第四章 (1) 药用天然高分子材料

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1、第四章第四章 天然药用高分子材料天然药用高分子材料第一节第一节 概概 述述 一、天然药用一、天然药用高高分子材料的定义分子材料的定义 天然药用高分子材料天然药用高分子材料是指自然界存在的可供药物制剂作辅料是指自然界存在的可供药物制剂作辅料的高分子化合物，它们有淀粉、纤维素、阿拉伯胶、甲壳素、的高分子化合物，它们有淀粉、纤维素、阿拉伯胶、甲壳素、海藻酸、透明质酸、明胶以及白蛋白海藻酸、透明质酸、明胶以及白蛋白(如人血清白蛋白、玉米蛋如人血清白蛋白、玉米蛋白、鸡蛋白等白、鸡蛋白等)等。等。 植物、动物和藻类是提取、分离和加工天然药用高分子材料的植物、动物和藻类是提取、分离和加工天然药用高分子材料的

2、生物材料。近年来，人类回归自然的心理以及人类生存的环境变生物材料。近年来，人类回归自然的心理以及人类生存的环境变化，促使了人类对天然物的利用，天然药用高分子材料亦在其中。化，促使了人类对天然物的利用，天然药用高分子材料亦在其中。 1 天然药用高分子材料已用作药物制剂的各种辅料。不同药物天然药用高分子材料已用作药物制剂的各种辅料。不同药物剂型和制剂对天然药用高分子材料的要求不尽相同，随着现代剂型和制剂对天然药用高分子材料的要求不尽相同，随着现代制剂工业的发展，药物新剂型、新制剂的不断出现，原始的天制剂工业的发展，药物新剂型、新制剂的不断出现，原始的天然药用高分子的性质已不适应制剂的许多应用范围。

3、因此，有然药用高分子的性质已不适应制剂的许多应用范围。因此，有必要根据其结构及性质进行必要根据其结构及性质进行物理物理、化学化学或或生物的生物的改改( (变变) )性加工性加工处理，使其能符合药用和制剂工业生产的特殊需要和应用要求。处理，使其能符合药用和制剂工业生产的特殊需要和应用要求。在改在改( (变变) )性加工处理过程中，天然药用高分子通过物理结构破性加工处理过程中，天然药用高分子通过物理结构破坏、分子切断、重排、氧化或在分子中引入取代基，形成了性坏、分子切断、重排、氧化或在分子中引入取代基，形成了性质发生变化、加强或具有新的性质的质发生变化、加强或具有新的性质的天然药用高分子衍生物天然

4、药用高分子衍生物。 例如，淀粉的改性产物羧甲基淀粉、淀粉磷酸酯等；纤维素例如，淀粉的改性产物羧甲基淀粉、淀粉磷酸酯等；纤维素的改性产物微晶纤维素、羧甲基纤维素、乙基纤维素、羟丙基的改性产物微晶纤维素、羧甲基纤维素、乙基纤维素、羟丙基纤维素、羟丙基甲基纤维素、丁酸醋酸纤维素、琥珀酸醋酸纤纤维素、羟丙基甲基纤维素、丁酸醋酸纤维素、琥珀酸醋酸纤维素等。维素等。 2二、天然药用高分子材料的分类二、天然药用高分子材料的分类 天然药用高分子材料按照其天然药用高分子材料按照其化学组成和结构单元化学组成和结构单元可以分为多糖可以分为多糖类、蛋白质类和其他类。类、蛋白质类和其他类。 多糖类天然药用高分子多糖类天

5、然药用高分子是糖基间通过苷键连接而成的一类高分是糖基间通过苷键连接而成的一类高分子聚合体。其在医药工业和食品工业应用最多的首推淀粉、纤维子聚合体。其在医药工业和食品工业应用最多的首推淀粉、纤维素、阿拉伯胶，其次是海藻酸、甲壳素、果胶等。素、阿拉伯胶，其次是海藻酸、甲壳素、果胶等。 蛋白质类天然药用高分子蛋白质类天然药用高分子，主要是用动物原料制取的一类聚，主要是用动物原料制取的一类聚L-L-氨基酸化合物，明胶以及白蛋白等属于此类。氨基酸化合物，明胶以及白蛋白等属于此类。 其他类其他类则是无特定组成单元的天然药用高分子的统称。则是无特定组成单元的天然药用高分子的统称。 3 依据依据原料的来源原料

6、的来源，天然药用高分子材料还又可分为淀粉及其，天然药用高分子材料还又可分为淀粉及其衍生物，纤维素及其衍生物和甲壳素及其衍生物等。衍生物，纤维素及其衍生物和甲壳素及其衍生物等。 淀粉及其衍生物淀粉及其衍生物是指天然淀粉和由淀粉改性制取的产物是指天然淀粉和由淀粉改性制取的产物( (淀粉淀粉衍生物衍生物) )。 纤维素及其衍生物纤维素及其衍生物是天然纤维素及由纤维素改性制取的产物是天然纤维素及由纤维素改性制取的产物( (纤维素衍生物纤维素衍生物) ) 。 甲壳素及其衍生物甲壳素及其衍生物则为天然甲壳素及甲壳素改性物。则为天然甲壳素及甲壳素改性物。 纤维素衍生物在医药工业和其他工业方面的应用较为广泛。

7、纤维素衍生物在医药工业和其他工业方面的应用较为广泛。 4 按照按照加工和制备方法加工和制备方法，将天然高分子经过化学改性得到的羧，将天然高分子经过化学改性得到的羧甲基淀粉、羧甲基纤维素、甲基纤维素、乙基纤维素、羟丙基甲基淀粉、羧甲基纤维素、甲基纤维素、乙基纤维素、羟丙基纤维素、丁酸醋酸纤维素等称为天然高分子衍生物，或称为半纤维素、丁酸醋酸纤维素等称为天然高分子衍生物，或称为半合成高分子；合成高分子； 将黄原胶以及聚谷氨酸等生物发酵或酶催化合成的生物高分将黄原胶以及聚谷氨酸等生物发酵或酶催化合成的生物高分子也归为天然高分子类。子也归为天然高分子类。 因此，药用天然高分子材料包括：因此，药用天然高

8、分子材料包括：天然高分子材料天然高分子材料、生物发酵生物发酵或酶催化合成的高分子材料或酶催化合成的高分子材料和和天然高分子衍生物材料天然高分子衍生物材料三大类。三大类。 5三、天然药用高分子材料的特点三、天然药用高分子材料的特点 天然药用高分子及其衍生物天然药用高分子及其衍生物结构和性能各异结构和性能各异。绝大多数天然。绝大多数天然药用高分子材料及其衍生物具有无毒、应用安全、性能稳定、药用高分子材料及其衍生物具有无毒、应用安全、性能稳定、成膜性好、与生物的相容性好和价格低廉等优点和特点，是药成膜性好、与生物的相容性好和价格低廉等优点和特点，是药物制剂加工时选用的一类重要辅料。物制剂加工时选用的

9、一类重要辅料。 作为药用辅料，天然药用高分子及其衍生物不仅用于传统的作为药用辅料，天然药用高分子及其衍生物不仅用于传统的药物剂型中，而且可用于缓控释制剂药物剂型中，而且可用于缓控释制剂、纳米药物制剂和靶向给纳米药物制剂和靶向给药系统等药系统等新型现代剂型和给新型现代剂型和给( (输输) )药系统药系统。 以药用以药用淀粉纳米载体淀粉纳米载体为例，淀粉有良好的生物相容性；可生为例，淀粉有良好的生物相容性；可生物降解，降解速率可调节；无毒、无免疫原性；材料来源广，物降解，降解速率可调节；无毒、无免疫原性；材料来源广，成本低；与药物之间无相互影响。淀粉在水中可膨胀而具有凝成本低；与药物之间无相互影响

