CC BY
293
IVh
МЕДИЦИНСКИЙ
АЛЬМАНАХ
УДК 615.014.6:515.012:65.09
СРАВНИТЕЛЬНОЕ ИЗУЧЕНИЕ ВОЗМОЖНОСТИ ПРОМЫШЛЕННОГО КАПСУЛИРОВАНИЯ ОСЕТРОВОГО ЖИРА «ВИТОЙЛ» КАПЕЛЬНЫМ И РОТАЦИОННО-МАТРИЧНЫМ МЕТОДАМИ
И.В. Гаммель1, Л.И. Запорожская1, П.Т. Петров2,
'ГБОУ ВПО «Нижегородская государственная медицинская академия»,
2Институт биоорганической химии НАН Беларуси, г. Минск
Запорожская Лариса Ивановна - e-mail: zaporogskaya@yandex.ru
Исследование посвящено разработке промышленной технологии получения мягких желатиновых капсул осетрового жира «Витойл» капельным и ротационно-матричным методами. В сравнении установлена возможность использования двух промышленных методов капсулирования. Изучены показатели качества промышленных партий капсул осетрового жира «Витойл», изготовленных капельным и ротационно-матричным методами.
Ключевые слова: рыбий жир, мягкие желатиновые капсулы, промышленная технология капсулирования.
The research is connected with the development of the industrial technology for the producing of soft gelatin capsules of the sturgeon fat «Vitoil» by droplet and rotary-matrix methods. The comparison has proved the possibility of the use of both industrial methods of encapsulation. The quality signs of the industrial batches of the sturgeon fat capsules, produced by droplet and rotary-matrix methods, have been studied.
Key words: cod-liver oil, soft gelatin capsules, encapsulation industrial technology.
Введение
«Витойл» представляет собой натуральный осетровый жир пресноводных рыб семейства Acipenseгidae, выращиваемых в рыбоводных хозяйствах на территории Нижегородской области. «Витойл» включает жирорастворимые витамины и антиоксиданты, содержит до 70% ненасыщенных жирных кислот, в том числе до 15% кислот семейства омега-3. Способность рыбьих жиров подобного состава корригировать нарушения липидного обмена [1, 2] и отсут-
ствие дозированной пероральной лекарственной формы осетрового рыбьего жира послужили предпосылкой создания мягких желатиновых капсул «Витойл» [3]. В лекарственной форме капсулы привлекают ее несоменнные достоинства: маскировка специфического «рыбного» запаха, точность дозирования, удобство приема. Кроме того, инкапсулирование рыбьего жира приводит к герметизации полие-новых соединений, склонных к окислительной деструкции и, следовательно, к предотвращению нежелательного
воздействия на них кислорода воздуха и продлению сроков годности [2]. Известные публикации описывают экспериментальное капсулирование осетрового жира «Витойл» капельным методом [3]. Однако, определенный интерес представляет изучение возможности получения мягких желатиновых капсул осетрового жира «Витойл» другим промышленным методом - методом прессования.
Цель и задачи
Цель работы заключается в сравнительном изучении возможности промышленного капсулирования осетрового жира «Витойл» капельным и ротационно-матричным методами.
В настоящей работе для реализации поставленной цели решались следующие задачи:
1. Разработать технологию промышленного капсулирования осетрового жира «Витойл» ротационно-матричным методом (вариант прессования).
2. В заводских условиях наработать промышленные партии мягких желатиновых капсул осетрового жира «Витойл» капельным и ротационно-матричным методами.
3. Сравнить показатели качества промышленных партий мягких желатиновых капсул осетрового жира «Витойл».
Материалы и методы
Экспериментальную часть проводили в условиях РУП «Белмедпрепараты» (г. Минск, Беларусь). Промышленное капсулирование рыбьего жира «Витойл» осуществляли на установке МПГ-58 (МГП «Гранула», г. Санкт-Петербург, капельный метод) и на автоматической поточной линии типа ББС-1 фирмы І_еіпег (Великобритания, ротационноматричный метод). В работе использовали осетровый рыбий жир «Витойл» (ТУ 9281-001-13488538-2012), желатин пищевой, глицерин дистиллированный, нипагин, воду очищенную.
Доза «Витойла» в капсулах при изготовлении ротационноматричным способом составила 1,0 г, а при получении капельным методом - 0,3 г из-за ограничивающих возможностей установки МПГ-58 (наполнение желатиновой оболочки содержимым массой не более 0,35 г).
