Гомогенная термообратимая гелевая пленка, содержащая каппа-2-каррагинан, и полученные из нее мягкие капсулы

Гомогенная термообратимая гелевая пленка, содержащая каппа-2-каррагинан, и полученные из нее мягкие капсулы

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Родственные заявки

По настоящей заявке испрашивается приоритет в соответствии с предварительной патентной заявкой США №60/462785, поданной 14 апреля 2003 г.

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение направлено на гомогенную термообратимую гелевую пленку, содержащую пленкообразующее количество каппа-2-каррагинана и необязательно по меньшей мере один пластификатор, второй пленкообразователь, наполнитель, средство, регулирующее рН; и способы их получения. Настоящее изобретение также направлено на мягкие капсулы и твердые формы, содержащие гелевую пленку, а также способы их получения.

Предпосылки создания изобретения

Желатин широко используется для образования пленок, используемых в получении мягких капсул. Он представляет собой гидролизованный белок из коллагена, обычно получаемый посредством выварки костей и хрящей животных с водой под давлением. Однако использование желатина имеет некоторые коммерческие недостатки, например его животное происхождение часто препятствует его доступности для тех, кто не может или не хочет принимать капсулы, произведенные из животных, и недавним беспокойством по поводу губчатой энцефалопатии крупного рогатого скота, BSE или "коровъего бешенства".

В результате научное сообщество и промышленность в течение многих лет пытались разработать альтернативы желатину, которые могут желательно использовать большинство аппаратов и способов, такие как вращающиеся головки, для получения мягких капсул из альтернативных желатину материалов.

Например, в патентной заявке Японии Kokai № 61-10508А раскрыты капсулы, полученные из композиции полисахаридов, включающей по меньшей мере каррагинан и многоатомный спирт. Каррагинан может использоваться полностью или частично вместе с другими полисахаридами, такими как камедь тамариндового семени, пектин, желатин, альгинаты, агар, фурселларан, производные целлюлозы, камедь бобов робинии и гуаровая камедь. Многоатомные спирты включают сорбит, глюкозу, сахарозу, этиленгликоль, диэтиленгликоль, триэтиленгликоль, полиэтиленгликоль, пропиленгликоль, полипропиленгликоль, бутандиол и глицерин. Мягкие капсулы получают из вогнутых штампующих головок.

В патентной заявке Японии Kokai № 63-164858 раскрыты смеси полисахаридов и многоатомных спиртов с/без щелочных веществ. Подразумевается, что обширный список полисахаридов, которые могут быть использованы в этой заявке, включает природные полисахариды, такие как каррагинан, альгиновая кислота, производные альгината, агар, камедь бобов робинии, гуаровая камедь, полисахариды семян тамаринда, пектин, ксантановая камедь, глюкоманнан, хитин, пуллулан и циклодекстрин. Утверждается, что полисахариды объединяются с концентрированным водным раствором по меньшей мере одного многоатомного спирта, сахароспирта, моносахарида, дисахарида или олигосахарида. Утверждается, что смеси пригодны для формирования оболочек мягких капсул. Три примера указывают, что изготовление оболочек для мягких капсул имеет двойные слои смеси с желатином и единственный слой состоящий из смеси по изобретению с желатином. Специфические каррагинаны не упоминаются.

В патенте США № 5089307 раскрыты термозапечатываемые съедобные пленки, содержащие по меньшей мере слой пленки, содержащей водорастворимый полисахарид как основной компонент, многоатомный спирт и воду. Утверждается, что пленки пригодны для использования для запечатывающих и упаковочных материалов для высушенной пищи, жирной пищи и подобного. Подразумевающиеся для использования полисахариды включают альгиновую кислоту и ее соли (такие как натриевая соль); фурселларан; каррагинан, такой как каппа-, йота- и ламбда-каррагинаны, агар, пектин, такой как высокий-метокси и низкий-метокси пектины; камеди, такие как камедь тамариндового семени, ксантановая камедь, гуаровая камедь, камедь семян тары, камедь бобов робинии; пуллулан; производные хитина, такие как хитозан; крахмал, такой как пшеничный, кукурузный или картофельный крахмалы; декстрин; съедобные водорастворимые производные целлюлозы, такие как карбоксиметилцеллюлоза и смеси вышеприведенных. Предпочтительно используют массовое соотношение многоатомного спирта к полисахаридам в количестве от 1:5 до 1:1, и полисахариды представлены в количестве не менее 50% общего количества активных компонентов. В патенте не указано, что такие пленки могут использоваться в производстве мягких и твердых капсул.