10、。淀粉在水中可膨胀而具有凝胶的特性，这也有利于其应用于人体。当淀粉制备成小于胶的特性，这也有利于其应用于人体。当淀粉制备成小于1000 1000 nmnm的纳米粒时，静脉注射可被人体的网状内皮系统的纳米粒时，静脉注射可被人体的网状内皮系统( (肝、脾肝、脾) )迅迅速消除，因此具有被动靶向的优良特性，可用作治疗细菌感染速消除，因此具有被动靶向的优良特性，可用作治疗细菌感染及溶酶体疾病，目前也多用于大分子多肽蛋白类药物的载体。及溶酶体疾病，目前也多用于大分子多肽蛋白类药物的载体。 6第二节第二节 淀粉及其衍生物淀粉及其衍生物 一、一、淀粉淀粉1淀粉的结构与性质淀粉的结构与性质 (1)结构结构 淀

11、粉淀粉是由一薄层蛋白包着的颗粒状存在于植物中的，颗粒内除是由一薄层蛋白包着的颗粒状存在于植物中的，颗粒内除含有含有75-80的支链淀粉的支链淀粉(amylopectin)外，还含有外，还含有20-25的直链淀粉的直链淀粉(amylose)。 支链淀粉称糖淀粉，直链淀粉又称胶淀粉。二者的结构单元均支链淀粉称糖淀粉，直链淀粉又称胶淀粉。二者的结构单元均为为D-吡喃型葡萄糖基。吡喃型葡萄糖基。 直链淀粉直链淀粉是葡萄糖基之间以是葡萄糖基之间以-1,4-苷键连接的线性多聚物。直苷键连接的线性多聚物。直链淀粉由于分子内氢键作用，链卷曲成螺旋形，每个螺旋圈大约链淀粉由于分子内氢键作用，链卷曲成螺旋形，每个

12、螺旋圈大约有有6个葡萄糖单元。个葡萄糖单元。 7直链淀粉化学结构式直链淀粉化学结构式 直链淀粉的分子构象直链淀粉的分子构象( (右手螺旋结构右手螺旋结构) ) 8 支链淀粉支链淀粉是一种高度分枝的大分子，各葡萄糖基单位之间以是一种高度分枝的大分子，各葡萄糖基单位之间以-1,4-苷键连接构成它的主链，在主链分枝处又通过苷键连接构成它的主链，在主链分枝处又通过-1,6-苷键苷键形成支链，分枝点的形成支链，分枝点的-1,6-糖苷键占总糖苷键的糖苷键占总糖苷键的45。支。支链淀粉的分子量较大，根据淀粉来源及分支程度的不同，平均链淀粉的分子量较大，根据淀粉来源及分支程度的不同，平均相对分子质量范围在相对

13、分子质量范围在1000万万2亿，相当于聚合度为亿，相当于聚合度为5万万100万。一般认为每隔万。一般认为每隔15个单元，就有一个个单元，就有一个-1,6-苷键接出的分支。苷键接出的分支。支链淀粉分子的形状犹如树枝状，小分支较多，估计至少在支链淀粉分子的形状犹如树枝状，小分支较多，估计至少在50个以上。个以上。 支链淀粉链型构象示意支链淀粉链型构象示意1-葡萄糖单位；葡萄糖单位；2-麦芽糖单位；麦芽糖单位；3-异麦芽糖单位异麦芽糖单位 4-1,6-糖苷键；糖苷键；5-1,4-糖苷键苷键糖苷键苷键9支链淀粉的化学结构支链淀粉的化学结构 淀粉的分子量及分子量分布主要与其来源有关，谷物淀粉的低淀粉的分

14、子量及分子量分布主要与其来源有关，谷物淀粉的低分子量部分含量较高，超过分子量部分含量较高，超过40%，其次为豆类、薯类淀粉则小于，其次为豆类、薯类淀粉则小于30%。 10 从玉米、木薯、马铃薯、绿豆、豌豆、荸荠、芭蕉芋等淀粉从玉米、木薯、马铃薯、绿豆、豌豆、荸荠、芭蕉芋等淀粉样品的分子量测定中发现，样品的分子量测定中发现，同一品种淀粉同一品种淀粉的的重均分子量基本相重均分子量基本相同同。 有研究表明，各种淀粉的重均分子量由大到小依次为：马铃薯有研究表明，各种淀粉的重均分子量由大到小依次为：马铃薯 木薯木薯 甘薯甘薯 葛根葛根 竹芋竹芋 藕粉藕粉 豌豆豌豆 绿豆绿豆 眉豆眉豆 荸荠荸荠 红豆红豆

15、 玉米玉米 小麦淀粉；小麦淀粉； 研究结果还表明，淀粉分子量分布不均匀，分散度多介于研究结果还表明，淀粉分子量分布不均匀，分散度多介于510之间，有相当数量在之间，有相当数量在1015之间，个别的分散度高达之间，个别的分散度高达19.84及及15.14，样品分散度样品分散度由大到小的排列为：块茎淀粉由大到小的排列为：块茎淀粉谷类淀粉谷类淀粉豆豆类淀粉类淀粉块根淀粉；块根淀粉；其次，同一品种的淀粉，不同产地的样品，其次，同一品种的淀粉，不同产地的样品，其分散度差别很大。其分散度差别很大。 淀粉分子量分布的不均匀性，以及同种淀粉不同样品间分散淀粉分子量分布的不均匀性，以及同种淀粉不同样品间分散度的

16、差异性，是度的差异性，是自然形成的自然形成的，无法控制，与合成有机高分子不，无法控制，与合成有机高分子不一样。一样。 11 根据根据偏振光偏振光测定淀粉颗粒发生的现象来看，淀粉粒内部构造测定淀粉颗粒发生的现象来看，淀粉粒内部构造与球晶体相似，它是由许多环层构成的，层内的针形微晶体与球晶体相似，它是由许多环层构成的，层内的针形微晶体( (又称微晶囊又称微晶囊) )排列成放射状，每一个微晶束，则是由长短不同排列成放射状，每一个微晶束，则是由长短不同的直链淀粉分子或支链淀粉的分枝互相平行排列，并由氢键联的直链淀粉分子或支链淀粉的分枝互相平行排列，并由氢键联系起来，形成大致有规则的束状体。系起来，形成

17、大致有规则的束状体。 另一方面，淀粉粒又和一般球晶体不同，它具有弹性变形现象。另一方面，淀粉粒又和一般球晶体不同，它具有弹性变形现象。因此，可以推想，有一部分分子链是因此，可以推想，有一部分分子链是以无定形的方式把微晶束联以无定形的方式把微晶束联系起来系起来。 可以说淀粉粒具有一种局部结晶的网状结构，其中起骨架作用可以说淀粉粒具有一种局部结晶的网状结构，其中起骨架作用的是巨大的支链分子，直链分子则可能有一部分单独包含在淀粉的是巨大的支链分子，直链分子则可能有一部分单独包含在淀粉粒中，但也有一部分分布在支链分子当中，与支链的分支混合构粒中，但也有一部分分布在支链分子当中，与支链的分支混合构成微晶