Технология капсулирования «витойла» капельным методом: раствор желатиновой массы, разогретой до +65...+70°С, под давлением сжатого воздуха до 0,2 кг/см2, подаваемого компрессорной установкой, поступал из бака по трубопроводу в капсуляторную головку. Одновременно из второго бака в головку подавался Витойл. Таким образом, в головке образовывалась составная струя, в центре которой находился Витойл, а снаружи- желатиновая трубка.
Желатиновая струя, наполненная Витойлом, выдавливалась из капсуляторной головки в охлажденное до температуры +3...+5°С оливковое масло, заполняющее циркуляционную систему капсулятора. Под давлением прерывистого гидравлического импульса масла, создаваемого пульсатором (частота пульсаций - 1-6 имп/с; давление пульсации 0,3-1,5 кг/см2), струя пережималась и под давлением сил поверхностного натяжения на границе желатиновая масса-Витойл с внутренней стороны и желатиновая масса-охлажденное оливковое масло, с другой стро-ны, формировались наполненные Витойлом мягкие желатиновые капсулы сферической формы. Капсулы выносились охлажденным до +10...+14°С транспортируемым маслом на перфорированный лоток при производительности по транспортируемому маслу 180 л/мин. Избыточное
масло, отделенное на лотке, по трубопроводу поступало в маслосборник.
Технология капсулирования «Витойла» ротационноматричным методом: желатиновая масса из термостатиру-емого при температуре +60±0,2°С бака самотеком поступала по двум трубопроводам в правый и левый распределительный бункеры, снабженные нагревательными элементами. Желатиновая масса с температурой +55...+60°С из бункеров выливалась на охлажденный до +11...+15°С вращающийся барабан и застывала на нем в виде ленты, толщина которой (1,0±0,05 мм) регулировалась затвором бункера. Желатиновая лента поступала на специальный узел для нанесения на обе стороны вазелинового масла для лучшего скольжения.
Каландровыми валками желатиновые ленты протягивались между инжекционными сегментами и двумя штамповочными валками. При прохождении между нагретым до +54±2°С инжекционным сегментом и валками желатиновые ленты нагревались и в момент подачи Витойла из питательного бункера с помощью дозаторного насоса вдавливались в матрицы. Готовые капсулы Витойла сбрасывались вращающимися щетками в вибролотки.
Выход кондиционных капсул на стадии бракеража определяли по формуле:
Б х 100
А = 100-----------;
где А - выход кондиционных капсул, %;
В Б - количество некондиционных капсул, шт;
В - общее количество капсул, шт.
Оценку качества мягких желатиновых капсул (ТУ 9281 -002-13488538-2012) проводили по внешнему виду, прозрачности, цвету, распадаемости, допустимым отклонениям от средней массы и однородности дозирования (ГФ СССР, XI изд., т. 2, с. 143). Для Витойла, извлеченного из капсул, определяли массовую долю неомыляемых веществ, относительную плотность, массовую долю воды и примесей нежирового характера, перекисное число по методикам ГОСТ 7636-85. Определение кислотного числа Витойла проводили по фармакопейной методике (ГФ СССР Х1 изд., т. 1, с. 191). Анализ жирнокислотного состава Витойла осуществляли путем превращения жирных кислот триглицеролов в метиловые эфиры и идентификации последних методом газожидкостной хроматографии с использованием расчетного метода внутренней нормализации пиков [2].
Результаты и их обсуждение
Изучали вероятность использования состава мягких желатиновых капсул «Витойла» без добавления загустителей в препарат и пластификаторов в оболочку, которые, как большинство вспомогательных ингредиентов, не являются индеф-ферентными к лекарственным веществам и могут повлиять на их стабильность [2]. При решении вопроса о непосредственном капсулировании и определении состава желатиновой массы мы ориентировались на динамическую вязкость Витойла, которая равна 0,06 Пахс. Окончательный выбор состава желатиновой массы при капсулировании различными способами осуществляли на основании имеющегося опыта капсулирования препаратов с близкими значениями вязкости - олиметина (0,04 Пахс) и масляных растворов витаминов А и Е (0,07 Пахс). Рекомендуемые составы желатиновой массы содержали следующие компоненты, в г на 100 г:
МЕДИЦИНСКИЙ
АЛЬМАНАХ
1 - Желатина - 27,17; глицерина - 8,80; нипагина - 0,18; воды очищенной - 63,85 (получение капельным методом бесшовных капсул);
2 -Желатина - 37,36; глицерина - 27,17; нипагина - 0,25; воды очищенной - 35,22 (получение ротационно-матричным способом капсул со швом).
