Сапоніни

Назва “сапоніни” походить від латинської назви рослини Saponaria – мильнянка, з якої вперше у 1810 році були виділені речовини, що з водою утворюють значну кількість піни.

Визначення. Сапоніни – це група природних глікозидів, яка має гемолітичну та поверхневу активність, а також токсично впливає на холоднокровних тварин. Як і всі глікозиди, сапоніни складаються з цукрової (глікон) та нецукрової (аглікон) частини. Нецукрова частина називається сапогеніном.

Розповсюдження. Сапоніни широко розповсюджені в рослинному та тваринному світі. Вони знайдені в рослинах різних кліматичних зон. В наш час сапоніни виявлені у 900 видах рослин, що відносяться до 90 родин, причому вони є типічними більш ніж для 150 родів. Тритерпенові сапоніни зустрічаються в родинах Fabaceae, Asteraceae, Araliaceae, Primulaceae, Polygonaceae, Apiaceae, Lamiaceae тощо. З вищих спорових рослин тритерпенові сапоніни містять деякі види папоротей. Стероїдні сапоніни знайдені в обмеженій кількості родин: Lamiaceae, Dioscoreaceae, Scrophulariaceae, Fabaceae, Ranunculaceae. Також вони містяться у деяких видах рослин Solanaceae, Arecaceae. Рослини, що синтезують стероїдні сапоніни, ростуть переважно в районах з сухим та жарким кліматом. Серед тварин сапоніни зустрічаються у бджіл, очкових змій, піявок.

Місце локалізації. Сапоніни знаходяться в клітинах рослин у розчиненому стані. Найбільша кількість сапонінів накопичується в плодах та підземних органах-коренях, кореневищах, бульбах. Значно менше їх в корі та надземній частині рослини. Вони розчинені у клітинному соці; їх вміст у різних видах рослин коливається у досить широких межах – від слідів до 10 %. На накопичення сапонінів впливають такі фактори: географічний (сапоніни переважно накопичуються у південних рослинах), ґрунтовий (внесення добрив збільшує вміст сапонінів), вік рослини. У рослинах сапоніни перебувають у вільному стані або у поєднанні з іншими речовинами. У випадку значного вмісту тритерпенових сапонінів в клітинах їх можна побачити під мікроскопом у вигляді прозорих безформних глибок.

Роль для рослин. Тритерпенові сапоніни знайдені в усіх органах рослин. Це говорить про те, що сапоніни приймають участь в біохімічних процесах, які відбуваються в рослинах. Вони є проміжною ланкою між низькомолекулярними та полімерними речовинами, що містять вуглець. Сапоніни можуть використовуватись рослиною як резервні речовини, т.я. містять чималу кількість цукрів. Рослини, які містять сапоніни, не поєдаються комахами, тобто сапоніни в даному випадку виконують захисну функцію. Встановлено, що тритерпенові сапоніни впливають на проникність рослинних клітин – це пов’язано з їх поверхневою активністю. Вміст відповідної концентрації сапонінів прискорює проростання насіння, ріст та розвиток рослин, а концентровані розчини сапонінів, навпаки, уповільнюють ріст та розвиток рослини, тобто їх дія нагадує дію ростових гормонів.

При вивченні лікарських рослин та лікарської рослинної сировини, що містить сапоніни, були виявлені деякі особливості у накопиченні біологічно активних речовин. Наприклад, рослини, які містять значну кількість ефірної олії, звичайно бідні на сапоніни, а стероїдні сапоніни дуже часто супроводжують у рослинах серцеві глікозиди.

Класифікація. За характером сапогеніну сапоніни поділяють на дві групи: 1. Тритерпенові, 2. Стероїдні. В особливу групу виділені сапоніни родини Araliaceae – похідні тетрациклічних тритерпенів даммаранового ряду.

