1、第九章第九章 药用辅料及其应用药用辅料及其应用 第三节 药用高分子材料-2 天然药用高分子材料的分类天然药用高分子材料的分类 多糖类多糖类：如淀粉、纤维素、阿拉伯胶、：如淀粉、纤维素、阿拉伯胶、海藻酸、甲纱、果胶等。海藻酸、甲纱、果胶等。蛋白质类蛋白质类：聚：聚L-氨基酸、明胶、白蛋白等。氨基酸、明胶、白蛋白等。其他类其他类（一）来源：植物的种子或块中（一）来源：植物的种子或块中 如如:大米约大米约80%;80%;小麦约小麦约70%;70%;马铃薯约有马铃薯约有2020 第一节第一节 淀粉及其衍生物淀粉及其衍生物 一、淀粉一、淀粉 薏米淀粉颗粒结构薏米淀粉颗粒结构 大米淀粉颗粒结构大米淀粉颗粒
2、结构 来源来源 淀粉含量淀粉含量 品种品种 淀粉含量淀粉含量 糙米糙米 73%豌豆豌豆 58%高梁高梁 70%蚕豆蚕豆 49%燕麦面燕麦面 67%荞麦面荞麦面 40%小麦小麦 66%甘薯甘薯 19%大麦大麦 60%马铃薯马铃薯 16%谷子谷子 60%1.淀粉粒的比重约为淀粉粒的比重约为1 1.5 5，不溶于冷水不溶于冷水,但吸湿性但吸湿性很强很强淀粉制造工业的理论基础淀粉制造工业的理论基础 所谓水磨法所谓水磨法，就是利用这一性质就是利用这一性质。先将原料打碎先将原料打碎成糊成糊 (若原料为玉米一类籽粒粮则必须先行浸泡若原料为玉米一类籽粒粮则必须先行浸泡，然后湿磨破坏组织然后湿磨破坏组织，使其成
3、糊使其成糊)，除去蛋白质及除去蛋白质及其它杂质其它杂质，再使淀粉在水中沉淀析出再使淀粉在水中沉淀析出 2 2.直链淀粉溶于热水直链淀粉溶于热水（6060-8080度度），支链淀粉不支链淀粉不可溶可溶。（可用于分离二者可用于分离二者）（二）、淀粉的性质 3.3.淀粉的糊化淀粉的糊化 淀粉在水中经加热后出现膨润现象，继续加热，成淀粉在水中经加热后出现膨润现象，继续加热，成为溶液状态，这种现象称为糊化，处于这种状态的淀粉为溶液状态，这种现象称为糊化，处于这种状态的淀粉称为称为-淀粉。淀粉。表表2 2-5 5 几种谷物淀粉粒的糊化温度几种谷物淀粉粒的糊化温度 淀粉种类淀粉种类 糊化温度范围（糊化温度范
4、围（）糊化开始温度（糊化开始温度（）大米大米 5861 58 小麦小麦 6567.5 65 玉米玉米 6472 64 高粱高粱 6975 69 糊化的本质：糊化的本质：淀粉在水中加热后，破坏了结晶胶束区的弱的氢键，水淀粉在水中加热后，破坏了结晶胶束区的弱的氢键，水分子开始侵入淀粉粒内部，淀粉粒开始水合和溶胀，结晶胶分子开始侵入淀粉粒内部，淀粉粒开始水合和溶胀，结晶胶束结构逐渐消失，淀粉粒破裂，直链淀粉由螺旋线形分子伸束结构逐渐消失，淀粉粒破裂，直链淀粉由螺旋线形分子伸展成直线形，从支链淀粉的网络中逸出，分散于水中；展成直线形，从支链淀粉的网络中逸出，分散于水中；支支链淀粉呈松散的网状结构，链淀
5、粉呈松散的网状结构，此时淀粉分子被水分子包围此时淀粉分子被水分子包围,呈粘稠胶体溶液。呈粘稠胶体溶液。糊化温度：糊化温度：糊化通常发生在一个狭窄的温度范围糊化通常发生在一个狭窄的温度范围，较大的颗粒先较大的颗粒先糊化糊化，较小的颗粒后糊化较小的颗粒后糊化。淀粉粒溶胀淀粉粒溶胀、内部结构破坏的温内部结构破坏的温度范围度范围，称为糊化温度称为糊化温度。4.淀粉老化淀粉老化 经过糊化的淀粉在较低温度下放置后，会变经过糊化的淀粉在较低温度下放置后，会变得不透明甚至凝结而沉淀，这种现象为淀粉的老得不透明甚至凝结而沉淀，这种现象为淀粉的老化。化。老化后的淀粉失去与水的亲和力，难以被淀老化后的淀粉失去与水的
6、亲和力，难以被淀粉酶水解，因此不易被人体消化吸收，遇碘不变粉酶水解，因此不易被人体消化吸收，遇碘不变蓝色。蓝色。淀粉老化的本质：淀粉老化的本质：糊化的淀粉分子在温度降低时，又自动糊化的淀粉分子在温度降低时，又自动排列成序，分子间经由羟基生产氢键而相互结合，排列成序，分子间经由羟基生产氢键而相互结合，形成高度致密的结晶化的不溶性淀粉分子微晶束。形成高度致密的结晶化的不溶性淀粉分子微晶束。如果淀粉糊的冷却速度很快，特别是较高浓度的如果淀粉糊的冷却速度很快，特别是较高浓度的淀粉糊，直链淀粉分子来不及重新排列界成束状淀粉糊，直链淀粉分子来不及重新排列界成束状结构，便形成凝胶体。结构，便形成凝胶体。淀粉
