學習重點 建立「基原—膠體—成分」的連結:褐藻對應海藻酸類(algin、sodium alginate);紅藻對應瓊脂與鹿角菜膠。 掌握紅藻膠體的比較:瓊脂與鹿角菜膠都以半乳糖類骨架為主,最重要的差異是鹿角菜膠的硫酸酯基含量較高。 看到乙醯化、支鏈、雜多醣、膨脹性瀉劑等線索,優先辨識刺梧桐膠(karaya gum)。 區分吸水膨脹用途與乳化用途:刺梧桐膠、古耳膠及鹿角菜膠可列入本單元的膨脹性瀉劑辨識;阿拉伯膠主要辨識為乳化劑、懸浮劑及黏合劑。 核心觀念 一、天然膠類與膨脹性瀉劑 天然膠類多為親水性高分子多醣,接觸水後可形成黏稠液、膠體或膨潤物。雜多醣(heteropolysaccharide、heteroglycan)指由不同種類的單醣或其衍生物組成的多醣;「乙醯化」則表示分子帶有乙醯取代基,兩者描述的是不同層次的結構特性。 膨脹性瀉劑(bulk laxative)利用親水性物質吸水、保水,增加糞便體積並使糞便較柔軟,藉此促進排便。判斷關鍵是吸水膨脹與增加糞便體積。天然膠雖普遍具有親水性,但不能因此推論每一種膠都作為膨脹性瀉劑。 膠類主要辨識特徵本單元用途判斷 刺梧桐膠、梧桐膠(karaya gum)含乙醯基、具支鏈的雜多醣;吸水膨脹膨脹性瀉劑的重要代表 古耳膠(guar gum)主要為半乳甘露聚醣(galactomannan)可作膨脹性瀉劑 鹿角菜膠(carrageenan)紅藻來源、含較多硫酸酯基的半乳聚醣在本單元的生藥用途分類中,可列入膨脹性瀉劑 阿拉伯膠(acacia)親水性天然膠,具乳化與保護膠體作用主要作乳化劑、懸浮劑、黏合劑;不選作膨脹性瀉劑 二、刺梧桐膠:乙醯化、支鏈與膨潤性 刺梧桐膠(karaya gum)為刺梧桐屬植物的膠質分泌物,常見基原為Sterculia urens。其成分屬於部分乙醯化、具有支鏈的酸性雜多醣,組成可見半乳糖、鼠李糖及半乳糖醛酸等。 結構辨識要抓住乙醯基(acetyl group)。若選項並列乙醯基、甲基、胺基與硫酸基,刺梧桐膠應對應乙醯基;硫酸酯基則是辨識鹿角菜膠的重要線索。 刺梧桐膠遇水明顯膨潤,能吸水增加體積,因此可作膨脹性瀉劑。看到「acetylated+branched+heteropolysaccharides」的組合,辨識力高於單獨看到「天然膠」或「吸水性」。 古耳膠與角豆膠(locust bean gum)都以半乳甘露聚醣為主要成分,不能因為它們也是植物膠,就套用刺梧桐膠的乙醯化雜多醣特徵。尤其古耳膠也可作膨脹性瀉劑,因此遇到結構與用途同時出現時,須以結構線索進一步區分。Algin 則是褐藻來源的醣醛酸多醣,也不符合「乙醯化支鏈雜多醣樹膠」的描述。 三、海藻膠體:先分紅藻與褐藻 膠體藻類及代表基原成分辨識 海藻膠、海藻酸類(algin)褐藻(brown seaweeds);如Macrocystis pyrifera海藻酸及其鹽類;主成分常以海藻酸鈉(sodium alginate)表示 瓊脂(agar)紅藻;如Gracilaria confervoides及石花菜屬植物主要包含 agarose 與 agaropectin 鹿角菜膠(carrageenan)紅藻;如Chondrus crispus含硫酸酯基的半乳聚醣 Macrocystis pyrifera—褐藻—algin—sodium alginate是必須熟記的一組連結。