В патенте США № 6331205 раскрыты вязкие водные композиции для изготовления мягких или твердых капсул, содержащие каррагинан, предпочтительно йота-каррагинан как единственное гелеобразующее средство. Йота-, ламбда-, мю- и ню-каррагинаны раскрываются как типы каррагинанов, которые могут использоваться в изобретении, и утверждается, что они экстрагируются из множества различных морских водорослей, используемых в зависимости от способа экстракции. Раскрываются такие пластификаторы, как принадлежащие к классу полиоксилов, например глицерин, сорбит, мальтодекстрины, декстроза, маннит, ксилит, полиоксиэтиленгликоль от 400 до 6000, природные и полусинтетические глицериды и их производные и т.п. Упоминается, что мягкие капсулы получают посредством адаптации "Scherer" способа. Утверждается, что пленки, полученные из каппа-каррагинана имеют проблемы, вызывающие синерезис, в производстве мягких и твердых капсул. Не имеется описания никаких конкретных йота-каррагинанов, каппа-каррагинанов, каппа-2-каррагинанов и т.п.

В патенте США № 6214376 раскрыты безжелатиновые капсулы, полученные из композиций, содержащих водорастворимые гидрофильные коллоидные слои, содержащие гелевые пленки из каппа-каррагинана и пластификатора. Упоминается, что безжелатиновые мягкие капсулы получают из каппа-каррагинана как главного гелеобразующего полимера (по меньшей мере 50% от массы камедей, образующих термообратимые гели или содействующих образованию термообратимых гелей). Гидролизованные крахмалы, такие как мальтодекстрин, могут добавляться для увеличения концентрации твердого вещества, содействия термозапечатыванию и предупреждения помутнения, вызванного загустением солей. Другие типы камедей, такие как йота-каррагинан, рекомендуется минимизировать, наиболее предпочтительно до количества менее 0,5% от общей композиции пленки.

Патент США № 6340473 требует использовать модифицированный крахмал, имеющий температуру гидратации менее 90^оС и йота-каррагинан для производства мягких капсул, используя ротационный штамповочный инкапсулирующий аппарат. Утверждается, что соотношение массы модифицированного крахмала к йота-карагеннану является решающим в формировании удовлетворительной пленки. Такое массовое соотношение модифицированного крахмала к йота-каррагинану указывается как 1,5:1. Авторами неожиданно обнаружено, что один йота-каррагинан не производит приемлемую пленку и что модифицированный крахмал один не производит пленку, приемлемую для инкапсуляции. Изложена теория, что йота-каррагинана функционирует в качестве эластифицирующего средства, делающего неэластичную пленку модифицированного крахмала эластичной. Утверждается, что каррагинаны комбинируются с сотнями различных продуктов на рынке, имеющих различные функциональные группы. Утверждается, что Euchema spinosum представляет собой морскую водоросль - источник йота-каррагинана, и утверждается, что не все каррагинаны являются пригодными для изобретения, например, утверждается, что каппа-каррагинан не является заменителем йота-каррагинана.

Известно, что некоторые пленкообразующие композиции с высоким содержанием твердых веществ и с низкой влажностью, содержащие, например, гидроколлоиды, образуют растворы с высокой вязкостью, что делает образование гидратных пленок труднодостижимым. Настоящее изобретение относится к способу получения пленок с высоким содержанием твердых веществ, с низкой влажностью из таких растворов с высокой вязкостью.

Дополнительно, делалось много попыток получать мягкие капсулы из пленок с высоким содержанием твердых веществ и с низкой влажностью, таких как гидроколлоиды. Однако такие попытки получать мягкие капсулы имели недостатки, упомянутые выше. Так, известно, что гидроколлоиды образуют растворы с высокой вязкостью, которые достаточно сложно гидратировать и образовывать пленку в общепринятом способе производства мягких капсул. Следовательно, способ согласно изобретению позволяет осуществить производство мягких капсул из таких пленок.

Краткое содержание сущности изобретения

В первом варианте осуществления настоящее изобретение направлено на гомогенную термообратимую гелевую пленку, содержащую пленкообразующее количество каппа-2-каррагинана и необязательно по меньшей мере один пластификатор, второй пленкообразователь, наполнитель и средство, регулирующее рН.