7、由增溶或分散态向不溶的微晶态的不可逆转变，即大多是直链淀粉分子的重新定位。5.显色反应：显色反应：直链淀粉支链淀粉+I2兰兰 色色 紫红色紫红色 为什么会有这样的颜色变化为什么会有这样的颜色变化?这是因为淀粉二级结构中的这是因为淀粉二级结构中的孔穴（每圈为六个葡萄糖单位）孔穴（每圈为六个葡萄糖单位）恰好可以络合碘分子，而形成一恰好可以络合碘分子，而形成一个有色络合物的缘故。个有色络合物的缘故。呈色的溶呈色的溶液加热时，螺旋伸展，颜色褪去，液加热时，螺旋伸展，颜色褪去，冷却后重新显色。冷却后重新显色。1.在食品加工中的作用在食品加工中的作用 1）用于糖果制作过程中的填充剂，也可以作为淀粉糖浆的原
8、料。为了防粘、便于操作，可使用少量淀粉代替有害的滑石粉。2）作为雪糕、冰棍及罐头增稠剂，增加制品结着性和持水性。3）用于稀释饼干的面筋浓度和调节面筋膨润度，解决饼干坯收缩变形的问题。(三三)应用应用 2.2.在药物制剂中的应用在药物制剂中的应用 稀释剂，崩解剂，填充剂，粘合剂等。稀释剂，崩解剂，填充剂，粘合剂等。淀粉由直链与支链构成的聚集体，直链淀淀粉由直链与支链构成的聚集体，直链淀粉分散于支链网孔中，支链遇水膨胀以及直链脱粉分散于支链网孔中，支链遇水膨胀以及直链脱离促进淀粉崩解发生。离促进淀粉崩解发生。二、糊精(一一)来源与制法来源与制法 淀粉淀粉 水解水解 糊精糊精 酸性、干燥酸性、干燥
9、蓝糊精蓝糊精 红糊精红糊精 无色糊精无色糊精(二二)性质性质 熔点熔点178(伴随分解伴随分解)，呈乙醇、乙醚，呈乙醇、乙醚，缓缓溶于水，其水溶物约为缓缓溶于水，其水溶物约为80%；易溶于热；易溶于热水，水溶液煮沸变稀，放冷粘度增加。水，水溶液煮沸变稀，放冷粘度增加。(三三)应用应用 稀释剂、粘合剂，增粘剂。但制成的片剂稀释剂、粘合剂，增粘剂。但制成的片剂释放性能差，对主药含量的测定有干扰。释放性能差，对主药含量的测定有干扰。(四四)环糊精环糊精 由环状由环状-D-吡喃葡萄糖苷构成，聚合度为吡喃葡萄糖苷构成，聚合度为6、7、8，分别成，分别成 、-环糊精。环糊精。OOOOOOOOOOOOOOH
10、OH2COHHOH2CHOH2CCH2OHCH2OHHOH2COHOHOHOHOHHOHOHOHOHOHOOHOHCH2OHCCCCCOCOHO三、预胶化淀粉(一一)制法：将玉米淀粉加水后利用加热法制法：将玉米淀粉加水后利用加热法(或机或机械法械法)使淀粉的分子长链全部使淀粉的分子长链全部(或部分或部分)断裂成为断裂成为短链，最终成为一种胶态物质。然后将预胶化淀短链，最终成为一种胶态物质。然后将预胶化淀粉烘干、磨细、过筛使之成为微粉。粉烘干、磨细、过筛使之成为微粉。(二二)应用：应用：预胶化淀粉：它是淀粉经水解的产物预胶化淀粉：它是淀粉经水解的产物,保持了淀粉的形保持了淀粉的形状状,改善了其可
11、压性、流动性改善了其可压性、流动性,不改变其崩解性不改变其崩解性,制成的片剂制成的片剂硬度、崩解性都较好硬度、崩解性都较好,释药速度快释药速度快,有利于提高生物利用度。有利于提高生物利用度。它既可直接加入作为粘合剂，也可作为湿法造粒的粘合它既可直接加入作为粘合剂，也可作为湿法造粒的粘合剂；流动性好，更适合药物的造粒工艺。可缩短药片在胃液剂；流动性好，更适合药物的造粒工艺。可缩短药片在胃液中的崩解时间，从而更利于药效的发挥，提高药片的生物利中的崩解时间，从而更利于药效的发挥，提高药片的生物利用度。用度。此外，它可作为此外，它可作为 “脉冲给药片脉冲给药片”的重要赋形材料，的重要赋形材料，或作为两