Сравнительная характеристика двух основных способов промышленного капсулирования, апробированных при разработке технологии получения капсул «Витойла», изложена в таблице 1.
ТАБЛИЦА 1.
Сравнительная характеристика промышленных методов получения мягких желатиновых капсул осетрового жира «Витойл»
ТАБЛИЦА 2.
Основные физико-химические характеристики мягких желатиновых капсул «Витойл»
Выход кондиционных капсул, полученных на автомате МПГ-58 и на установке типа ББС-1 фирмы _етег, составил 95,6-96,7% и 87,5-90,2%, соответственно, что свидетельствует о предпочтительности капельного метода капсулирования по анализируемому показателю. Однако сравнение точности дозирования Витойла при капсулировании капельным (2,2±0,1%) и ротационно-матричным (1,6±0,2%) методами «говорит» в пользу последнего.
Другим параметром, подчеркивающим преимущество капельного метода капсулирования, оказалось соотношение в капсулах массы желатиновой оболочки и массы содержимого (рыбьего жира «Витойл»), которое равнялось 1 : 4 , то есть на долю балластной оболочки приходилось 25% от веса Витойла. Аналогичная характеристика для капсул, произведенных способом прессования, выражалась величинами, соотнесенными как 1,0 к 1,2 и, таким образом, желатиновая оболочка в капсуле составляла 85% от массы Витойла, что в 3,4 раза превышало подобный показатель для капельного метода.
Следует подчеркнуть, что ротационно-матричный способ считается наиболее прогрессивным из всех методов, так как позволяет получать капсулы с лекарственными веществами любой консистенции и характеризуется большой производительностью. В то же время основная трудность этого способа в условиях отечественного производства связана с вынужденностью применения импортного дорогостоящего желатина, характеризующегося монодисперсностью структуры. Однородность химического состава и строения желатина, как известно, определяет высокое качество прессованных капсул. Поэтому процесс приготовления желатиновой массы при использовании метода прессования более длителен и трудоемок.
По разработанной нами технологии были получены две промышленные партии капсул «Витойла» капельным спосо-бомиоднапартия-ротационно-матричным. Промышленные партии мягких желатиновых капсул исследовали по физикохимическим показателям.
Мягкие желатиновые капсулы осетрового жира «Витойл» имели следующий состав (в г на одну капсулу):
1) Витойла - 0,3000; желатина - 0,0204; глицерина -0,0066; нипагина - 0,0001; воды очищенной - 0,0479 (бесшовные капсулы, капельный метод);
2) Витойла - 1,0000; желатина - 0,3176; глицерина -
0,2310; нипагина - 0,0021; воды очищенной - 0,2993 (прессованные капсулы со швом, ротационно-матричный метод).
Капсулы, полученные капельным методом, были сферической, а изготовленные ротационно-матричным способом -овальной или яйцевидной формы, упруги, без натеков и механических включений. Прессованные капсулы обладали ровным горизонтальным швом. Среднее содержание Витойла в одной мягкой желатиновой капсуле было 0,2942+0,0021 г (капельный метод) или 0,9975+0,0144 г (ротационноматричный метод). Отклонение содержимого массы каждой капсулы, изготовленной тем или иным методом, из 20 штук не превышало +10% от средней массы капсулы. Основные установленные физико-химические характеристики Витойла в кап-сулированной лекарственной форме приведены в таблице 2.