Во втором варианте осуществления настоящее изобретение направлено на способ получения гелевых пленок, включающий стадии: (i) нагрев, гидратация, смешивание, растворение и, необязательно, деаэрирование композиции каппа-2-каррагинана и необязательно по меньшей мере одного из: пластификатора, второго пленкообразователя, наполнителя и средства, регулирующего рН в аппарате, предоставляющем достаточные сдвиг, температуру и продолжительность обработки формирования гомогенной термообратимой расплавленной их композиции, где температура является равной или выше температуры растворения расплавленной композиции; и (ii) охлаждение расплавленной композиции до или выше гелеобразующей температуры для образования гелевой пленки.

В третьем варианте осуществления настоящее изобретение направлено на мягкие капсулы, включающие оболочки капсул и инкапсулированное вещество, где оболочки капсул включают гелевые пленки настоящего изобретения, а также способ их получения. Способ включает стадии: (i) нагрев, гидратация, смешивание, растворение и, необязательно, деаэрирование композиции каппа-2-каррагинана и необязательно по меньшей мере одного из: пластификатора, второго пленкообразователя, наполнителя и средства, регулирующего рН в аппарате, предоставляющем достаточные сдвиг, температуру и время пребывания для образования их гомогенной, термообратимой, расплавленной композиции, где температура является равной или выше температуры растворения расплавленной композиции; и (ii) получение мягких капсул непосредственно из расплавленной композиции или допускается охладить расплавленную композицию до гелеобразующей температуры или ниже и далее получать из нее мягкие капсулы.

В четвертом варианте осуществления настоящее изобретение направлено на твердые формы, включающие заполняющий материал, инкапсулированный в гомогенную термообратимую гелевую пленку настоящего изобретения, например твердые капсулы.

Краткое описание чертежей

Фигура 1 представляет собой схему способа производства пленок и мягких капсул согласно настоящему изобретению, с использованием процессора Стефана вместе с экструдером.

Фигура 2 представляет собой схему способа согласно настоящему изобретению для получения пленок и мягких капсул, с использованием смесителя текучих сред Фигуры 3 и экструдера. Схема показывает пленку, выходящую из экструдера в инкапсуляционный аппарат.

Фигура 3 представляет собой вид сбоку частичного разреза смесителя текучих сред для смешивания первой и второй текучих сред с паром, который может использоваться в способе по изобретению.

Фигура 4 представляет собой другой вариант схемы Фигуры 2, показывающий пленку, выходящую из экструдера в инкапсуляционный аппарат.

Фигура 5 представляет собой схему способа по изобретению для получения пленок и мягких капсул с использованием смесителя текучих сред Фигуры 3, охлаждающего барабана и инкапсуляционного аппарата.

Подробное описание изобретения

Каррагинан представляет собой коммерчески значимый галактановый полисахарид, обнаруженный в красной морской водоросли. Все каррагинаны содержат повторяющиеся структурные единицы галактозы, соединенные посредством чередующихся α1→3 и β1→4 гликозидных связей, и сульфатируются до широко варьирующих степеней. Типы каррагинанов могут различаться, в частности, посредством степени и положения их сульфатирования, а также водорослью, из которой они получаются. Например, йота-каррагинан имеет повторяющуюся единицу D-галактоза-4-сульфат-3,6-ангидро-D-галактоза-2-сульфата, обеспечивающую содержание сульфатного эфира от приблизительно 25% до 34%. Йота-каррагинан может быть получен, например, из Eucheuma denticulatum ("также называемой "Spinosum"). Каппа-каррагинан имеет повторяющуюся структурную единицу D-галактоза-4-сульфат-3,6-ангидро-D-галактозы и получается, например, из Kappaphycus alvarezii (также называемой "Eucheuma cottonii"). В отличие от него, каппа-2-каррагинан, описывающийся R. Falshaw, H. J. Bixler и Johndro, Structure and Perfomance of Commercial Kappa-2-Carrageenan Extracts, Food Hydrocolloids 15 (2001) 441-452 и H. Bixler, K. Johndro и R. Falshaw, Kappa-2-carrageenan: structure and perfomance of commercial extracts II, Food Hydrocolloids 15 (2001) 619-630 как сополимер, содержащий определенное количество повторяющихся структурных единиц каппа (3:6-ангидрогалактоза (3:6-AG)) и повторяющихся структурных единиц йота (3:6-ангидрогалактоз-2-сульфат (3:6-AG-2-S)), ковалентно связанных в основную цепь сополимера и получается из определенных водорослей Gigartinaceae. В вышеприведенных ссылках утверждается, что такой каппа-2-каррагинан имеет отчетливо отличные свойства, в сравнении с простой смесью каппа- и йота-каррагинанов. Другие ссылки, где обсуждается каппа-2-каррагинан, приведены в этих публикациях. Каппа-2-каррагинан, экстрагированный из Gigartina atropurpurea, описывается R. Falshaw, H. J. Bixler и Johndro, Structure and Perfomance of Commercial Kappa-2-Carrageenan Extracts III, Food Hydrocolloids 17 (2003) 129-139. В то время как исторически имелась большая путаница в физической природе каппа-2-каррагинанов, недавние исследования, такие как вышеупомянутые, мгновенно установили, что каппа-2-каррагинаны являются сополимерами, содержащими повторяющиеся ковалентно связанные структурные единицы каппа и йота (в определенном соотношении частей каппа и йота) в основной цепи сополимера с ясным отличием от физических смесей каппа- и йота-полимеров.