12、种不同药物之间的天然或作为两种不同药物之间的天然“阻隔层阻隔层”材料。材料。应用应用 是广泛应用的崩解剂，系淀粉的羧甲基醚，水性羧甲是广泛应用的崩解剂，系淀粉的羧甲基醚，水性羧甲基的存在，使淀粉分子内及分子间氢键减弱结晶性减小，基的存在，使淀粉分子内及分子间氢键减弱结晶性减小，轻微的交联结构降低了它的水溶性，从而在水中易分散并具轻微的交联结构降低了它的水溶性，从而在水中易分散并具溶胀性吸水后体积可增加溶胀性吸水后体积可增加300倍。目前国内外均有商品出倍。目前国内外均有商品出售。售。四羧甲基淀粉钠 存在存在:纤维素存在于一切纤维素存在于一切植物植物中。中。是构成植物细胞壁的基础物质。是构成植物
13、细胞壁的基础物质。第二节 纤维素 结构：结构：一、微晶纤维素(Microcrystalline Cellulose)应用应用 常见的牌号有常见的牌号有Avicel(美国美国)、KC-W和和RC-N(日日本本)、Solka-Flok(意大利意大利)等。等。同一牌号又分为不同的型号，如同一牌号又分为不同的型号，如Avicel有有PH型、型、TQ型和型和RC型之分。型之分。PH型型Avicel又根据其粒又根据其粒度大小分为度大小分为PH-101、PH-102和和PH-103等。等。赋形剂：能牢固地吸附药物及其他物料，并起球赋形剂：能牢固地吸附药物及其他物料，并起球化作用，不无需造粒，可直接压片。化作
14、用，不无需造粒，可直接压片。崩解剂：既不易吸潮又能在水中或胃中迅速崩解。崩解剂：既不易吸潮又能在水中或胃中迅速崩解。稳定剂：在水中能形成稳定分散体。稳定剂：在水中能形成稳定分散体。药物制剂的缓释材料：药物可进入微晶纤维素的药物制剂的缓释材料：药物可进入微晶纤维素的多孔结构，与微晶纤维素分子羟基形成分子间氢多孔结构，与微晶纤维素分子羟基形成分子间氢或被微晶纤维素分子氢键所包含，干燥成型后药或被微晶纤维素分子氢键所包含，干燥成型后药物分子被固定。物分子被固定。第一种合成高分子的诞生 1864年的一天，瑞士巴塞尔大学的化学教授舍恩拜因在自家的厨房里做实验，一不小心把正在蒸馏硝酸和硫酸的烧瓶打破在地板
15、上。因为找不到抹布，他顺手用他妻子的布围裙把地擦干，然后把洗过的布围裙挂在火炉旁烘干。就在围裙快要烘干时，突然出现一道闪光，整个围裙消失了。为了揭开布围裙自燃的秘密，舍恩拜因找来了一些棉花把它们浸泡在硝酸和硫酸的混合液中，然后用水洗净，很小心地烘干，最后得到一种淡黄色的棉花。现在人们知道，这就是硝酸纤维素，它很易燃烧，甚至爆炸。被称为火棉，可用于制造炸药。这是人类制备的第一种高分子合成物。虽然远在这之前，中国人就知道利用纤维素造纸，但是改变纤维素的成分，使它称为一种新的高分子的化合物，这还是第一次。第一种塑料的诞生 英国冶金学家、化学家帕克斯发现硝酸纤维素能溶解在乙醚和酒精中，这种溶液在空气中
16、蒸发了溶剂可得到一种角质状的物质。美国印刷工人海厄特发现在这种物质中加入樟脑会提高韧性，而且具有加热时软化，冷却时变硬的可塑性，很易加工。这种用樟脑增塑的硝酸纤维素就是历史上第一种塑料，称为赛璐珞(Celluloid)。它广泛被用于制作乒乓球、照相胶卷、梳子、眼睛架、衬衫衣领和指甲油等。人造丝的诞生 1884年夏尔多内产生了将硝酸纤维素溶液纺成一种新纤维的想法，他制造了第一种具有光泽的人造丝。当1889年这种新的纤维在巴黎首次向公众展示时曾引起了轰动。这种人造丝有丝的光泽和手感，也能洗涤。可惜这种人造丝极易着火燃烧。后来硝酸纤维素人造丝被更为防火的两个品种所取代，一种是醋酸纤维素，另一种是再生纤维素。今天这两种人造丝的产量已是生丝的65倍。第三节第三节 其他天然高分子材料其他天然高分子材料 一、阿拉伯胶一、阿拉伯胶（一）来源（一）来源 豆科植物金合欢树的树干创伤分泌渗出物，主要由多糖组成豆科植物金合欢树的树干创伤分泌渗出物，主要由多糖组成（二）性质（二）性质 1.形状：形状：泪珠状圆球颗粒，呈透明的琥珀色泪珠状圆球颗粒，呈透明的琥珀色 2.溶解度：溶解度：由于具有高度分枝状结构，具有高