18、束成微晶束( (见下图见下图) )。 12淀粉粒的超大分子结构模型淀粉粒的超大分子结构模型A一直链淀粉；一直链淀粉；B一支链淀粉一支链淀粉 淀粉颗粒中的结晶区约为颗粒体积的淀粉颗粒中的结晶区约为颗粒体积的2550，其余为无，其余为无定形区。结晶区和无定形区并没有明显的界限，变化是渐进的。定形区。结晶区和无定形区并没有明显的界限，变化是渐进的。 13(2)性质性质 一般物性一般物性 a形态与物性常数形态与物性常数 玉米淀粉玉米淀粉为白色结晶性粉末，显微镜下观察其颗粒呈球状或为白色结晶性粉末，显微镜下观察其颗粒呈球状或多角形，平均粒径大小为多角形，平均粒径大小为1015m，堆密度堆密度0.462m

19、l-1，实密度实密度0.658ml-1，比表面积比表面积0.50.72m2.g-1，吸水后体积增加吸水后体积增加78。流。流动性不良，流动速度为动性不良，流动速度为10.811.7g.s-1。淀粉在于燥处且不受热淀粉在于燥处且不受热时，性质稳定。时，性质稳定。 b淀粉的溶解性、含水量与氢键作用力淀粉的溶解性、含水量与氢键作用力 淀粉淀粉的表面由于其葡萄糖单元的羟基排列于内侧，故其呈微的表面由于其葡萄糖单元的羟基排列于内侧，故其呈微弱的亲水性并能分散于水，弱的亲水性并能分散于水，2%的水混合液的水混合液pH为为5.56.5，与水，与水的接触角为的接触角为80.5o85.0 o；从溶解性看，淀粉不

20、溶于水、乙醇和从溶解性看，淀粉不溶于水、乙醇和乙醚等，但有一定的吸湿性，在常温常压下，淀粉有一定的平乙醚等，但有一定的吸湿性，在常温常压下，淀粉有一定的平衡水分，一般规定商业淀粉的含水量见下表。衡水分，一般规定商业淀粉的含水量见下表。 14商品淀粉中的水分含量商品淀粉中的水分含量 尽管淀粉含有如此高的水分，但却尽管淀粉含有如此高的水分，但却不显示潮湿不显示潮湿而是呈干燥而是呈干燥的粉末状，这主要是因为淀粉分子中葡萄糖单元存在的众多的粉末状，这主要是因为淀粉分子中葡萄糖单元存在的众多醇羟基与水分子相互作用形成氢键的缘故。醇羟基与水分子相互作用形成氢键的缘故。 不同淀粉的含水量存在差别，这是由于淀

21、粉分子中羟基自不同淀粉的含水量存在差别，这是由于淀粉分子中羟基自行缔合及与水分子缔合程度不同所致。行缔合及与水分子缔合程度不同所致。 15c淀粉的吸湿与解吸淀粉的吸湿与解吸 淀粉中含水量淀粉中含水量受空气湿度和温度变化影响受空气湿度和温度变化影响，阴雨天，空气中，阴雨天，空气中相对湿度高，淀粉含水量增加；天气干燥，则淀粉含水量减少。相对湿度高，淀粉含水量增加；天气干燥，则淀粉含水量减少。在一定的相对湿度和温度条件下，淀粉吸收水分与释放水分达在一定的相对湿度和温度条件下，淀粉吸收水分与释放水分达到平衡，此时淀粉所含的水分称平衡水分。在常温常压下，谷到平衡，此时淀粉所含的水分称平衡水分。在常温常压

22、下，谷类淀粉平衡水分为类淀粉平衡水分为1015，薯类为，薯类为1718。 用作稀释剂和崩解剂的淀粉，宜用平衡水分小的玉米淀粉。用作稀释剂和崩解剂的淀粉，宜用平衡水分小的玉米淀粉。淀粉中存在的水，分为淀粉中存在的水，分为自由水自由水和和结合水结合水两种状态。自由水保留两种状态。自由水保留在物体团粒间或孔隙内，仍具有普通水的性质，随环境湿度的在物体团粒间或孔隙内，仍具有普通水的性质，随环境湿度的变化而变化。这种水与吸附它的物质只是表面接触，它具有生变化而变化。这种水与吸附它的物质只是表面接触，它具有生理活性，可被微生物利用。结合水不再具有普通水性质，温度理活性，可被微生物利用。结合水不再具有普通水

23、性质，温度低于低于-25也不会结冰，不能被微生物利用。排除这部分水，就也不会结冰，不能被微生物利用。排除这部分水，就有可能改变物质的物理性质，在测定水分的过程中，这部分水有可能改变物质的物理性质，在测定水分的过程中，这部分水有可能被排除。有可能被排除。16d淀粉的水化、膨胀、糊化淀粉的水化、膨胀、糊化 淀粉颗粒中的淀粉分子有的处于淀粉颗粒中的淀粉分子有的处于有序态有序态(晶态晶态)，有的处于，有的处于无序无序态态(非晶态非晶态)，它们构成淀粉颗粒的结晶相和无定形相。无定形相，它们构成淀粉颗粒的结晶相和无定形相。无定形相是亲水的，进入水中就吸水，先是有限的颗粒膨胀，而后是整个是亲水的，进入水中就

24、吸水，先是有限的颗粒膨胀，而后是整个颗粒膨胀。颗粒膨胀。 在过量水中，淀粉加热至在过量水中，淀粉加热至6080时，则颗粒可逆地吸水膨时，则颗粒可逆地吸水膨胀，至某一温度时，整个颗粒突然大量膨化、破裂，晶体结构胀，至某一温度时，整个颗粒突然大量膨化、破裂，晶体结构消失，最终变成黏稠的糊，虽停止搅拌，也都会很快下沉，这消失，最终变成黏稠的糊，虽停止搅拌，也都会很快下沉，这种现象称为种现象称为淀粉的糊化淀粉的糊化，发生糊化所需的温度称为糊化温度。，发生糊化所需的温度称为糊化温度。 糊化温度因品种而异，玉米淀粉、马铃薯淀粉和小麦淀粉的糊化温度因品种而异，玉米淀粉、马铃薯淀粉和小麦淀粉的糊化温度范围较窄

25、，玉米淀粉糊化温度范围较窄，玉米淀粉6272，马铃薯淀粉，马铃薯淀粉5666。 糊化的本质是水分子进入淀粉粒中，结晶相和无定性相的淀糊化的本质是水分子进入淀粉粒中，结晶相和无定性相的淀粉分子之间的氢键断裂，破坏了缔合状态，分散在水中成为亲粉分子之间的氢键断裂，破坏了缔合状态，分散在水中成为亲水性的胶体溶液。水性的胶体溶液。直链淀粉直链淀粉占有比例大时，占有比例大时，糊化困难糊化困难，甚至置，甚至置高压锅内长时间处理也不溶解；高压锅内长时间处理也不溶解；支链淀粉支链淀粉占有比例大时，占有比例大时，较易较易使淀粉粒破裂使淀粉粒破裂。 17e淀粉的回生淀粉的回生(老化、凝沉老化、凝沉) 淀粉糊或淀粉

26、稀溶液在低温静置一定时间，会变成不透明的淀粉糊或淀粉稀溶液在低温静置一定时间，会变成不透明的凝胶或析出沉淀，这种现象称为回生或老化，形成的淀粉称为凝胶或析出沉淀，这种现象称为回生或老化，形成的淀粉称为回生淀粉回生淀粉(或或-淀粉淀粉)。 回生的本质是糊化的淀粉在温度降低时分子运动速度减慢，直回生的本质是糊化的淀粉在温度降低时分子运动速度减慢，直链淀粉分子和支链淀粉分子的分枝趋于平行排列，互相靠拢，彼链淀粉分子和支链淀粉分子的分枝趋于平行排列，互相靠拢，彼此以氢键结合，重新组成混合的微晶束此以氢键结合，重新组成混合的微晶束( (三维网状结构三维网状结构) )，它们与，它们与水的亲和力降低，故易从