В рамках настоящего документа, каппа-2-каррагинан имеет молярное отношение содержания 3:6AG-2S к 3:6AG от 25 до 50%, йота-каррагинан имеет молярное соотношение содержания 3:6AG-2S к 3:6AG от 80 до 100% и каппа-каррагинан имеет молярное отношение содержания 3:6AG-2S к 3:6AG менее чем для каппа-2-каррагинана. Например, каппа-каррагинан из Eucheuma cottonii, обычно известной и используемой как источник каппа-каррагинана водоросли, имеет молярное отношение содержания 3:6AG2S к 3:6AG менее чем приблизительно 10%; и йота-каррагинан из Spinosum, обычно известной и используемой в как источник йота-каррагинана водоросли, имеет молярное отношение содержания 3:6AG2S к 3:6AG более чем приблизительно 85%. В среднем каппа-2-каррагинан включает отношение повторяющихся структурных единиц каппа (3:6-AG) к повторяющимся структурным единицам йота (3:6-AG-2-S) между от 1,0 до 3,0:1, более предпочтительно, от 1,5 до 3,0:1 (более предпочтительно относится к желательному применению). Молярное отношение содержания 3:6AG-2S к 3:6AG от 25 до 50% содержится в каппа-2-каррагинане независимо от степени его видоизменения и содержания предшественника (например, повторяющихся структурных единиц мю и ню). Таким образом, только каппа-2-каррагинан, удовлетворяющий молярному отношению содержания 3:6AG-2S к 3:6AG от 25 до 50% независимо от степени его видоизменения, находится в пределах объема настоящего изобретения.

Каппа-2-каррагинан, используемый в настоящем изобретении, может получаться или очищенным или выделенным из числа видов морских водорослей в пределах классов, например, водорослей Gigartina, таких как Gigartina radula, Gigartina corymbifera, Gigartina skottsbergii, Iridaea cordata, Sarcothaia crispata и Mazzaella laminarioides. Морские водоросли - источники каппа-2-каррагинана в настоящем изобретении используются только как производящие каппа-2-каррагинан, имеющий молярное содержание 3:6AG-2S к 3:6AG, описанное в настоящем документе. Каппа-2-каррагинан, использующийся в настоящем изобретении, может естественно встречаться в вышеописанных морских водорослях или может модифицироваться из этих водорослей для увеличения количества 3:6AG-2S и 3:6AG компонентов в каппа-2-каррагинане из его предшественников (например, 3:6AG-2S компонент каппа-2-каррагинана, модифицированный из его предшественника ню обработкой щелочью, и 3:6AG компонент каппа-2-каррагинана, модифицированный из его предшественника мю обработкой щелочью). Восстанавливающие и модифицирующие технологии, хорошо известные в области техники, включают публикации Falshaw, Bixler и Johndro. Например, модификация каппа-2-каррагинана может происходить в течение его восстановления из определенной водоросли Gigartinacean как результат обработки щелочью при повышенной температуре. Способы восстановления включают необязательно полную или частичную фильтрацию нерастворимого исходного материала или использование нефильтрованного материала. Когда ню и мю предшественники в каппа-2-каррагинане модифицируются в 3:6AG-2S и 3:6AG соответственно, такая модификация может быть законченной (например, 100% ню и мю предшественников в каппа-2-каррагинане модифицируются в 3:6AG-2S и 3:6AG соответственно) или менее чем полностью законченной (например, менее чем 100% ню и мю предшественников в каппа-2-каррагинане модифицируются в 3:6AG-2S и 3:6AG соответственно). Понятно, что в процессе восстановления каппа-2-каррагинана из вышеописанных морских водорослей могут обнаруживаться маленькие или следовые количества других каррагинанов (например, ламбда каррагинанов) и они могут использоваться с каппа-2-каррагинаном в настоящем изобретении.