1. Тритерпенові сапоніни є пентациклічними терпеноїдами, у яких ізопренова структурна одиниця С₅Н₈ повторюється 6 разів і утворює сполуку із загальною формулою С₃₀Н₄₈. Їх можна поділити на чотири типа:

α-амірин β-амірин лупеол фріделін

Більшість пентациклічних тритерпенових сапонінів належить до типу β – амірину, в основі якого лежить вуглеводневий скелет олеанану. Зустрічається у вільному стані та у вигляді ефірів з жирними кислотами. До похідних β - амірину належать гліциритринова та олеанова кислоти, гіпсогенін, гедерагенін.

α – амірин належить до групи урсану. До похідних α – амірину належить урсолова кислота.

До підгрупи дамарину належать аглікони сапонінів женьшеню. Похідні циклоартану знайдені в родинах бобові, ранникові тощо.

дамаран циклоартан

З функціональних груп, крім гідроксильної можуть бути карбоксильні, альдегідні, лактонні, ефірні та карбоксильні групи тощо.

2. Стероїдні сапоніни є похідними стерану або

циклопентенопергідрофенантрену з бічним пентациклічним кільцем у позиції С₁₇, що мають 27 атомів вуглецю.

Стероїдні сапоніни відносяться до двох типів: спіростану (монодесмозиди) та фурстану (бідесмозиди). Монодесмозиди мають шість циклів у стероїдній частині молекули: А, В, С, D, Е, і F. У бісмодезидів кільце F-розімкнене, тому вони мають п’ять циклів у стероїдній частині молекули.

спіростаноловий фуростаноловий

тип сапогеніну тип сапогеніну

Сапонінові глікозиди можуть містити від одного до десяти різних цукрів, які можуть відрізнятись за місцем приєднання і за типом глікозидного зв’язку. Цукри приєднується як лінійно, так і розгалужено. У склад вуглеводної частини сапонінів входять такі моноцукри: D-глюкоза, D-лактоза, D-ксилоза, L-рамноза, L-арабіноза, L-фруктоза, D-глюкуронова кислота тощо. Найчастіше вуглеводний ланцюг знаходиться у положенні С₃, але може бути і в іншому положенні: у С₂₈,а іноді – у С₁₆. До складу деяких глікозидів входять залишки органічних кислот, наприклад корична, оцтова, ангелікова та ін. Стероїдні сапоніни у природі зустрічаються значно рідше, ніж тритерпенові.

Основні фізичні і хімічні властивості (та реакції ідентичності). Сапоніни – безкольорові або жовтуваті кристалічні або аморфні речовини, які мають високу температуру плавлення, що супроводжується розкладанням. Більшість сапонінів оптично активні. Розчинність у воді, метанолі, етанолі різної концентрації збільшується із збільшенням кількості вуглеводних залишків: сапоніни, що містять 2-4 цукрових залишки, погано розчиняються у воді але добре – у метанолі, а ті, що містять 4 і більше – добре розчиняються у воді. Глікозиди сапонінів не розчиняються в органічних розчинниках: хлороформі, ефірі, бензолі тощо. Сапогеніни навпаки, розчиняються в органічних розчинниках і не розчиняються у воді. Водні витяжки з сировини, а також розчини сапонінів у воді утворюють опалесценцію. Ця рідина при збовтуванні утворює стійку піну, що довго не зникає. Розчини сапонінів схожі на мило: вони знижують поверхневий натяг рідини і мають миючі властивості, т.я. емульгують жири. Пи потраплянні сапонінів у кров, вони викликають гемоліз еритроцитів з вивільненням гемоглобіну. Це пояснюється тим, що сапоніни здатні розчиняти ліпоїдну частину оболонки еритроцитів і перетворювати її з напівпрониклої у прониклу. Внаслідок цього гемоглобін з еритроцитів переходить у плазму крові. Кров стає яскраво-червоною, прозорою. Тому сапоніни не можна вводити у вену та під шкіру. Сапогеніни гемолітичної активності не виявляють. Здатність сапонінів викликати гемоліз крові використовується для якісного та кількісного визначення сапонінів у рослинах. Сапоніни легко гідролізуються ферментами та кислотами. З холестерином стероїдні сапоніни утворюють стійкий осад, що використовується для кількісного визначення холестерину. Навіть у розведенні 1: 5000000 здатні викликати загибель холоднокровних тварин (жаб, риб, червей тощо). Багато сапонінів утворюють молекулярні комплекси із стеринами, ліпідами, білками, фенольними сполуками, солями важких металів; дають забарвлені продукти з кислотними реагентами (концентрована сірчана кислота, оцтовий ангідрит, фосфорно-молібденова кислота тощо).