Algin 是褐藻抽出的海藻酸類膠體,藥典與教科書中常直接以海藻酸鈉(sodium alginate)代表;alginic acid 則是游離的海藻酸。題目問「抽提自褐海藻者」或「主成分為 sodium alginate 的基原」,都回到這組連結。 海藻酸的骨架由甘露糖醛酸與古洛糖醛酸殘基組成,屬於醣醛酸多醣。它與瓊脂、鹿角菜膠的半乳糖類骨架不同,也不是刺梧桐膠所代表的乙醯化支鏈雜多醣。 另須辨認Claviceps purpurea為麥角菌,屬真菌,並非海藻酸鈉的藻類基原;Chondrus crispus與Gracilaria confervoides則為紅藻。遇到拉丁學名選項,先判斷「真菌、紅藻、褐藻」,往往就能迅速排除。 四、瓊脂與鹿角菜膠的結構比較 瓊脂與鹿角菜膠同為紅藻膠體,均以半乳糖類單元構成骨架。比較兩者時,最重要的答案是鹿角菜膠具有較高的硫酸酯基含量,不能把鹿角菜膠說成主要由葡萄糖構成。 比較項目瓊脂(agar)鹿角菜膠(carrageenan) 主要骨架半乳糖類多醣硫酸化半乳聚醣 硫酸酯基相對較少;agarose 為低硫酸化部分含量較高,是最大差異與重要辨識點 代表性鍵結骨架為交替的 1→3 與 1→4 鍵結骨架亦為交替的 1→3 與 1→4 鍵結 3,6-脫水半乳糖Agarose 具有此結構部分型別也具有,如 κ 型與 ι 型 瓊脂不是完全不含帶電取代基的單一純物質;其中 agarose 與 agaropectin 的性質不同。因此比較時應記「鹿角菜膠硫酸酯較多」,不要擴張成「瓊脂完全沒有硫酸酯」。 常考陷阱 把所有海藻膠都歸為褐藻:algin 才是本單元的褐藻代表;agar 與 carrageenan 都來自紅藻。Tragacanth 為植物來源的西黃耆膠,也不是褐藻抽出物。 把紅藻基原互換:Chondrus crispus對應鹿角菜膠,Gracilaria confervoides對應瓊脂;海藻酸鈉則辨識Macrocystis pyrifera;Claviceps purpurea是麥角菌,直接排除。 只看到「膨脹性瀉劑」就選古耳膠:若還有乙醯化、支鏈雜多醣等限定,應選刺梧桐膠。 把刺梧桐膠的取代基寫成硫酸基或甲基:刺梧桐膠抓乙醯基;鹿角菜膠抓硫酸酯基,兩者不可對調。 把鹿角菜膠寫成葡萄糖為主:它與瓊脂都屬半乳糖類骨架,最大差異應從硫酸酯基判斷。 把鍵結寫成「鹿角菜膠以 1→3、瓊脂以 1→6 為主」:這不是兩者的正確區別;兩者皆為交替的 1→3 與 1→4 骨架。 宣稱只有瓊脂具有 3,6-anhydro 結構:鹿角菜膠的部分型別也有,不能用「前者完全沒有」作為區別。 以為天然膠都可作膨脹性瀉劑:比較阿拉伯膠、刺梧桐膠、鹿角菜膠與古耳膠時,阿拉伯膠是用途分類的排除項,它以乳化、懸浮、黏合為主。 記憶口訣 「褐藻海藻酸,紅藻瓊鹿膠;鹿膠硫酸多,梧桐乙醯膨。」褐藻連結 algin(sodium alginate);紅藻連結 agar、carrageenan;鹿角菜膠記硫酸酯,刺梧桐膠記乙醯化與膨潤性。 「梧、古、鹿可膨,阿膠記乳化。」此處「阿膠」僅作阿拉伯膠的口訣縮稱,勿與中藥阿膠混淆。