Одним из удивительных аспектов настоящего изобретения является функциональность каппа-2-каррагинана в сравнении с каппа-каррагинанами, йота-каррагинанами и простыми сухими смесями каппа- и йота-каррагинанов, содержащими идентичный уровень 3:6-AG-2-S. Так, йота- и каппа-каррагинаны являются гелеобразующими каррагинанами. В отличие от них каппа-2-каррагинаны известны как слабогелеобразующие. В результате ожидалось, что такие слабогелеобразующие каррагинаны будут формировать слабые гелевые пленки. Однако к удивлению заявителей обнаружено, что каппа-2-каррагинан формирует удивительно прочные гелевые пленки. Обычно наблюдается, что водная гелевая устойчивость каппа каррагинана отчетливо уменьшается с уменьшением содержания 3:6-AG-2-S (например, от 1500 г до 300 г для 1% воды), т.е. должно существовать структурное влияние данных дополнительных эфиров серной кислоты на спиральную агрегацию и связывание кислорода между такими агрегированными спиралями. Данная тенденция продолжается для каппа-2 (25-50%, более предпочтительно 25-40% 3:6-AG-2-S для данных применений) с водными гелями как ниже чем 150 г и является, вероятно, соответствующей их структурной изменчивости. Йота-каррагинан (например, от 80 до 100% 3:6-AG-2-S) однако является более структурно упорядоченным, таким образом, содействующим более однородной трехмерной структуре данного водного геля, обеспечивающей прочный водный гель, как показывается, его устойчивость к разрыву свыше 300 г. Является идеей, пока не связанной ни с какой теорией, что простые физические смеси каппа- и йота-каррагинанов отчасти являются антагонистичными в отношении прочности геля, более вероятно соответствующее обоюдное взаимодействие их абсолютных гелевых структур, развивающееся при отдельных температурах охлаждения. Полученное значение прочности для сухого смешанного водного геля, основанного на физической смеси каппа- и йота-каррагинанов является еще более высоким, чем для прочности водного геля каппа-2-каррагинана. Также возможно достичь данного антагонистического эффекта посредством раздельного гидратирования и растворения каппа- и йота-каррагинанов и равномерного объединения растворов при поддержании температуры их растворов выше гелеобразующей и сливания или смешения, охлаждая до инициации гелебразования. Данное снижение прочности геля (структурное ослабление) усугубляется посредством экстракции, снижения вязкости (малые молекулы) и двухвалентного присоединения. Таким образом, базируясь на традиционной прочности геля и структурных измерениях, не предполагается предназначать каппа-2-каррагинан для применения для гелевых пленок.

Однако, как обнаружено заявителями, когда каппа-2 применяется для изготовления гелевых пленок, он демонстрирует удивительную прочность пленки и механическую целостность, далеко превышающие ожидания, основанные на традиционном (предыдущего уровня техники) молекулярном структурировании в сравнении с водными гелями. Он также демонстрирует полную совместимость с традиционными ингредиентами пленки и капсульной пленки, такими как крахмал, увлажнитель и т.п. Также имеется основание полагать, что статистическая структура сополимерного геля каппа-2-каррагинана в таких гелевых пленках и пленочных композициях является идеальной, способствующей окончательной структурной стабильности наступления гелеобразования с отсутствием необходимости или тенденции к изменению со временем или в течение процесса высушивания пленки. При гелеобразовании структурные связи разнородной структуры каппа-каррагинана продолжают упрочняться, йота-каррагинан, который тоже является эластичным и не уплотняется, и каппа/йота физические смеси (как противопоставленные каппа-2-сополимерам) показывают структурные взаимодействия. Эта удивительная прочность пленки каппа-2-каррагинана также предоставляет возможность контроля молекулярной массы каррагинана для лучшего баланса процесса вязкости и прочности пленки, требуемой для механической обработки в капсулы, такое регулирование дает возможность выполнять литье пленок при более низком уровне влажности при поддержании других необходимых свойств пленки.

Каппа-2-каррагинан используется в настоящем изобретении в пленкообразующем количестве (например, количестве, добавляющем прочности пленки гелевой пленке), которое определяется из следовых количеств каппа-2-каррагинана, которые не добавляют пленке дополнительных свойств. Так, например, гелевая пленка по изобретению содержит второй пленкообразователь, обсужденный выше, пленкообразующее количество каппа-2-каррагинана является количеством, которое добавляет прочности пленке в общем. Такие пленкообразующие количества представляют собой обычно по меньшей мере 0,5% от массы сухой гелевой пленки, предпочтительно от 0,5% до 90%, более предпочтительно от 0,5% до 50%, более предпочтительно от 0,5 до 25%, более предпочтительно от 1,5% до 25% от массы сухой гелевой пленки, в зависимости от применения.