Полученные результаты позволили сделать заключение о том, что Витойл в мягких желатиновых капсулах адекватен по всем параметрам качества исходному осетровому жиру
и, таким образом, процесс технологической обработки Витойла во время капсулирования с вынужденным его
N Показатели качества капсул Капсулы «Витойл» (0,3 г), полученные капельным методом Капсулы «Витойл» (1,0 г), полученные методом ротационноматричным методом
1 Внешний вид Капсулы сферической формы, поверхность гладкая, без повреждений и видимых воздушных или механических включений от свело-желтого до светлокоричневого цвета Капсулы яйцевидной или продолговатой формы, поверхность гладкая, без повреждений и видимых воздушных или механи-ческих включений от светложелтого до светло-коричневого цвета
2 Средняя масса капсул, г 0,385+0,0073 1,7493+0,0125
3 Средняя масса содержимого капсул, г 0,2942+0,0021 0,9975+0,0144
4 Однородность дозирования, % 2,2+0,1 1,6+0,2
5 Распадаемость, мин 8,2+0,4 15,1+0,2
б Качество витойла из капсул:
6.1 Массовая доля полиненасыщенных жирных кислот, отн %; 18,6+0,2 18,9+0,2
в т. ч. кислот «омега-3», %; 14,3+0,1 14,5+0,1
в т. ч.эйкозапента-еновой кислоты, % 5,67+0,07 5,84+0,05
6.2 Кислотное число, мг КОН/г 3,81+0,03 3,84+0,02
6.3 Перекисное число, % У2 0,075+0,004 0,077+0,005
6.4 Массовая доля неомыляемых веществ, % 1,67+0,06 1,56+0,03
6.5 Относительная плотность при 15°С, г/см3 0,925+0,012 0,923+0,007
6.6 Массовая доля воды и примесей нежиро-вого характера, % 0,258+0,002 0,265+0,001
Сравниваемый показатель Промышленный метод капсулирования
Капельный Ротационно-матричный
1 Принцип метода Основан на явлении образования сферической капли с одновременным включением в нее маслообразного препарата Из желатиновых лент с помощью матриц штампуют капсулы, которые имеют горизонтальный шов
2 Тип капсулятора Установка МПГ-58.00.000 (МГП «Гранула», Санкт-Петербург, Россия) Установка типа 5БС-1 поточной автоматической линии «1-еіпег» (Великобритания)
3 Производительность 14500 капсул/час 20000 капсул/час
4 Точность дозирования +3% +2%
5 Состав желатиновой массы, на 100 г, г Желатина - 27,17 Глицерина - 8,80 Нипагина - 0,18 Воды очищенной - 63,85 Желатина - 37,36 Глицерина - 27,17 Нипагина - 0,25 Воды очищенной - 35,22
6 Выход кондиционных капсул 95,6-96,7% 87,5-90,2%
нагревом при контактировании с горячей желатиновой массой не приводит к изменению физико-химических показателей осетрового жира «Витойл».
Для окончательного выбора оптимальной технологии кап-сулирования Витойла необходимо исследовать стабильность полученных разными промышленными методами капсул.
Выводы
1. Разработана технология промышленного капсулирова-ния осетрового жира «Витойл» ротационно-матричным методом (вариант прессования). Предложен состав желатиновой массы, в г на 100 г: желатина -37,36; глицерина -27,17; нипагина - 0,25; воды очищенной - 35,22.
2. Получены промышленные партии мягких желатиновых капсул осетрового жира «Витойл» капельным и ротационноматричным методами с выходом кондиционных капсул, полученных на установке МПГ-58 (Россия) и на автомате типа ББС-1 поточной линии производства фирмы _етег (Великобритания), - 95,6-96,7% и 87,5-90,2% при точности дозирования 2,2% и 1,6%, соответственно. Оба метода кап-сулирования пригодны для промышленного получения дози-
рованной лекарственной формы для внутреннего применения - мягких желатиновых капсул рыбьего жира «Витойл».
3. Изучены показатели качества промышленный партий капсул осетрового жира «Витойл», изготовленных капельным и ротационно-матричным методами, которые позволяют определить как возможные к использованию в заводских условиях оба метода. Необходимо учесть, что при ротационно-матричном методе получена бОльшая дозировка основного действующего вещества.
Ш
ЛИТЕРАТУРА
1. Кутузова И.В., Соколова Н.Н. Характеристика и биологическая роль витамина Р. Журнал «Ремедиум Приволжье». 2006. № 3 (43). С. 56-57.
2. Кутузова И.В. Теоретические и биофармацевтические аспекты создания стабильных липидных препаратов и их лекарственных форм: Автореф. дис...д.ф.н. Москва, 1996. 39 с.
3. Запорожская Л.И., Гаммель И.В. Разработка технологии получения мягких желатиновых капсул рыбьего жира «Витойл». «Научная дискуссия: вопросы медицины»: материалы VII международной заочной научно-практической конференции. 26 ноября 2012 г. Москва: Изд.: «Международный центр науки и образования», 2012. С. 85-89.
