ในประวัติศาสตร์ของแคปซูลที่มีอายุนับศตวรรษ เจลาตินยังคงรักษาตำแหน่งที่เป็นวัสดุแคปซูลกระแสหลักมาโดยตลอด เนื่องจากแหล่งที่มาที่หลากหลาย คุณสมบัติทางกายภาพและทางเคมีที่เสถียร และประสิทธิภาพการประมวลผลที่ยอดเยี่ยม ด้วยความนิยมที่เพิ่มขึ้นของผู้คนต่อแคปซูล แคปซูลกลวงจึงถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในด้านอาหาร ยา และผลิตภัณฑ์ดูแลสุขภาพ
อย่างไรก็ตาม การเกิดและการแพร่กระจายของโรควัวบ้าและโรคปากและเท้าเปื่อยทำให้เกิดความกังวลเกี่ยวกับผลิตภัณฑ์ที่ได้จากสัตว์ วัตถุดิบที่ใช้บ่อยที่สุดสำหรับเจลาตินคือวัวและกระดูกหมูและหนัง และความเสี่ยงของเจลาตินได้ดึงดูดความสนใจของผู้คนทีละน้อย เพื่อลดความเสี่ยงด้านความปลอดภัยของวัตถุดิบแคปซูลเปล่า ผู้เชี่ยวชาญในอุตสาหกรรมยังคงวิจัยและพัฒนาวัสดุแคปซูลที่ได้จากพืชที่เหมาะสมต่อไป
นอกจากนี้ เมื่อความหลากหลายของแคปซูลเพิ่มขึ้น ความหลากหลายของเนื้อหาจะค่อยๆ ทำให้ผู้คนตระหนักว่าแคปซูลกลวงเจลาตินมีปัญหาความเข้ากันได้กับเนื้อหาบางอย่างที่มีคุณสมบัติพิเศษ ตัวอย่างเช่น เนื้อหาที่มีหมู่อัลดีไฮด์หรือทำปฏิกิริยาเพื่อสร้างหมู่อัลดีไฮด์ภายใต้สภาวะบางประการอาจนำไปสู่การเชื่อมขวางของเจลาติน เนื้อหาที่ลดลงอย่างมากอาจเกิดปฏิกิริยา Maillard (ปฏิกิริยา Mailard) กับเจลาติน ปฏิกิริยา); เนื้อหาที่มีการดูดความชื้นสูงจะทำให้เปลือกของแคปซูลเจลาตินสูญเสียน้ำและสูญเสียความเหนียวเดิม ปัญหาความเสถียรที่กล่าวถึงข้างต้นของแคปซูลกลวงเจลาตินได้ดึงความสนใจไปที่การพัฒนาวัสดุแคปซูลใหม่มากขึ้น
วัสดุที่ได้จากพืชชนิดใดที่เหมาะกับการผลิตแคปซูลแข็งแบบกลวง มีความพยายามหลายครั้ง คำขอเอกสารสิทธิบัตรจีนหมายเลข 200810061238.X ยื่นขอใช้โซเดียมเซลลูโลสซัลเฟตเป็นวัสดุแคปซูลหลัก 200510013285.3 นำไปใช้สำหรับการใช้แป้งหรือส่วนประกอบของสตาร์ชเป็นวัสดุแคปซูลหลัก วัง GM [1] รายงานการผลิตไคโตซานแคปซูลวัตถุดิบแคปซูลกลวง; Zhang Xiaoju et al [2] รายงานว่าโปรตีนจากบุก-ถั่วเหลืองเป็นวัสดุแคปซูลหลัก แน่นอนว่าสิ่งที่ศึกษามากที่สุดคือวัสดุเซลลูโลส ในหมู่พวกเขา แคปซูลกลวงที่ทำจากไฮดรอกซีโพรพิลเมทิลเซลลูโลส (HPMC) ได้รับการผลิตเป็นจำนวนมาก
