. ред. Б. М. МакКенна. - СПб.: Профессия, 2008. - 471 с.

7 Уинвуд Р. Ксантан - микробный полисахарид с уникальными свойствами // SUFW (Russian version) - 2002. - № 3. - С. 2224.

8 Хойерова Я., Стерн П. Применение простых реологических исследований для сравнения текучести косметических загустителей // SUFW (Russian version). - 2001. -№ 2. -С. 45-50.

9 Blue List. Cosmetic ingredient. - Aulendorf: Editio Cantor Verlag, 2000. - 568 S.

10 Whistler R.L., Bemiller J.N. Industrial Gums: polysaccharides and their derivatives. - San Diego: Academic Press. 2003. - 490 p.

11 Sanderson G.R. Application of xanthan gum // The British Polymer Journal. - 1981. - 13, № 2. - P. 71-75

И.М. ГРУБНИК, Е.В. ГЛАДУХ

СУЛЫ - СПИРТТ1 КОМБИНИРЛЕНГЕН ЖАКПАЛАРДЫ^ФУНКЦИОНАЛЬДЫ КАСИЕТТЕР1

Туйш: Ксантант комбинациясы жэне бас|а табиги жа|па тузепштер непзшде комбинирленген жа|паларды зерттеген: алма пектиш, натрий альгинаты, |ара бидай агашыньщ камеды, гуаров камеды, тиiмдi |оюлат|ыш жэне на|ты 1^асиеттер1 бар, белсендi компоненттер ретЫде жи |олданылады. Б1р|^атар жа|па композицияларыныц |урылымды| жабыс|а|тсинергизм,ыгы синегризм есебшен артады. Tyrn^i сездер:композиция, жа|палар, гуаров камеды, ксантан

I.M. Grubnik, I.V. Gladukh

FUNCTIONAL PROPERTIES OF WATER-ALCOHOL COMBINED GELS Resume: Explored the combined gels on the basis of combination of xanthan with other natural gel agent: apple pectin, sodium alginate, locust bean gum, guar gum, which are often used as effective gel agent and active components with certain properties. It is discovered that structural viscosity of row of gel compositions increases due to synergism. Keywords: gel, combination, synergism, xanthan, guar gum.