Глава 16 САПОНІНИ

Назва "сапоніни" походить від латинської назви рослини Баропагіа — мильнянка, з якої вперше у 1810 р. виділено речови­ни, що з водою утворюють значну кількість піни.

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 вуг­леводної (глікон) та невуглеводної (аглікон) частин, Невуглевод- ну частину називають сапогеніном.

Поширення. Сапоніни дуже поширені в рослинному і тварин­ному світі. Вони знайдені в рослинах різних кліматичних зон. У наш час сапоніни виявлено у 900 видів рослин, що належать до 90 родин, до того ж вони є типовими для понад 150 родів. Тритерпе­нові сапоніни зустрічаються в родин РаЬасеае, Азіегасеае, Агаїіасеае, Ргітиіасеае, РоІу£опасеае, Аріасеае, Ьатіасеае тощо. З вищих спорових рослин тритерпенові сапоніни містять деякі види папоротей. Стероїдні сапоніни знайдені в обмеженій кількості родин — Ьатіасеае, Піозсогеасеае, Зсгоркиїагіасеае, РаЬасеае, Капипсиїасеае. Рослини, що синтезують стероїдні сапоніни, рос­туть переважно в районах із сухим і жарким кліматом. Серед тва­рин сапоніни зустрічаються у бджіл, очкових змій, п'явок.

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

Значення для рослин. Тритерпенові сапоніни знайдено в усіх органах рослини. Це свідчить про те, що сапоніни беруть участь у біохімічних процесах, які відбуваються в рослині. Вони є про­міжною ланкою між низькомолекулярними та полімерними речо­винами, що містять вуглець. Сапоніни можуть використовуватись рослиною як резервні речовини, оскільки містять чималу КІЛЬКІСТЬ цукрів. Рослини, що містять сапоніни, не поїдають комахи, тобто сапоніни в цьому випадку виконують захисну функцію рослин. Установлено, що тритерпенові сапоніни впливають на проникність рослинних клітин — це пов'язано з їх поверхневою активністю. Вміст відповідної концентрації сапонінів прискорює проростання насіння, ріст і розвиток рослин, а концентровані розчини сапонінів, навпаки, уповільнюють ріст і розвиток рослини, тобто їх дія нага­дує дію ростових гормонів.

При вивченні лікарських рослин і лікарської рослинної сировини, що містить сапоніни, було виявлено деякі особливості в накопиченні біологічно активних речовин. Наприклад, рослини, що містять знач­ну кількість ефірної олії, зазвичай бідні на сапоніни, а стероїдні сапо­ніни дуже часто супроводжують у рослинах серцеві глікозиди.

Класифікація. За характером сапогеніну сапоніни поділяють на дві групи: тритерпенові і стероїдні. В особливу групу виділені са­поніни родини Агаїіасеае — похідні тетрациклічних тритерпенів дамаранового ряду.

1. Тритерпенові сапоніни є пентациклічними терпеноїдами, у яких ізопренова структурна одиниця С₅Н₈ повторюється 6 разів і утворює сполуку зі спільною формулою С₃₀Н₄₈. їх можна поділити

Більшість пентациклічних тритерпенових сапонінів належить до типу Р-амірину, в основі якого лежить вуглеводневий скелет олеанану. Зустрічається у вільному стані та у вигляді ефірів з жир­ними кислотами. До похідних р-амірину належать гліциритрино- ва та Олеанова кислоти, гіпсогенін, гедерагецін.

а-Амірин належить до групи урсану. Похідні а-амірину — урсо­лова кислота. До підгрупи дамарану належать аглікони сапонінів женьшеню. Похідні циклоартану виявлено у родин бобові, ранни­кові тощо.

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

2. Стероїдні сапоніни є похідними стерану або циклопентан- пергідрофенантрену з бічним пентациклічним кільцем у положенні С₁₇, що мають 27 атомів вуглецю.