27、水溶液中分离，浓度低时析出沉淀，浓水的亲和力降低，故易从水溶液中分离，浓度低时析出沉淀，浓度高时，由于氢键作用，糊化淀粉分子又自动排列成序，构成致度高时，由于氢键作用，糊化淀粉分子又自动排列成序，构成致密的三维网状结构，便形成凝胶体。密的三维网状结构，便形成凝胶体。 回生可视为糊化的逆转回生可视为糊化的逆转，但回生后不可能使淀粉又彻底复原成，但回生后不可能使淀粉又彻底复原成生淀粉的结构状态。回生的适宜温度为生淀粉的结构状态。回生的适宜温度为04，含水量在，含水量在3060的淀粉溶液易回生。的淀粉溶液易回生。 18水解反应水解反应 存在于淀粉分子中糖基之间的连接键存在于淀粉分子中糖基之间的连接键

28、-苷键，可以在酸或酶苷键，可以在酸或酶的催化下裂解，形成相应的水解产物，呈现多糖具备的水解性的催化下裂解，形成相应的水解产物，呈现多糖具备的水解性质。质。 a酸催化水解酸催化水解 淀粉与水加热即可引起分子的裂解；与无机酸共热时，可催化淀粉与水加热即可引起分子的裂解；与无机酸共热时，可催化开裂开裂所有所有苷键苷键(-1,4, -1,6)，水解是大分子逐步降解为小分子的水解是大分子逐步降解为小分子的过程，经历淀粉过程，经历淀粉糊精糊精低聚糖低聚糖麦芽糖麦芽糖葡萄糖，最终水解物葡萄糖，最终水解物是葡萄糖。糊精是淀粉低度水解的产物，是大分子低聚糖的碳水是葡萄糖。糊精是淀粉低度水解的产物，是大分子低聚糖

29、的碳水化合物，有分子大小之分，所用酸一般为稀硝酸。化合物，有分子大小之分，所用酸一般为稀硝酸。 b酶催化水解酶催化水解 淀粉在淀粉水解酶的催化下，可以进行淀粉在淀粉水解酶的催化下，可以进行选择性选择性水解反应。淀粉水解反应。淀粉水解酶是催化水解淀粉的一类酶的总称，主要包括水解酶是催化水解淀粉的一类酶的总称，主要包括-淀粉酶淀粉酶、-淀粉酶淀粉酶、葡萄糖淀粉酶葡萄糖淀粉酶和和脱支酶脱支酶。 19 -淀粉酶淀粉酶(属内切酶属内切酶)作用于淀粉时，从淀粉内部以作用于淀粉时，从淀粉内部以随机随机方式方式选择性开裂选择性开裂-1,4-苷键，得到麦芽糖、带有苷键，得到麦芽糖、带有-1,6-苷键的糊精苷键的

30、糊精(称极限糊精称极限糊精)和葡萄糖等水解产物；和葡萄糖等水解产物； -淀粉酶淀粉酶是一种外切型淀粉酶，它作用于淀粉时从非还原是一种外切型淀粉酶，它作用于淀粉时从非还原性末端依次切开性末端依次切开相隔的相隔的-1,4-苷键，水解产物全为麦芽糖；苷键，水解产物全为麦芽糖； 葡萄糖淀粉酶葡萄糖淀粉酶对淀粉的水解作用与对淀粉的水解作用与-淀粉酶相似，也是从淀淀粉酶相似，也是从淀粉的非还原端开始，依次水解粉的非还原端开始，依次水解-1,4-苷键，使葡萄糖单元以苷键，使葡萄糖单元以单单个形式个形式剥脱。此外，该酶的专一性较差，还能水解剥脱。此外，该酶的专一性较差，还能水解-1,6-苷键，苷键，故水解终产

31、物只有葡萄糖；故水解终产物只有葡萄糖； 脱支酶脱支酶是水解是水解-1,6-苷键的酶。苷键的酶。20显色显色 淀粉和糊精分子都具有螺旋结构，每淀粉和糊精分子都具有螺旋结构，每6个葡萄糖基组成的螺旋个葡萄糖基组成的螺旋内径与碘内径与碘碘负离子碘负离子(I2I-)直径大小匹配，当其与碘试液作用时，直径大小匹配，当其与碘试液作用时，I2I-进入螺旋通道，形成有色包结物。螺旋结构长，包结的碘进入螺旋通道，形成有色包结物。螺旋结构长，包结的碘碘负离子多，颜色加深，故直链淀粉与碘负离子多，颜色加深，故直链淀粉与KII2作用呈作用呈蓝色蓝色，支，支链淀粉呈链淀粉呈紫红色紫红色。加热显色溶液，螺旋圈伸展成线性，

32、颜色褪。加热显色溶液，螺旋圈伸展成线性，颜色褪去，冷却后螺旋结构恢复，颜色重现。去，冷却后螺旋结构恢复，颜色重现。 2淀粉的来源、加工与物理改性淀粉的来源、加工与物理改性 (1)淀粉的来源淀粉的来源 淀粉是植物经光合作用生成的多聚葡萄糖的天然高分子化合淀粉是植物经光合作用生成的多聚葡萄糖的天然高分子化合物，广泛存在于绿色植物的须根和种子中，根据植物种类、部物，广泛存在于绿色植物的须根和种子中，根据植物种类、部位、含量不同，各以特有形状的淀粉粒而存在。在玉米、麦和位、含量不同，各以特有形状的淀粉粒而存在。在玉米、麦和米中，淀粉约含米中，淀粉约含75以上，马铃薯、甘薯和许多豆类中淀粉含以上，马铃薯

33、、甘薯和许多豆类中淀粉含量也很多。量也很多。 21 淀粉按其来源可分为：淀粉按其来源可分为：谷类淀粉谷类淀粉( (有玉米淀粉、小麦淀粉、稻有玉米淀粉、小麦淀粉、稻米淀粉等米淀粉等) )、薯类淀粉薯类淀粉( (有木薯淀粉、马铃薯淀粉、甘薯淀粉等有木薯淀粉、马铃薯淀粉、甘薯淀粉等) )、豆类淀粉豆类淀粉( (有绿豆淀粉、豌豆淀粉、红豆淀粉、眉豆淀粉等有绿豆淀粉、豌豆淀粉、红豆淀粉、眉豆淀粉等) )以以及及果蔬类淀粉果蔬类淀粉( (藕淀粉、荸荠淀粉等藕淀粉、荸荠淀粉等) )等。等。 药用淀粉药用淀粉主要以谷物淀粉中的主要以谷物淀粉中的玉米淀粉玉米淀粉为主，我国药用淀粉为主，我国药用淀粉年产量在万吨以

34、上。尽管出现了大量化学合成的高分子辅料，年产量在万吨以上。尽管出现了大量化学合成的高分子辅料，但淀粉目前仍然是主要的药用辅料，因为它具有无毒无味、价但淀粉目前仍然是主要的药用辅料，因为它具有无毒无味、价格低廉、来源广泛、供应十分稳定等许多优越的特点。格低廉、来源广泛、供应十分稳定等许多优越的特点。 22(2)淀粉的加工制备和玉米淀粉淀粉的加工制备和玉米淀粉 制备药用淀粉首先应选取具有工业化生产价值的原料，再根制备药用淀粉首先应选取具有工业化生产价值的原料，再根据淀粉在原料中的存在形式，拟定合理的工艺路线。据淀粉在原料中的存在形式，拟定合理的工艺路线。 含淀粉的农产品很多，但并不是都适用于大规模