HPMC ถูกใช้อย่างแพร่หลายในด้านอาหารและยา และเป็นสารเพิ่มปริมาณทางเภสัชกรรมที่ใช้กันทั่วไป ซึ่งมีบันทึกไว้ในเภสัชตำรับของประเทศต่างๆ องค์การอาหารและยาและสหภาพยุโรปได้อนุมัติให้ HPMC เป็นวัตถุเจือปนอาหารโดยตรงหรือโดยอ้อม GRAS ถูกบันทึกว่าเป็นสารที่ปลอดภัย เลขที่ GRN 000213; รวมอยู่ในฐานข้อมูล JECFA, INS No.464, ไม่จำกัดปริมาณสูงสุดของ HPMC ต่อวัน; ในปี 1997 กระทรวงสาธารณสุขของจีนอนุมัติให้เป็นสารเติมแต่งอาหารและสารเพิ่มความข้น (หมายเลข 20) เหมาะสำหรับอาหารทุกชนิด ตามความต้องการในการผลิตที่จะเพิ่ม [2-9] เนื่องจากคุณสมบัติของเจลาตินแตกต่างกัน ใบสั่งยาของแคปซูลเปล่า HPMC จึงซับซ้อนกว่า และจำเป็นต้องเติมสารก่อเจลบางชนิด เช่น อะคาเซีย คาราจีแนน (หมากฝรั่งสาหร่าย) แป้ง เป็นต้น
HPMC แคปซูลกลวงเป็นผลิตภัณฑ์ที่มีแนวคิดเป็นธรรมชาติ วัสดุและกระบวนการผลิตได้รับการยอมรับจากสมาคมศาสนายูดาย อิสลาม และมังสวิรัติ สามารถตอบสนองความต้องการของผู้คนที่มีศาสนาและพฤติกรรมการบริโภคอาหารที่หลากหลายและได้รับการยอมรับอย่างสูง นอกจากนี้ แคปซูลกลวง HPMC ยังมีคุณสมบัติพิเศษดังต่อไปนี้:
1. ปริมาณน้ำต่ำ - ต่ำกว่าเจลาตินแคปซูลกลวงประมาณ 60 เปอร์เซ็นต์
ปริมาณน้ำของเจลาตินแคปซูลกลวงโดยทั่วไปคือ 12.5 เปอร์เซ็นต์ -17.5 เปอร์เซ็นต์ [10] อุณหภูมิและความชื้นของสิ่งแวดล้อมควรได้รับการควบคุมให้อยู่ในช่วงที่เหมาะสมในระหว่างการผลิต การขนส่ง การใช้งาน และการเก็บรักษาแคปซูลเปล่า อุณหภูมิที่เหมาะสมคือ 15-25 องศา และความชื้นสัมพัทธ์คือ 35 เปอร์เซ็นต์ -65 เปอร์เซ็นต์ เพื่อให้สามารถรักษาประสิทธิภาพของผลิตภัณฑ์ได้เป็นเวลานาน ปริมาณน้ำของฟิล์ม HPMC ต่ำมาก โดยทั่วไปคือ 4 เปอร์เซ็นต์ -5 เปอร์เซ็นต์ ซึ่งต่ำกว่าเจลาตินแคปซูลกลวงประมาณ 60 เปอร์เซ็นต์ การแลกเปลี่ยนน้ำกับสิ่งแวดล้อมระหว่างการเก็บรักษาระยะยาวจะเพิ่มปริมาณน้ำของแคปซูลเปล่า HPMC ในบรรจุภัณฑ์ที่ระบุ แต่จะไม่เกิน 9 เปอร์เซ็นต์ภายใน 5 ปี
คุณลักษณะของปริมาณน้ำต่ำทำให้แคปซูลเปล่า HPMC เหมาะสำหรับการบรรจุเนื้อหาที่ดูดความชื้นหรือไวต่อความชื้นเพื่อยืดอายุการเก็บรักษาของผลิตภัณฑ์
ในการศึกษาปี 2548 โดย DSM Nutritionals เปรียบเทียบผลของแคปซูลเปล่า HPMC และแคปซูลเปล่าเจลาตินที่มีต่อความคงตัวของโปรไบโอติก (L-10 Lactobacillus acidophilus) โปรไบโอติกคือจุลินทรีย์ที่มีชีวิตชนิดหนึ่ง การให้โปรไบโอติกในปริมาณที่เพียงพอทางปากสามารถปรับปรุงความสมดุลของจุลินทรีย์ในลำไส้ของโฮสต์และใช้ในการรักษาโรคเกี่ยวกับลำไส้ เป็นที่เชื่อกันโดยทั่วไปว่ามีเพียงแบคทีเรียที่มีชีวิตเท่านั้นที่สามารถสร้างฟังก์ชันโปรไบโอติกได้ อย่างไรก็ตาม โปรไบโอติกมีความไวต่อความชื้นมากและความชื้นที่มากเกินไปอาจทำให้แบคทีเรียที่มีชีวิตตายได้ DSM เติม L-10 และส่วนเติมเนื้อยาลงในแคปซูล HPMC และแคปซูลเจลาตินกลวงภายใต้สภาวะความชื้นที่แตกต่างกัน และตรวจสอบความเสถียรของมัน ผลการวิจัยพบว่าเมื่อเปรียบเทียบกับเจลาตินแคปซูลกลวง HPMC แคปซูลกลวงสามารถรักษาจำนวนแบคทีเรียที่มีชีวิตในผลิตภัณฑ์ได้ดีกว่า และยืดอายุของผลิตภัณฑ์โปรไบโอติก