В рамках настоящего документа, "гомогенная пленка" означает пленку, которая при рассмотрении невооруженным глазом является визуально однородной и свободной от дефектов, таких как комки, трещины, нерастворившиеся частицы, которые должны были раствориться, неоднородное распределение нерастворимых частиц и т.п. "Рыбьи глаза" (смешанные жидкие и твердые состояния) или "гелевые шары" (неоднородная структура геля) не должны удовлетворять определению "гомогенная", как использовано здесь.

Гелевые пленки по изобретению представляют собой гомогенные термообратимые гелевые пленки. Они могут быть получены литьем и использоваться в широком разнообразии применений как отлитые пленки или являющиеся результатом обработки.

В рамках настоящего документа, "термообратимая пленка" означает пленку, которая имеет температуру плавления. Как используется в данном документе, температура плавления представляет собой температуру или диапазон температур, выше которых гелевая пленка размягчается или течет.

В рамках настоящего документа, фраза "гелевые пленки" относится к тонкой мембране или трехмерной сети, сформированной из структурированного каппа-2-каррагинана. Пленкообразующая композиция характеризуется температурой геля, температурой, ниже которой расплавленная масса гелевой композиции должна охлаждаться для формирования независимой структуры. В случае необходимости, расплавленная масса может подвергаться литью горячей и допустимому охлаждению, а также высушиванию, способствующему концентрации твердых веществ (контролируемое удаление влажности), пока гелевая пленка формируется из гелевой композиции. Температура плавления термообратимой гелевой пленки является более высокой, чем температура геля.

Гелевая пленка по изобретению желательно содержит растворимые гелеобразующие катионы, которые способствуют формированию структуры каррагинана, т.е. гелеобразованию. Такие полезные катионы включают калий, натрий и аммоний. Эти катионы могут присутствовать в каппа-2-каррагинане или добавляться к нему из других органических и неорганических источников, в различных точках процесса, пока температура расплавленной массы поддерживается выше гелеобразующей. Эти полезные катионы могут присутствовать в количестве менее чем 50% сухой массы каппа-2-каррагинана в гелевой пленке (включающей воду). Это количество может варьироваться в зависимости от компонентов сети, желательных температур плавления и заливки и свойств обработки и выбора оборудования.

Другие растворимые катионы, такие как кальций, магний, алюминий и хром могут иначе влиять на стабильность и могут добавляться в минимальном количестве, например менее чем 10%, менее чем 5%, менее чем 1% от сухой массы каппа-2-каррагинана в гелевой пленке (включающей воду). Связывающие и гелеобразующие средства могут добавляться в количествах, достаточных для минимизации растворимости вышеупомянутых катионов (и соучаствующей активности), обеспечивая отсутствие неправильного воздействия на гелевую сеть связывающего агента или полученного вещества.

Молекулярная масса каппа-2-каррагинана обычно свыше 100000 Дальтон, предпочтительно от 100000 до 1000000, более предпочтительно от 100000 до 450000, более предпочтительно от 100000 до 350000, в зависимости от применения.

В некоторых применениях желательным является снижение температуры гелеобразования каппа-2-каррагинана. Желатинированная сеть каппа-2-каррагинана, имеющая в среднем высокую молекулярную массу, имеет температуру гелеобразования по меньшей мере 59^оС и 35^оС в калиевой/кальциевой и натриевой формах соответственно. Так, замещающий катион калия с катионом натрия является одним из путей снижения температуры гелеобразования каппа-2-каррагинана. Обычно считалось, что температура гелеобразования зависит от молекулярной массы каппа-2-каррагинанов. Однако заявителями неожиданно в дальнейшем было обнаружено, что в сетях высокой твердости, имеющих по меньшей мере 50% твердого вещества, использование каппа-2-каррагинана, имеющего сниженную молекулярную массу (например, имеющий вязкость 19 сП или менее, более предпочтительно менее чем 10 при 75^оС в 0,10 молярном растворе хлорида натрия, содержащем 1,5% каррагинана со сниженной молекулярной массой от массы, основанной на общей массе раствора; это определение вязкости может производиться с использованием вискозиметра Brookfield LVF (Brookfield Engineering Laboratories, Inc.) со шпинделем №1 при 60 об./мин и определение вязкости после шести оборотов) может в дальнейшем снижать температуру гелеобразования каппа-2-каррагинана, например с 35^оС до 25^оС в натриевой форме и с 59^оС до 57^оС в калиевой/кальциевой форме. Снижение температуры гелеобразования структур, порожденных каппа-2-каррагинаном может иметь полезный эффект в обработке гелевых пленок настоящего изобретения, например в производстве мягких капсул, твердых капсул и других твердых форм посредством снижения количества тепла, используемого в производственном процессе и минимизации остаточного напряжения в высушенной пленке.

