[发明专利]用于制备低分子量明胶水解产物的方法和明胶水解产物组合物

说明书

发明领域

本申请要求2005年5月31日提交的USSN 11/140,863的优先权，该申请的全部内容被纳入本文以供参考。

本发明一般涉及明胶水解产物、用于制备该明胶水解产物的方法、和包括该明胶水解产物的组合物。更具体地，本发明提供了具有高伯胺含量的低分子量明胶水解产物、用于制备该明胶水解产物的方法、和包括该明胶水解产物的明胶组合物。

发明背景

通过使材料如猪皮、牛皮或皮革、和动物骨头中所含的胶原变性来制造明胶。像其母体蛋白质胶原一样，明胶也由包括独特氨基酸掺混物的不同结构来定义。天然胶原是基于多肽链的硬蛋白，包含约1050个氨基酸。三种所述多肽链结合起来形成三股螺旋。几种所述三股螺旋叠加产生通过交联而稳定的胶原细丝，从而形成三维网络结构。这种特别的结构使得胶原是不可溶的；然后通过部分水解为明胶或明胶水解产物将其变成可溶形式。胶原以及因此明胶的氨基酸含量为约三分之一甘氨酸和另外22％脯氨酸和4-羟基脯氨酸；剩余45％包括17种不同的氨基酸。明胶具有极高含量的酸性和碱性氨基酸。对于酸性氨基酸(谷氨酸和天冬氨酸)，各种数量作为谷氨酰胺和天冬酰胺的酰氨基形式存在，这取决于在明胶制造过程中所用的加工条件。完全不存在半胱氨酸；对于含硫氨基酸，唯一存在的是甲硫氨酸。

家禽和鱼胶原的数据稍有不同，但本发明可类似地用于源自家禽和鱼胶原的明胶和/或明胶水解产物。

明胶能够用于广泛的应用，这取决于其原材料和制造方法。这是因为明胶的物理和化学行为一方面取决于其氨基酸含量与所得空间结构的组合，另一方面取决于各种条件如pH、离子强度和与其它分子的反应。例如，不同种类的明胶可用于不同的应用，例如食品、照相、化妆品和制药。

在制药工业中，明胶特别用于制造硬胶囊和软胶囊。明胶胶囊提供了方便有效的方法来口服施用药物，因为胶囊在暴露于胃的酸性内容物后会迅速崩解，从而将药物释放到体内。尽管明胶胶囊提供了一流的药学手段来施用药物，但风险在于明胶胶囊可能遭遇由称为交联的过程所致的崩解和溶解延迟。据信，当明胶中的羰基、胶囊中包含羰基的填充成分、或填充成分分解成的羰基与明胶所含的伯胺和其它含氮化合物反应以形成交联时，会发生交联。

尤其是，交联可能对明胶胶囊在长期贮存和暴露于极端高热和高湿时的行为具有不利的结果。胶囊剂型内的广泛明胶交联可以导致形成非常薄弱、坚硬和水不溶性的膜，通常称为薄皮。薄皮作为橡胶状的水不溶性层，能够限制或防止胶囊内容物的释放。

一种广泛报道的用于防止明胶胶囊内部交联的手段关注作为羰基清除剂的产品，它们可以防止羰基如醛基与明胶胶囊壳相互作用，从而防止明胶交联。这些方法通常全都建议将产品添加到明胶胶囊所含的药物组合物中。例如，已经显示将氨基酸甘氨酸和柠檬酸组合添加到包封在硬明胶胶囊内的剂型中，能够改进硬胶囊的溶解曲线(3)。证实单独添加氨基酸甘氨酸不能获得满意的结果。但是以减少明胶胶囊内部交联所需的量添加羰基清除剂如甘氨酸、和羧酸如柠檬酸盐，这显然受到成本的限制。这样的话，将这些产品添加到明胶中并不是解决明胶胶囊交联的实用方案。

发明概述

本发明提供了一种实用的、成本有效的手段来减少明胶的交联。简言之，本发明包括低分子量的明胶水解产物，当其与较高分子量的明胶掺混时，通过增加掺混明胶产物中游离甘氨酸、其它氨基酸和小肽的量，该产物可减少明胶的交联并改进溶解性质。有益地，因为本发明的明胶水解产物和掺混的明胶组合物具有减少的交联性质，而不用将产品如甘氨酸作为独立化合物与柠檬酸混合，所以所述明胶仍然可以作为天然产物出售。

因此，在本发明的几个方面，提供了用于制备明胶水解产物的方法，该水解产物的平均分子量为约100至约2000Da，优选约1500Da，平均伯胺含量为约1.0×10^-3至约1.0×10^-2μMol伯胺/μg明胶水解产物。该方法包括：使明胶原材料与至少一种具有内肽酶活性的蛋白水解酶接触，以形成经内肽酶消化的明胶产物。然后典型地使经内肽酶消化的明胶产物与至少一种具有外肽酶活性的蛋白水解酶接触。通常，内肽酶和外肽酶的蛋白水解消化过程进行足够长的时间，所实施的反应条件可形成明胶水解产物。