Капсулирование

 

ИННОВАЦИОННАЯ ТЕХНОЛОГИЯ И АВТОРСКОЕ ОБОРУДОВАНИЕ

Разработана технология и авторское оборудование для капсулирования гидрофильных систем – эмульсий, дисперсий, суспензий и коллоидных растворов с получением капсул, обладающих инновационными свойствами. Новизна данной разработки состоит в том, что на сегодняшний день это первый прецедент капсулирования веществ, содержащих водную составляющую. В мире широко эксплуатируются технологии капсулирования жировых (гидрофобных) систем в желатиновую оболочку. Никто до сегодняшнего дня не научился капсулировать «воду» с получением термостойких капсул длительного хранения.

Капсулы имеют шаровидную, или близкую к шаровидной, геометрическую форму, диаметром от 1,5 до 10,0 мм, покрытые, при необходимости повышения потребительских свойств, внешним покрытием различного цвета и происхождения. По своей структуре изобретение характеризуется наличием внутреннего содержимого и гелеобразной оболочки заданной толщины, в состав которой входит альгинат кальция. Внутреннее содержимое капсул представляет собой гидрофильное вещество или эмульсию, водную суспензию или дисперсию.

Капсулированию возможно подвергать вещества с различными физико-химическими свойствами, капсульные продукты могут применяться в фармацевтической, пищевой, химической, фотографической, текстильной, нефтеперерабатывающей промышленности, а также в медицине, сельском хозяйстве и биотехнологиях.

Наполнитель капсул может быть в виде коллоидной, эмульсионной, суспендированной или гелеобразной системы.

Оболочки капсул выдерживают технологическую обработку, механическое воздействие (интенсивное перемешивание), термообработку (пастеризацию или стерилизацию в течение 210…260мин. при температуре 130°С при условии компенсирующего давления), смешивание с другими пищевыми ингредиентами, длительное хранение (срок хранения капсул обусловлен только свойствами внутреннего наполнителя).

Достигнуто управляемое высвобождение инкапсулированных веществ в среду за счет диффузии через оболочку капсулы с заданной скоростью (например, биологически-активного или лекарственного вещества в нужном участке организма).

Разработаны модели капсул с разнообразными свойствами. Основными моделями являются:

— однослойные – с одной оболочкой на основе альгината натрия (для капсулирования гидрофильных веществ);

— многослойные (до трех оболочек) – внешняя оболочка – желатиновая, внутренняя – альгиновая (для капсулирования гидрофобных и поверхностно-активных веществ);

— модель «капсулы в геле», причем оболочки капсул «срастаются» с гелем, образовывая монолитную структуру заданной толщины (возможно создание пористой или непроницаемой системы) и стабильную при воздействии желудочного сока и желудочных ферментов. Система разрушается только при условии попадания в поджелудочную железу (в щелочной рН) (для разных типов инсулинов: нормального, быстрого и пролонгированного в одном контейнере)…

 

Капсулированию возможно подвергать такие вещества:

1. Эфирные и ароматические масла, жир рыбий, водо- и жирорастворимые витамины.

2. Чувствительные к воздействию кислорода воздуха, увлажнения или температуры системы, такие как горькие и неприятные на вкус ароматические и биологически-активные вещества, ферменты, пигменты, красители и т.п.

3. Функциональные, лечебно-профилактические вещества и различные пищевые формы с инкапсулированными микронутриентами, такими как пробиотики, бифидобактерии, ферменты, минеральные вещества, витамины.

4. Молочнокислые культуры (для защиты клеток от бактериофагов, увеличения их выживания при сушке, сохранения и обеспечения стабильности бактерий и молочнокислых культур в желудке человека при транспортировании их в зону кишечного тракта).

5. Неустойчивые соединения, такие как минеральные вещества, витамины А, Е, Д, С, ß-каротин, ω3 и ω6 жирные кислоты, лютеин, зеаксантин, ликопин, олигосахариды, дрожжи, спиртовые и масляные экстракты лекарственных трав и растений (облепихи, женьшеня, зверобоя, радиолы, ромашки, чабреца, календулы, валерианы, пустырника, пиона, боярышника и др.).

6. Комплексные биомолекулы, такие как антибиотики, гормоны, вакцины, энзимы, инсулин, белковые препараты, аминокислоты, пептиды и т.д…

 

В зависимости от задач возможно:

1. Получение капсульных продуктов с заданными физическими и структурно-механическими характеристиками, такими как размер капсул, толщина оболочки, соотношение внутреннего содержимого и оболочки, усилие разрушения, модуль мгновенной упругости, др.

2. Установление заданных размерных характеристик (от 1,0 до 10,0 мм).

3. Установление заданного соотношения оболочки к внутреннему содержимому капсул (от 5:95 до 50:50).

4. Придание заданных характеристик оболочкам (толщины, структуры, проницаемости, прочности, эластичности, стабильности к воздействию ферментов, пепсина, желудочного сока, температуры, давления и т.п.)…

 

 

 

 

 I. КАПСУЛЬНЫЕ ФОРМЫ ПРОБИОТИЧЕСКИХ МИКРООРГАНИЗМОВ

В настоящее время существует множество факторов, ослабляющих естественные защитные барьеры организма человека.