35、工业化生产。含淀粉的农产品很多，但并不是都适用于大规模工业化生产。作为规模生产淀粉的原料必须满足以下条件：作为规模生产淀粉的原料必须满足以下条件：淀粉含量高、产淀粉含量高、产量大、副产品利用率高量大、副产品利用率高；原料易加工、贮藏和销售原料易加工、贮藏和销售；价廉价廉；不与人争口粮不与人争口粮。 欧美国家主要以欧美国家主要以玉米、木薯、高梁玉米、木薯、高梁为原料；日本主要是利用为原料；日本主要是利用玉米或甘薯玉米或甘薯为原料生产淀粉，中国主要以为原料生产淀粉，中国主要以玉米、马铃薯、木薯、玉米、马铃薯、木薯、甘薯甘薯为原料生产淀粉。为原料生产淀粉。 23 淀粉在植物体中是和蛋白质、脂肪、纤维

36、素、无机盐及其他淀粉在植物体中是和蛋白质、脂肪、纤维素、无机盐及其他物质连在一起共存的，要得到满足药用级的高质量淀粉，必须物质连在一起共存的，要得到满足药用级的高质量淀粉，必须选取合理的分离纯化工艺，尽可能地选取合理的分离纯化工艺，尽可能地除去除去与淀粉共存的与淀粉共存的蛋白质蛋白质、脂肪脂肪、纤维素纤维素、无机盐无机盐等杂质。等杂质。 中国玉米淀粉生产工艺简介中国玉米淀粉生产工艺简介 工艺流程工艺流程 玉米淀粉玉米淀粉的生产主要是物理过程，有的生产主要是物理过程，有干法干法和和湿法湿法两种工艺。两种工艺。一般获得纯净的玉米淀粉多采用湿法工艺生产，操作上采取封一般获得纯净的玉米淀粉多采用湿法工

37、艺生产，操作上采取封闭式流程，其特点是新鲜水用量少，干物质损耗低，污染少。闭式流程，其特点是新鲜水用量少，干物质损耗低，污染少。玉米淀粉的湿法封闭式生产工艺流程如下图所示。玉米淀粉的湿法封闭式生产工艺流程如下图所示。 24湿法玉米淀粉生产工艺流程湿法玉米淀粉生产工艺流程 25操作过程操作过程 湿法加工传统的方法是用湿法加工传统的方法是用H2SO3浸泡浸泡玉米，这是由于亚硫酸能玉米，这是由于亚硫酸能迅速钝化玉米粒生理活动，加速籽粒膨胀，促进乳酸菌繁殖产酸，迅速钝化玉米粒生理活动，加速籽粒膨胀，促进乳酸菌繁殖产酸，防止腐败霉变，实现淀粉与蛋白及其他组分的有效分离，但所得防止腐败霉变，实现淀粉与蛋白

38、及其他组分的有效分离，但所得淀粉中蛋白质偏高。其工艺过程有以下几部分。淀粉中蛋白质偏高。其工艺过程有以下几部分。 a原料预处理原料预处理 将玉米置于振动筛，风力吸尘、筛出石块、泥土等大小机械将玉米置于振动筛，风力吸尘、筛出石块、泥土等大小机械杂质，再经电磁分离机除铁片、金属碎片，水洗除黄曲霉菌、杂质，再经电磁分离机除铁片、金属碎片，水洗除黄曲霉菌、灰分、无机盐等杂质，得初步净化的湿玉米。灰分、无机盐等杂质，得初步净化的湿玉米。 b浸泡浸泡 置湿玉米于浸泡罐中，按置湿玉米于浸泡罐中，按0.20.3的亚硫酸的亚硫酸:干玉米干玉米=(1.21.4):1(质量比质量比)投料比加入亚硫酸水溶液，在投料比

39、加入亚硫酸水溶液，在4855浸泡浸泡4050h，使玉米软化并除去可溶性杂质矿物质、蛋白质和糖等。使玉米软化并除去可溶性杂质矿物质、蛋白质和糖等。 26c破碎与胚芽分离破碎与胚芽分离 将浸泡软化后的湿玉米用脱胚机破碎，经一次和二次漩流分将浸泡软化后的湿玉米用脱胚机破碎，经一次和二次漩流分离器分去胚芽离器分去胚芽(供榨玉米油供榨玉米油)，得淀粉混悬液浆料。，得淀粉混悬液浆料。 d细研磨细研磨 取经漩流分离器分离出胚芽后的稀浆料，过压力曲筛，筛下取经漩流分离器分离出胚芽后的稀浆料，过压力曲筛，筛下物为粗淀粉乳，筛上物用冲击磨物为粗淀粉乳，筛上物用冲击磨(针磨针磨)进行细磨，使与纤维素进行细磨，使与纤

40、维素连接的淀粉最大限度地游离出，得细磨浆料连接的淀粉最大限度地游离出，得细磨浆料(粗淀粉乳粗淀粉乳)。 e纤维素分离、洗涤、干燥纤维素分离、洗涤、干燥 细磨后的浆料进纤维洗涤槽，经压力益筛筛分，筛上物为纤维细磨后的浆料进纤维洗涤槽，经压力益筛筛分，筛上物为纤维素素(经螺旋挤压机脱水后进纤维饲料工序经螺旋挤压机脱水后进纤维饲料工序)，筛下物为粗淀粉乳。，筛下物为粗淀粉乳。合并合并d、e所得粗淀粉乳，进入淀粉分离工序。所得粗淀粉乳，进入淀粉分离工序。 f分离、脱水、干燥分离、脱水、干燥 将粗淀粉乳经除砂器、回转过滤器，进入分离麸质将粗淀粉乳经除砂器、回转过滤器，进入分离麸质(含蛋白质含蛋白质)和淀

41、粉的主分离机、旋风分离器，除去蛋白质，得含水和淀粉的主分离机、旋风分离器，除去蛋白质，得含水60、含、含蛋白低于蛋白低于0.35的精淀粉乳，经卧式刮刀离心机脱水，气流干燥的精淀粉乳，经卧式刮刀离心机脱水，气流干燥机干燥，粉碎过筛可得水分机干燥，粉碎过筛可得水分13的淀粉。的淀粉。 27(3)淀粉的物理结构改性与胶化淀粉淀粉的物理结构改性与胶化淀粉 淀粉的糊化与淀粉的糊化与化淀粉化淀粉 目前，药用淀粉的物理结构改性几乎都是借助淀粉的亲水性实目前，药用淀粉的物理结构改性几乎都是借助淀粉的亲水性实现其聚集态结构的变化，从而获得新的和更好的应用性能。现其聚集态结构的变化，从而获得新的和更好的应用性能。

42、 利用淀粉在糊化温度时分散在水中，最终变成黏稠的淀粉糊这利用淀粉在糊化温度时分散在水中，最终变成黏稠的淀粉糊这一特性，将新鲜制备的糊化淀粉浆脱水干燥处理，可得易分散于一特性，将新鲜制备的糊化淀粉浆脱水干燥处理，可得易分散于冷水的无定性粉末，即可溶性冷水的无定性粉末，即可溶性-淀粉淀粉。-淀粉是糊化后的淀粉，淀粉是糊化后的淀粉，速溶淀粉制品制造原理就是使淀粉速溶淀粉制品制造原理就是使淀粉化化。 28淀粉的预胶化与部分淀粉的预胶化与部分化淀粉化淀粉 预胶化淀粉又称预胶化淀粉又称部分部分化淀粉化淀粉、可压性淀粉可压性淀粉，它是淀粉经物，它是淀粉经物理或化学改性，在有水存在的情况下，淀粉粒理或化学改性