Для ідентефікації сапонінів в рослинній сировині використовують фізичний, хімічний та біологічний методи.

Фізичний метод грунтується на здатності сапонінів утворювати піну: беруть дві пробірки і наливають в одну з них 5мл НСІ, в іншу – 5мл NаОН. В обидві пробірки додають 2-3 краплі витяжки або розчину сапоніна і сильно струшують. При наявності стероїдних сапонінів в пробірці з лугом утворюється більш сильна та стійка піна, ніж у пробірці з кислотою. При наявності тритерпенових сапонінів в обох пробірках утворюється піна, однакова за об’ємом та стійкістю.

Хімічний метод грунтується на здатності сапонінів утворювати забарвлені продукти з різними реагентами. Реакція осадження: в пробірці з настоями додають гідроксид Ва, Мn, ацетату свинцю – сапоніни випадають в осад; проба Лафона: до 2мл водного настою додають 1мл концентрованої сірчаної кислоти, 1мл етанолу, 1 краплю 10 % розчину сульфату заліза. При нагріванні утворюється синьо-зелене забарвлення.

Фізико-хімічний метод включає адсорбційну хроматографію, УФ – та ІЧ-спектроскопію.

Біологічний метод. Визначають гемолітичний індекс – найменшу концентрацію витяжки з сировини, яка викликає повний гемоліз еритроцитів протягом 24 годин.

Для кількісного визначення сапонінів використовують біологічні (гемолітичний та рибний індекси), вагові (осадження сапонінів з наступним зважуванням осаду), фізичні (пінне число), хімічні (реакції осадження) та фізико-хімічні методи. Загальних фізико-хімічних методів визначення в сировині сапонінів не існує. Те, що використовується для визначення одних сапонінів може не підходити для визначення інших.

Особливості заготівлі, сушіння та зберігання ЛРС. Сировину, яка містить сапоніни, заготовляють у фазу найбільшого накопичення біологічно активних речовин. Сушать швидко в сушарнях при температурі 55-60⁰ С, розкладаючи тонким шаром і періодично перегортаючи. При роботі з сировиною, потрібно пам’ятати, що сапоніни та пил сировини, що містить сапоніни мають подразнюючу дію на слизові оболонки очей, носа, порожнини рота. Вдихання сапонінів викликає подразнення слизової оболонки верхніх дихальних шляхів (чхання, кашель, сльозотеча). Зберігають сировину в упакованому вигляді як глікозидну сировину.

Фармакологічна дія та застосування. Рослини та рослинна сировина використовується в медицині, харчовій та легкій промисловостях. Сапоніни посилюють секрецію бронхіальних залоз, збуджують кашльовий центр. Цю здатність використовують для лікування сухого та тривалого кашлю. Деякі сапоніни діють сечогінно (ортосифон), регулюють водно-сольовий та мінеральний обмін (солодка), тонізують центральну нервову систему (женьшень). Стероїдні сапоніни є джерелом синтезу стероїдних гормонів. Сапоніни з високим гемолітичним індексом застосовуються для лікування атеросклерозу. Сапоніни сприяють розчинності та всмоктуванню інших корисних речовин, тому навіть невелика концентрація діючих речовин у присутності сапонінів сприяє терапевтичному ефекту. Сапоніни також використовують для стабілізації таких дисперсних систем, як емульсії, суспензії тощо. В харчовій промисловості солодка використовується для виробництва пива та шипучих напоїв, мочення яблук та виробництва халви. В легкій промисловості сапоніни використовуються для фіксації фарб. Сапоніни входять до складу протипожежних сумішей як піноутворюючі речовини (в вогнегасниках використовується солодка). У рослинництві сапоніни застосовуються як стимулятори проростання насіння і для посилення росту клітин.

Дата добавления: 2014-01-06