Несмотря на достижения современной медицины, организм человека не стал сильнее, наоборот, под влиянием постоянно возрастающих нагрузок, его адаптационные возможности постоянно уменьшаются и этот процесс продолжается и дальше: растет чувствительность к инфекциям, увеличивается количество хронических заболеваний, ухудшаются показатели иммунодефицита, алиментарно-зависимых заболеваний, анемий, повсеместные витаминные дефициты…

 

Целью проекта является:

Создание капсул с инкапсулированными внутрь культурами пробиотических микроорганизмов, диаметром 1,5 … 10,0 мм, обладающими термостабильными свойствами, устойчивостью к воздействию кислых сред и пепсина, механической и осмотической устойчивостью к воздействию внешних физико-химических факторов, таких как механическое воздействие, повышение температуры, изменение давления, а также повышение защиты, с точки зрения терапии, инкапсулированных веществ…

 

Техническим результатом предлагаемого проекта являются:

Капсулы с инкапсулированными внутрь культурами пробиотических микроорганизмов, полученные путем гелеобразования, имеющие шарообразную или близкую к шаровидной геометрическую форму, диаметром 1,5 … 10,0 мм, покрытые, при необходимости повышения потребительских характеристик, соответствующим внешним покрытием разного цвета и происхождения. По своей структуре капсулы характеризуются наличием внутреннего содержимого и гелеобразной оболочки заданной толщины, в состав которой поступает кальция альгинат…

 

 

 

 

II. КАПСУЛЬНЫЕ ФОРМЫ ЛЕКАРСТВЕННЫХ ПРЕПАРАТОВ

Настоящее изобретение относится к микробиологической, медицинской, химической и фармацевтической промышленности, в частности к способу капсулирования лекарственных, лечебно-профилактических и терапевтических средств с получением капсул диаметром 1,0…15,0мм для перорального приема, предназначенных для высвобождения физиологически активного вещества – наполнителя капсулы в области органа-мишени, а именно в области поджелудочной железы, тонкой и толстой кишки…

 

Капсулированию подлежат гидрофильные вещества или водные суспензии и дисперсии, такие как:

— функциональные компоненты специального назначения;

— водные экстракты из растительного и животного сырья;

— микроэлементы в виде солей или комплексов;

— витаминные, иммунные и иммунобиологические препараты, аминокислоты, вещества белкового и минерального происхождения;

— живые клетки в активной или неактивной форме, бактерии;

— антибиотики;

— измельченные кусочки тканей, биологически-активные, лекарственные, лечебно-профилактические, терапевтические препараты;

— пищевые добавки.

 

Капсулированный инсулин.

Создана технология и оборудование, способное серийно производить до 10 тысяч капсул инсулина в час.

Основными предпосылками для капсулирования инсулина являются:

— уменьшение вредного воздействия инсулина на организм человека;

— уменьшение количества инсулина, потребляемого больным;

— увеличение сроков хранения инсулина;

— регулирование скорости высвобождения инсулина из капсулы;

— маскировка вкуса и запаха инсулина;

— предотвращение воздействия внешней среды на продукт;

— пролонгация лечебно-профилактического воздействия, что обусловлено замедлением скорости высвобождения инсулина из капсулы благодаря наличию регулируемой по показателям проницательности оболочки;

— транспортировка инсулина к поджелудочной железе (органу-мишени);

— уменьшение испарения инсулина, в результате его защиты непроницаемой для воздуха и газов оболочкой.

 

III. КАПСУЛИРОВАНИЕ СПИРТОСОДЕРЖАЩИХ КОМПОНЕНТОВ

Речь идет о капсулах с внутренним содержимым в виде спиртовой составляющей в концентрации до 20% (например, слабоалкогольная группа, ликеры). Поскольку капсулы растворяются не в желудке, а области поджелудочной железы, тонкого или толстого кишечника, то употребление такой формы алкоголя вызывает быстрое опьянение, но при этом отсутствует запах алкоголя изо рта. Капсулы могут вноситься в организм через жидкие среды (напитки, соки), а также через твердые пищевые формы…

 

 

 

 

 

IV. ПИЩЕВАЯ ФОРМА – ИКРА

Одним из самых ярких примеров применения капсулирования является аналог икры осетровых и лососевых пород рыб. На сегодняшний день это самая совершенная технология по производству т.н. «искусственной икры». Продукт в значительной степени выигрывает у предшественников, он максимально возможно приближен к натуральному по вкусовым и структурным свойствам. Усовершенствованная технология позволила снизить себестоимость продукта, увеличить срок хранения, а также дала возможность повысить пищевую ценность продукта и производить продукт без добавления консервантов.

Новый продукт достоин рассматриваться, как альтернатива натуральной икры, а не только как отдельный сегмент имитированной продукции…

 

 

 

 

V. КАПСУЛИРОВАННЫЕ ПРОДУКТЫ ПИТАНИЯ

Речь идет о возможности капсулирования таких продуктов, как горчица, кетчуп, майонезы, эмульсионные соусы, соки, дрессинги, салатные заправки и др. Данная продукция имеет потенциал во многих сегментах.

Во-первых, это п/ф для мясной и молочной промышленности в виде вкусовых наполнителей для вареных колбас, фаршевых мясных систем, плавленых сыров, твердых сыров, творожных масс, др.

Во-вторых, можно рассматривать вопрос реализации данной продукции через розничную сеть для конечных потребителей. Отдельным сегментом для данной продукции является система быстрого питания: например, компания, которая реализует в своих ресторанах всевозможные салаты, при этом к каждой упаковке салата отдельно подается упакованный соус. Такие вынужденные затраты на упаковку (что существенно удорожает себестоимость) являются вынужденной мерой, поскольку заправленные соусом салаты не подлежат длительному хранению. Уйти от такой упаковки можно с помощью капсулированных форм, когда расчетный объем соуса будет непосредственно добавляться в каждую упаковку салата.

То же имеет место и в области сладких соусов, джемов, повидла, сгущенного молока, меда и т.д. – все эти пищевые продукты подлежат капсулированию и могут использоваться как конечная пищевая форма для потребителей, либо как п/ф высокой степени готовности.

Капсулирование соков, соковых напитков, концентратов…

Popping Boba

Bubble Tea