2. มีความเหนียวสูง ไม่เปราะบาง
ฟิล์มเจลาตินมีความชื้นตามที่กำหนด ซึ่งด้านล่างฟิล์มเจลาตินจะเปราะบางอย่างเห็นได้ชัด แคปซูลเปล่าเจลาตินธรรมดาที่ไม่มีสารเติมแต่งใด ๆ มีความเสี่ยงต่อความเปราะมากกว่า 10 เปอร์เซ็นต์ เมื่อความชื้น 10 เปอร์เซ็นต์ ; เมื่อความชื้นลดลงเหลือ 5 เปอร์เซ็นต์ จะมีความเปราะ 100 เปอร์เซ็นต์ เมื่อเปรียบเทียบกันแล้ว ความเหนียวของแคปซูลกลวง HPMC นั้นดีกว่ามาก และรักษาประสิทธิภาพได้ดีแม้ว่าความชื้นโดยรอบจะต่ำก็ตาม แน่นอนว่าอุบัติการณ์ของความเปราะบางของแคปซูลกลวง HPMC ที่มีใบสั่งยาต่างกันจะค่อนข้างแตกต่างกันภายใต้ความชื้นต่ำ
3. ความเสถียรทางเคมีที่แข็งแกร่ง
ปฏิกิริยาการเชื่อมขวางของแคปซูลเจลาตินเป็นปัญหาที่ยากที่พบในสูตรแคปซูล เนื่องจากกลุ่มอัลดีไฮด์ของเนื้อหาทำปฏิกิริยากับกลุ่มอะมิโนของกรดอะมิโนในเจลาตินเพื่อสร้างโครงสร้างเครือข่าย เปลือกแคปซูลจึงละลายได้ยากภายใต้สภาวะการละลายในหลอดทดลอง จึงส่งผลต่อการปลดปล่อยยา ไฮโปรเมลโลสเป็นอนุพันธ์ของเซลลูโลส เฉื่อยทางเคมี และมีความเข้ากันได้ดีเยี่ยมกับสารส่วนใหญ่ ดังนั้นแคปซูลเปล่า HPMC จึงไม่มีความเสี่ยงต่อการเกิดปฏิกิริยาครอสลิงค์และมีความเสถียรทางเคมีสูง
4. ประสิทธิภาพการเคลือบที่ดี
แคปซูลเคลือบเอนเทอริกใช้สำหรับยาที่กรดในกระเพาะอาหารทำลายได้ง่าย ระคายเคืองต่อเยื่อบุกระเพาะอาหาร หรือต้องการให้ยาออกฤทธิ์ตรงเป้าหมาย กระบวนการแคปซูลเคลือบลำไส้ที่เป็นที่ยอมรับในระดับสากลคือการเคลือบโดยรวมของเม็ดและแคปซูลที่เคลือบลำไส้ แคปซูลเปล่า HPMC แสดงให้เห็นถึงข้อได้เปรียบที่ไม่เหมือนใครในการเคลือบแคปซูลโดยรวม
การศึกษาแสดงให้เห็นว่าเนื่องจากพื้นผิวที่หยาบของแคปซูลกลวง HPMC ความสัมพันธ์กับวัสดุเคลือบลำไส้ส่วนใหญ่จึงสูงกว่าเจลาตินอย่างมีนัยสำคัญ และความเร็วและความสม่ำเสมอของการยึดเกาะของวัสดุเคลือบจะดีกว่าเจลาตินอย่างมาก โดยเฉพาะอย่างยิ่งการเคลือบที่จุดเชื่อมต่อ ของฝาครอบตัวถัง ความน่าเชื่อถือได้รับการปรับปรุงอย่างมีนัยสำคัญ การทดสอบการละลายในหลอดทดลองแสดงให้เห็นว่าแคปซูล HPMC มีความสามารถในการซึมผ่านของกระเพาะอาหารต่ำกว่าและมีการปลดปล่อยที่ดีในลำไส้หลังจากเคลือบแคปซูล HPMC
ลักษณะของแคปซูลกลวง HPMC ทำให้ขอบเขตการใช้งานขยายออกไปอย่างต่อเนื่อง จากผลิตภัณฑ์จากธรรมชาติทั้งหมด ไปจนถึงสารที่ไวต่อความชื้นหรือดูดความชื้น ขณะนี้มีการใช้งานที่ไม่เหมือนใครในเครื่องพ่นยาแบบผงแห้งและการเคลือบลำไส้