Гомогенная термообратимая гелевая пленка по изобретению может необязательно содержать по меньшей мере один из следующих компонентов: пластификатор, второй пленкообразователь, наполнитель и средство, контролирующее рН. Компоненты добавляются в гелевую пленку и их количества могут варьировать в зависимости от желательного использования каппа-2 гелевой пленки.

Примеры такого пластификатора включают полиолы, такие как глицерин, сорбит, мальтит, лактит, кукурузный крахмал, фруктоза, полидекстроза, растворимое масло или полиалкиленгликоли, такие как пропиленгликоль и полиэтиленгликоль. Количество пластификатора может варьировать в зависимости от использования гелевой пленки и ее желательной эластичности. Например, такие пластификаторы могут обычно использоваться в количестве по меньшей мере 5%, более предпочтительно по меньшей мере 10%, более предпочтительно по меньшей мере 20%, более предпочтительно по меньшей мере 30% от массы всех компонентов, включая воду в сухой пленке, если желаемая гелевая пленка должна иметь большую эластичность; например, пленка используется для изготовления мягких капсул. Для других применений, таких как твердые капсулы, где желательной является менее эластичная пленка, пластификатор может присутствовать в количестве от 0% до 20% от массы всех компонентов в сухой пленке. Возможно, что гелевая пленка настоящего изобретения вообще не содержит пластификатора.

Примеры второго пленкообразователя, который может использоваться в настоящем изобретении, включают по меньшей мере один из следующих компонентов: крахмал, гидролизованный крахмал, производные крахмала, камедь целлюлозы, гидроколлоид, эфир алкилцеллюлозы или модифицированный эфир алкилцеллюлозы. Примеры гидроколлоида включают по меньшей мере одно из следующих соединений: каппа-каррагинан; йота-каррагинан, каппа- и йота-каррагинаны, имеющие сниженную молекулярную массу (например, вязкость 19 сП или менее, более предпочтительно менее чем 10 сП при 75^оС, замеренную в 0,10 молярном растворе хлорида натрия, содержащем 1,5% каррагинана со сниженной молекулярной массой от массы, основанной на общей массе раствора; это определение вязкости может производиться с использованием вискозиметра Brookfield LVF (Brookfield Engineering Laboratories, Inc.) со шпинделем №1 при 60 об./мин и определение вязкости после шести оборотов), и их неполные модифицированные разновидности; альгинаты, включающие альгинат калия, альгинат натрия, альгинат аммония и альгинат пропиленгликоля; поликамеди (например, обычно с вязкостью менее чем приблизительно 1000 мПа·с, измеренной при 1 мас.% в воде с температурой 25^оС), такие как гуаровые камеди с низкой вязкостью; пуллунан, геллан (включая высоко- и низкоацильный геллан); декстран, пектин и их комбинации. Например, эфиром алкилцеллюлозы, который может использоваться в настоящем изобретении, является гидроксиэтилцеллюлоза. Примерами модифицированных эфиров алкилцеллюлозы, которые могут использоваться в настоящем изобретении, являютя гидроксипропилцеллюлоза и гидроксипропилметилцеллюлоза. Пленкообразователем в гелевой пленке может быть только каппа-2-каррагинан. Когда гелевая пленка по изобретению содержит второй пленкообразователь, каппа-2-каррагинан может присутствовать в количестве по меньшей мере 10%, по меньшей мере 20%, по меньшей мере 50% или по меньшей мере 80% от массы общего количества пленкообразователя в сухой пленке.