43、，在有水存在的情况下，淀粉粒全部或部分破全部或部分破坏的产物坏的产物。 药用级部分预胶化淀粉有两种制备方法，药用级部分预胶化淀粉有两种制备方法，一种一种是在符合是在符合GMP要求的设备中，投入药用淀粉，加水混匀，控制反应釜要求的设备中，投入药用淀粉，加水混匀，控制反应釜温度在温度在35以下，破坏淀粉颗粒结构，经部分脱水制得至含以下，破坏淀粉颗粒结构，经部分脱水制得至含水量降至水量降至1014即得；即得； 另一种另一种制法是将淀粉的水混悬液制法是将淀粉的水混悬液(42)加热至加热至6272，使淀粉粒破坏，间或加入少量凝胶化促进剂以及表面活性剂，使淀粉粒破坏，间或加入少量凝胶化促进剂以及表面活性剂

44、，以减少干燥时黏结，混悬液经鼓形干燥器干燥，粉碎即得。以减少干燥时黏结，混悬液经鼓形干燥器干燥，粉碎即得。29 预胶化淀粉预胶化淀粉是淀粉经物理改性制成的，与淀粉比较，它只改是淀粉经物理改性制成的，与淀粉比较，它只改变了物理性质，而原有的化学结构无变化，内含直链淀粉和支变了物理性质，而原有的化学结构无变化，内含直链淀粉和支链淀粉。它既具有天然淀粉的特点，又有其特殊的优异性能。链淀粉。它既具有天然淀粉的特点，又有其特殊的优异性能。国外预胶化淀粉商品如国外预胶化淀粉商品如Starch RX 1500(美国美国Colorcon公司公司)中含中含有有5的游离态直链淀粉，的游离态直链淀粉，15的游离态支

45、链淀粉，的游离态支链淀粉，80%非游离非游离态淀粉，将这三种不同物理状态的淀粉配合，形成其特殊的性态淀粉，将这三种不同物理状态的淀粉配合，形成其特殊的性能。能。 预胶化淀粉预胶化淀粉是一种中等粗至细的白色或类白色粉末，有不同等是一种中等粗至细的白色或类白色粉末，有不同等级，外观粗细不一，其外部形状依据制法不同呈片状或边缘不整级，外观粗细不一，其外部形状依据制法不同呈片状或边缘不整的凝聚体粒状。扫描电镜观察，预胶化淀粉的表面形态不规则，的凝聚体粒状。扫描电镜观察，预胶化淀粉的表面形态不规则，并呈现裂隙、凹隙等，此种结构有利于粉末压片时颗粒的相互啮并呈现裂隙、凹隙等，此种结构有利于粉末压片时颗粒的

46、相互啮合。预胶化淀粉含水量一般为合。预胶化淀粉含水量一般为10-13，但对湿敏感的药物并，但对湿敏感的药物并无明显的影响。无明显的影响。 30 预胶化淀粉预胶化淀粉不溶于有机溶剂，微溶以至可溶于冷水，冷水不溶于有机溶剂，微溶以至可溶于冷水，冷水中可溶物为中可溶物为1020，其，其10水混悬液水混悬液pH=4570。国国产预胶化淀粉，休止角为产预胶化淀粉，休止角为36.56o；松密度为松密度为0.500.60g/m1；粒度分布：无大于粒度分布：无大于80目者、大于目者、大于120目者占目者占5，95通过通过120目。目。 预胶化淀粉预胶化淀粉的吸湿性与淀粉相似，的吸湿性与淀粉相似，25及相对湿度

47、为及相对湿度为65时，时，平衡吸湿量为平衡吸湿量为13，由于其具有保湿作用，与易吸水变质的药，由于其具有保湿作用，与易吸水变质的药物配伍比较稳定。物配伍比较稳定。 预胶化淀粉预胶化淀粉的安全性很高，至今尚未发现其有任何毒副作用的的安全性很高，至今尚未发现其有任何毒副作用的报道。报道。 31(4)淀粉的水解与糊精淀粉的水解与糊精 淀粉水解是大分子逐步降解为小分子的过程，这个过程的中间淀粉水解是大分子逐步降解为小分子的过程，这个过程的中间产物总称为产物总称为糊精糊精，糊精分子有大小之分，根据它们遇碘一碘化钾，糊精分子有大小之分，根据它们遇碘一碘化钾溶液产生的颜色不同，分为溶液产生的颜色不同，分为蓝

48、糊精蓝糊精、红糊精红糊精和和无色糊精无色糊精等，其相等，其相对分子质量由对分子质量由4.5103-8.5104不等，在药制剂中应用的糊精有不等，在药制剂中应用的糊精有白白糊精糊精和和黄糊精黄糊精。 糊精的制法是在干燥状态下将淀粉水解，其过程有四步：糊精的制法是在干燥状态下将淀粉水解，其过程有四步：酸酸化化、预干燥预干燥、糊精化糊精化及及冷却冷却。生产时，加热温度不得过高，酸。生产时，加热温度不得过高，酸在淀粉中的分布应保证均匀，一般用在淀粉中的分布应保证均匀，一般用0.05-0.15的硝酸喷雾，的硝酸喷雾，由于淀粉原料一般含水分为由于淀粉原料一般含水分为10-18，故需预干燥，在此过程，故需预

49、干燥，在此过程要保持加热温度均匀要保持加热温度均匀(用蒸汽夹层或油夹层加热用蒸汽夹层或油夹层加热)，并可在容器，并可在容器上方吹热风以加速除去挥发物及水分。上方吹热风以加速除去挥发物及水分。 32 淀粉转化成糊精可因用淀粉转化成糊精可因用酸量酸量、加热温度加热温度及及淀粉含水量淀粉含水量等不同，等不同，而得不同黏度的产品。而得不同黏度的产品。 糊精糊精为白色、淡黄色粉末，堆密度为为白色、淡黄色粉末，堆密度为0.80g/cm。，。，实密度为实密度为0.91g/cm。，。，熔点熔点178(并伴随分解并伴随分解)，含水量，含水量5(质量比质量比)，不，不溶于乙醇溶于乙醇(95)、乙醚，缓缓溶于水，国

50、内习惯上称高黏度糊、乙醚，缓缓溶于水，国内习惯上称高黏度糊精者，其水溶物约为精者，其水溶物约为80。糊精易溶于热水，水溶液煮沸变稀，。糊精易溶于热水，水溶液煮沸变稀，呈胶浆状，放冷黏度增加，显触变性，原因是糊精中含有生产呈胶浆状，放冷黏度增加，显触变性，原因是糊精中含有生产时残留的微量无机酸。在干燥态或制成胶浆后黏度缓缓下降。时残留的微量无机酸。在干燥态或制成胶浆后黏度缓缓下降。本品应放置在阴凉、干燥处密闭保存。本品应放置在阴凉、干燥处密闭保存。 333. 淀粉及聚集态结构变化的淀粉在药物制剂中的应用淀粉及聚集态结构变化的淀粉在药物制剂中的应用 淀粉及聚集态结构变化的淀粉在药物制剂中，主要用作