Высушенная пленка представляет собой остаток пленки, полученной литьем после контролируемого удаления влажности. Комбинации ингредиентов, таких как: каппа-2-каррагинан и, необязательно, крахмал, полиол и вода для обработки диспергируются, гидратируются, растворяются и, необязательно, деаэрируются в течение описанных в документе опций способа. Полученная гомогенная масса разливается или формуется до желательного уровня твердости (необходимо достичь намеченного конечного продукта). Система, получаемая путем литья, формируется путем гравитационных или контролируемых сил и впоследствии немедленно дополнительно обрабатывается (так как производство мягких гелевых капсул) или полученная путем литья масса дополнительно обрабатывается посредством различных используемых способов для однородного и контролируемого удаления воды пока не достигается желательный уровень влажности. Контролируемое удаление воды из системы, полученной путем литья, предоставляет дополнительные упрочнение/выравнивание гомогенных ингредиентов пленки в густой структуре, которые могут дополнительно укреплять характеристики пленки. Удаление влажности ограничивается тем, что влажность не связывает молекулярную поверхность различных гидроколлоидных и углеводных компонентов. Пленка высушена, когда первоначальная пленка, полученная путем литья, не теряет дополнительно массу под воздействием различных способов высушивания при обезвоживающей/дегидратирующей обработке. Снижение содержания влажности до постоянного уровня также придает стабильность пленке и, необязательно, содержание (если встроена или облечена или захвачена и т.п.) активности воды также снижается посредством обработки.

Примеры наполнителя включают неколлоидную (растительного происхождения) целлюлозу, микрокристаллическую (растительного происхождения) целлюлозу, микрокристаллический крахмал, модифицированный и немодифицированный крахмал, производные и фракции крахмала, инулин, гидролизаты крахмала, сахар, кукурузный сироп и полидекстрозу. Как описано в настоящем документе и формуле, термин "модифицированный крахмал" включает такие крахмалы и гидроксипропилированные крахмалы, кислотопрореженные крахмалы и подобные. Примеры модифицированных крахмалов, которые могут использоваться в настоящем изобретении включают Pure Cote^TM, B760, B790, B793, B795, M250 и M180, Pure-Dent^TM B890 и Pure-Set^TM B965, все коммерчески доступны от Grain Processing Corporation of Muscatine, Iowa, и CAraTex^TM 75701, доступный от Cerestar, Inc. Примеры гидрозилатов крахмала включают мальтодекстрин, также известный как декстрин. Немодифицированные крахмалы, такие как картофельный крахмал, также могут содействовать прочности пленки, когда комбинируются с гидроколлоидами в пределах настоящего изобретения. В общем, модифицированные крахмалы являются продуктами, полученными посредством химической обработки крахмалов, например обработки крахмалов кислотой, обработки крахмалов ферментами, окисленные крахмалы, структурированные крахмалы и другие производные крахмалов. Предпочтительными являются такие модифицированные крахмалы, в которых боковая цепь модифицируется с гидрофильными или гидрофобными группами, таким образом формируя более сложную структуру с сильным взаимодействием между боковыми цепями.

Количество наполнителя, используемое в настоящем изобретении, обычно составляет от 0 до 20% от массы сухой пленки, но, в случае необходимости, может использоваться большее количество, например по меньшей мере 20%, более предпочтительно по меньшей мере 30% от массы сухой пленки.

Отмечено, что крахмалы, производные крахмалов и гидролизаты крахмалов могут быть многофункциональными. Так, в добавление к использованию как наполнители, они могут использоваться как второй пленкообразователь. Когда они используются как наполнители и как вторые пленкообразователи, они обычно используются в количестве по меньшей мере 10%, предпочтительно по меньшей мере 20%, более предпочтительно, по меньшей мере 30% от массы сухой пленки, в зависимости от применения; например, мягкие капсулы.

Примеры средства, регулирующего рН, которые могут необязательно использоваться в настоящем изобретении, включают основания, такие как гидроксиды, карбонаты, цитраты и фосфаты, их смеси и их соли (например, цитрат натрия). Средство, регулирующее рН, может выбираться как источник присоединенных полезных катионов, таких как калий или натрий. Для некоторых композиций средство, регулирующее рН, может использоваться для улучшения стабильности гелевой пленки. Количество средства, регулирующего рН, обычно составляет от 0 до 4%, предпочтительно от 0 до 2%.

Гелевые пленки по изобретению могут также содержать красители и ароматизаторы, такие как сахар, кукурузный сироп, фруктоза, сахароза, аспартам, сукролоза, сорбит, маннит, мальтит и т.п., так или иначе присутствующие другие компоненты, такие как пластификаторы, наполнители, вторые пленкообразователи и т.п. Один вариант гелевой пленки по изобретению содержит каппа-2-каррагинан, вкусовую добавку и воду в системе с высоким содержанием твердых веществ; например, выше ч