51、片剂淀粉及聚集态结构变化的淀粉在药物制剂中，主要用作片剂的的稀释剂稀释剂、崩解剂崩解剂、黏合剂黏合剂、助流剂助流剂，崩解剂用量为，崩解剂用量为3%-15，黏合剂用量为黏合剂用量为5-25。淀粉虽安全无毒，但作为药用则不得。淀粉虽安全无毒，但作为药用则不得检出大肠杆菌，检出大肠杆菌，1g淀粉含霉菌应在淀粉含霉菌应在100个以下，杂菌不得多于个以下，杂菌不得多于1000个。个。 (1)(1)淀粉淀粉 淀粉的表面由于其葡萄糖单元的羟基排列于内侧，故其呈淀粉的表面由于其葡萄糖单元的羟基排列于内侧，故其呈微微弱的亲水性弱的亲水性并能分散于水，淀粉不溶于水、乙醇和乙醚等，但并能分散于水，淀粉不溶于水、乙醇

52、和乙醚等，但吸湿性很强，在常温常压下，淀粉有一定的平衡水分，谷类淀吸湿性很强，在常温常压下，淀粉有一定的平衡水分，谷类淀粉为粉为10%-12%，薯类淀粉为，薯类淀粉为17-18。淀粉的性质稳定，但。淀粉的性质稳定，但可可压缩性差压缩性差，难以成型，常与适量的糖粉或糊精混合使用以增加，难以成型，常与适量的糖粉或糊精混合使用以增加黏性并使硬度增加。黏性并使硬度增加。 34 淀粉对易水溶性药物的崩解作用差，可溶性药物遇水溶解产淀粉对易水溶性药物的崩解作用差，可溶性药物遇水溶解产生浓度差，使片剂外面的水不易通过溶液层面透人片剂内部致生浓度差，使片剂外面的水不易通过溶液层面透人片剂内部致使内部淀粉无法吸

53、水膨胀，因此使内部淀粉无法吸水膨胀，因此，淀粉作为崩解剂对易水溶性淀粉作为崩解剂对易水溶性药物是不合适的药物是不合适的。 制备中药干浸膏成分的中药制剂制备中药干浸膏成分的中药制剂( (如片剂、胶囊剂、散剂、冲如片剂、胶囊剂、散剂、冲剂、丸剂和颗粒剂等剂、丸剂和颗粒剂等) )时，为了解决难以干燥的问题，加入淀粉时，为了解决难以干燥的问题，加入淀粉吸水辅料，可较好地解决稠膏的干燥问题。吸水辅料，可较好地解决稠膏的干燥问题。 (2)预胶化淀粉预胶化淀粉 预胶化淀粉是美国药典、英国药典、日本药局外规预胶化淀粉是美国药典、英国药典、日本药局外规(都已收都已收载的药用辅料，中国于载的药用辅料，中国于198

54、9年批准使用。年批准使用。 与天然淀粉和微晶纤维素相比，它具有以下特征：与天然淀粉和微晶纤维素相比，它具有以下特征： 流动性流动性( (无论干湿无论干湿) )好好，并有黏合作用，可增加片剂硬度。，并有黏合作用，可增加片剂硬度。可压性好可压性好，适用于全粉末压片。，适用于全粉末压片。具自我润滑作用具自我润滑作用，减少片剂从模圈顶出的力量。，减少片剂从模圈顶出的力量。良好的崩解性质良好的崩解性质。 35作作为为一一种种新新型型药药用用辅辅料料，预预胶胶化化淀淀粉粉在在药药物物制制剂剂领领域域有有下下述述多方面用途。多方面用途。预预胶胶化化淀淀粉粉由由于于其其中中游游离离态态支支链链淀淀粉粉润润湿湿

55、后后的的巨巨大大溶溶胀胀作作用用和和非非游游离离态态部部分分的的变变形形复复原原作作用用，因因此此具具有有良良好好的的黏黏合合性性、可可压压性性、促促进进崩崩解解和和溶溶出出性性能能，且且其其崩崩解解作作用用不不受受崩崩解解液液pH的影响。的影响。改善药物溶出作用改善药物溶出作用，有利于生物利用度的提高。，有利于生物利用度的提高。改善成粒性能改善成粒性能，加水后有适度黏着性，故适于流化床制粒，加水后有适度黏着性，故适于流化床制粒，高速搅拌制粒，并有利于均匀粒度，成粒容易。高速搅拌制粒，并有利于均匀粒度，成粒容易。 值得注意的是，采用预胶化淀粉作为直接压片的干燥黏合剂，值得注意的是，采用预胶化淀

56、粉作为直接压片的干燥黏合剂，应应尽量不用或少用尽量不用或少用(用量不可超过用量不可超过0.5)硬脂酸镁为润滑剂硬脂酸镁为润滑剂，以，以免产生软化效应，影响片剂的硬度。免产生软化效应，影响片剂的硬度。 36国国外外已已出出现现的的-淀淀粉粉，是是将将淀淀粉粉加加水水用用高高压压力力物物理理改改性性制制备备的的一一种种变变性性淀淀粉粉，它它可可使使淀淀粉粉溶溶解解度度，压压制制品品的的淀淀解解度度、崩崩解解度度、结合性和硬度等都大大改善。结合性和硬度等都大大改善。-淀粉淀粉是全预胶化淀粉的一种，在药剂学中只作黏合剂用。是全预胶化淀粉的一种，在药剂学中只作黏合剂用。 (3)糊糊精精 糊精在药剂学中可

57、作为片剂或胶囊剂的糊精在药剂学中可作为片剂或胶囊剂的稀释剂稀释剂、片剂的、片剂的黏合黏合剂剂，也可作为口服液体制剂或混悬剂的，也可作为口服液体制剂或混悬剂的增黏剂增黏剂。 但制成的片剂释放性能差，对主药含量测定有干扰。但制成的片剂释放性能差，对主药含量测定有干扰。 37(二二)淀粉的衍生物淀粉的衍生物 1淀粉衍生物的结构、性质与制备淀粉衍生物的结构、性质与制备 淀粉链结构上的醇羟基除了使之具有亲水性外，还能够使之淀粉链结构上的醇羟基除了使之具有亲水性外，还能够使之与一般醇类与一般醇类(如甲醇，乙醇如甲醇，乙醇)一样能进行一样能进行酯化酯化或或醚化醚化反应，并得反应，并得到相应衍生物。用于药物制

58、剂的淀粉衍生物主要有：到相应衍生物。用于药物制剂的淀粉衍生物主要有：羧甲基淀羧甲基淀粉钠粉钠(sodium carboxymethylstarch，CMS-Na)、羟乙基淀粉羟乙基淀粉以以及及交联淀粉交联淀粉等。等。 (1)羧甲基淀粉钠羧甲基淀粉钠 羧甲基淀粉钠羧甲基淀粉钠又称又称乙醇酸钠淀粉乙醇酸钠淀粉，为聚，为聚-葡萄糖的羧甲基醚，葡萄糖的羧甲基醚，羧甲基淀粉钠含钠量应低于羧甲基淀粉钠含钠量应低于10%，一般为，一般为2.8%-4.5%，取代度为，取代度为0.5，其结构式如下。，其结构式如下。 38 羧甲基淀粉钠为羧甲基淀粉钠为白色至类白色白色至类白色自由流动的粉末，无臭、无味，自由流动的

59、粉末，无臭、无味，松密度为松密度为0.75g/cm3，镜检镜检呈椭圆或球形呈椭圆或球形颗粒，直径颗粒，直径30-100m。 羧甲基淀粉钠常温下能分散于水，形成凝胶，在醇中溶解度羧甲基淀粉钠常温下能分散于水，形成凝胶，在醇中溶解度约约2 ，不溶于其他有机溶剂。，不溶于其他有机溶剂。 羧甲基淀粉钠羧甲基淀粉钠对碱及弱酸稳定对碱及弱酸稳定，对较强的酸不稳定，对较强的酸不稳定，1的水的水溶液溶液pH=6.77.1，不易腐败变质。不易腐败变质。 羧甲基淀粉钠具有羧甲基淀粉钠具有较强的吸水性及吸水膨胀性较强的吸水性及吸水膨胀性，一般含水量，一般含水量在在10%以下，以下，25及相对湿度为及相对湿度为70时

60、的平衡吸湿量为时的平衡吸湿量为25，在水中的体积能膨胀在水中的体积能膨胀300倍。倍。 市售品有不同黏度等级。市售品有不同黏度等级。2的混悬液的混悬液pH=5.57.5时黏度最大时黏度最大而稳定。而稳定。pH10时，黏度下降。时，黏度下降。 39羧甲基淀粉钠系由羧甲基淀粉钠系由淀粉淀粉在在碱碱存在下与存在下与一氯醋酸一氯醋酸作用而制得：作用而制得： 按反应物料状态及所采用的反应介质可分为按反应物料状态及所采用的反应介质可分为干法干法、水溶液法水溶液法及及有机溶剂法有机溶剂法。 40水溶液法实验室的合成例：水溶液法实验室的合成例： 在配备有恒温水浴锅、搅拌器、温度计和冷凝器的在配备有恒温水浴锅、

61、搅拌器、温度计和冷凝器的250ml三颈三颈烧瓶内，将烧瓶内，将30g马铃薯淀粉分散于马铃薯淀粉分散于120ml的的蒸馏水蒸馏水中，加入适量中，加入适量氢氧化钠氢氧化钠作作催化剂催化剂，待搅拌分散均匀后，加入，待搅拌分散均匀后，加入4.8ml环氧氯丙烷环氧氯丙烷，3040下交联反应下交联反应1016h，反应毕，中和、过滤，每次用蒸反应毕，中和、过滤，每次用蒸馏水馏水100ml洗涤三次，洗涤三次，80烘干，粉碎，得烘干，粉碎，得交联淀粉交联淀粉。 在上述同样装置中，将前面所制交联淀粉分散于在上述同样装置中，将前面所制交联淀粉分散于120ml 85%乙乙醇醇中，待搅拌分散均匀，加入中，待搅拌分散均匀

62、，加入4.5g氢氧化钠氢氧化钠，40下碱化下碱化1.0h，再加入再加入5.0g氯乙酸氯乙酸，5055下反应下反应48h，反应毕，中和、过滤，反应毕，中和、过滤，每次用每次用85乙醇乙醇100ml洗涤三次，洗涤三次，80烘干，粉碎，过烘干，粉碎，过240目筛得目筛得白色粉末产品白色粉末产品。 41(2)交联淀粉与淀粉微粒交联淀粉与淀粉微粒 从淀粉原料到淀粉微粒，主要是靠从淀粉原料到淀粉微粒，主要是靠交联剂交联剂的介入。的介入。 交联剂一般是小分子化合物，能被生物体所接受。交联剂一般是小分子化合物，能被生物体所接受。 常用的交联剂有：常用的交联剂有：环氧氯丙烷环氧氯丙烷、偏磷酸盐偏磷酸盐、乙二酸盐

63、乙二酸盐、丙烯丙烯酰类化合物酰类化合物等。等。 淀粉微粒因颗粒度的大小不同而有微球、纳米粒之分。淀粉微粒因颗粒度的大小不同而有微球、纳米粒之分。 环氧氯丙烷与淀粉的交联反应是在碱性条件下进行，其主要反环氧氯丙烷与淀粉的交联反应是在碱性条件下进行，其主要反应如下。应如下。 NaOH+HCl=NaCl+H2O 现有的合成淀粉微球的方法主要有：现有的合成淀粉微球的方法主要有：先在淀粉链上引入一先在淀粉链上引入一个不饱和的侧链，然后将此侧链交联聚合；个不饱和的侧链，然后将此侧链交联聚合；直接采用交联剂直接采用交联剂与淀粉链上的羟基反应交联成球。与淀粉链上的羟基反应交联成球。 42(3)羟乙基淀羟乙基淀

64、粉粉 羟乙基淀粉的制备方法有羟乙基淀粉的制备方法有淀粉与环氧乙烷的碱催化反应法淀粉与环氧乙烷的碱催化反应法和和淀淀粉与氯乙醇反应法粉与氯乙醇反应法，反应式如下：，反应式如下： 按照制备的工艺条件不同，可以制得不同取代度的羟乙基淀粉。按照制备的工艺条件不同，可以制得不同取代度的羟乙基淀粉。羟乙基淀粉的糊液黏度稳定。透明性好，黏胶力强；其醚键对酸、羟乙基淀粉的糊液黏度稳定。透明性好，黏胶力强；其醚键对酸、碱、热和氧化剂作用的稳定性好。碱、热和氧化剂作用的稳定性好。 432淀粉衍生物在药物制剂中的应用淀粉衍生物在药物制剂中的应用 (1)羧甲基淀粉羧甲基淀粉钠钠 羧甲基淀粉钠为无毒安全的口服辅料，其吸

65、水膨胀系数高达羧甲基淀粉钠为无毒安全的口服辅料，其吸水膨胀系数高达200300，具有良好的可压性，可作为片剂的，具有良好的可压性，可作为片剂的赋成型剂赋成型剂、崩解崩解剂剂和和微胶囊微胶囊。 用于直接压制片剂，可改善片剂的成型性，增加片剂的硬度用于直接压制片剂，可改善片剂的成型性，增加片剂的硬度而不影响其崩解性，用量一般为而不影响其崩解性，用量一般为4%8%； 羧甲淀粉钠可导致片剂的羧甲淀粉钠可导致片剂的速崩速崩，还可加快药物的溶出，是速，还可加快药物的溶出，是速崩制剂优良的崩解剂。崩制剂优良的崩解剂。 44(2)羟乙基淀粉羟乙基淀粉羟乙基淀粉在药制剂工业的用途如下：羟乙基淀粉在药制剂工业的用

66、途如下：用作冷冻时用作冷冻时血红细胞的保护剂血红细胞的保护剂。羟乙基淀粉可防止红细胞在。羟乙基淀粉可防止红细胞在冷冻和融解过程中发生溶血现象，比甘油和二甲基亚砜效果好，冷冻和融解过程中发生溶血现象，比甘油和二甲基亚砜效果好，可保护细胞表面，易于洗除。可保护细胞表面，易于洗除。 与二甲基亚砜复配可作为与二甲基亚砜复配可作为骨髓的良好冷冻保护剂骨髓的良好冷冻保护剂。 (3)交联淀交联淀粉粉 交联淀粉的颗粒形状仍与原淀粉相同，但其交联化学键的强交联淀粉的颗粒形状仍与原淀粉相同，但其交联化学键的强度远大于原淀粉分子中的氢键，它增强颗粒结构的强度，抑制度远大于原淀粉分子中的氢键，它增强颗粒结构的强度，抑制颗粒膨胀、破裂和黏度下降，使交联淀粉具有较高的冷冻稳定颗粒膨胀、破裂和黏度下降，使交联淀粉具有较高的冷冻稳定性和冻融稳定性。性和冻融稳定性。 交联淀粉能耐酸、碱和剪切力，冻融稳定性好，可广泛用作交联淀粉能耐酸、碱和剪切力，冻融稳定性好，可广泛用作食品工业的增稠剂食品工业的增稠剂。 45