Стероїдні сапоніни бувають двох типів: спіростан (монодесмо- зиди) та фуростан (бідесмозиди):

Монодесмозиди мають шість циклів у стероїдній частині моле­кули: А, В, С, Б, Е, Е У бідесмозидів кільце Р розімкнене, тому вони мають п'ять циклів у стероїдній частині молекули.

Сапонінові глікозиди можуть містити від одного до десяти різних цукрів, які можуть різнитись за місцем приєднання і за типом глікозидного зв'язку. Цукри приєднуються як лінійно, так і розга­лужено. До складу вуглеводної частини сапонінів належать такі моносахариди: Б-глюкоза, Б-лактоза, Б-ксилоза, Ь-рамноза, Ь-ара- біноза, Ь-фруктоза, Б - гл юку ронова кислота тощо. Найчастіше вуг­леводний ланцюг перебуває в положенні С₃, але може бути і в іншому положенні: у С₂₈, а іноді — у С₁₆. До складу деяких гліко­зидів належать залишки органічних кислот, наприклад коричної, оцтової, ангелікової та ін. Стероїдні сапоніни в природі зустріча­ються значно рідше, ніж тритерпенові.

Основні фізичні і хімічні властивості (та реакції ідентичності). Сапоніни — безколірні або жовтуваті кристалічні чи аморфні ре­човини, які мають високу температуру плавлення, що супрово­джується розкладанням. Більшість сапонінів оптично активні. Роз­чинність у воді, метанолі, етанолі різної концентрації посилюється зі збільшенням кількості вуглеводних залишків: сапоніни, що міс­тять 2—4 цукрових залишки, погано розчинні у воді, але добре — у метанолі; а ті, що містять 4 і більше, — добре розчинні 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. При збовтуванні цієї рідини виникає стійка піна, що довго не зникає. Розчини сапонінів схожі на мило: вони знижують поверхневий натяг рідини і мають мийні властивості, оскільки емульгують жири. У разі потрапляння сапонінів у кров вони спри­чинюють гемоліз еритроцитів з вивільненням гемоглобіну. Це по­яснюється тим, що сапоніни здатні розчиняти ліпоїдну частину оболонки еритроцитів і перетворювати її з напівпроникної на про­никну. Унаслідок цього гемоглобін з еритроцитів проникає в плазму крові. Кров стає яскраво-червоною, прозорою. Тому сапоніни не можна вводити у вену та під шкіру. Сапогеніни гемолітичної ак­тивності не виявляють. Здатність сапонінів спричинювати гемоліз крові використовують для якісного та кількісного визначення са­понінів у рослинах. Сапоніни легко гідролізуються ферментами та кислотами. З холестерином стероїдні сапоніни утворюють стійкий осад, що використовують для кількісного визначення холестери­ну. Навіть у розведенні 1: 5 000 000 здатні спричинювати заги­бель холоднокровних тварин (жаб, риб, черв'яків тощо). Багато сапонінів утворюють молекулярні комплекси із стеринами, ліпіда­ми, білками, фенольними сполуками, солями важких металів; спри­яють забарвленню продуктів з кислотними реагентами (концент­рована сульфатна кислота, оцтовий ангідрит, фосфорно-молібде­нова кислота тощо).

Для ідентифікації сапонінів у рослинній сировині використо­вують фізичний, хімічний та біологічний методи.

Фізичний метод ґрунтується на здатності сапонінів утворювати піну: беруть дві пробірки, в одну наливають 5 мл НСІ, у другу — 5мл ШОН. У кожну пробірку додають по 2—3 краплі витяжки або розчину сапоніну і сильно струшують. За наявності стероїдних сапонінів у пробірці з основою виникає сильніша та стійкіша піна, ніж у пробірці з кислотою. За наявності тритерпенових сапонінів в обох пробірках утворюється піна, однакова за об'ємом і стійкістю.

Хімічний метод ґрунтується на здатності сапонінів сприяти за­барвленню продуктів з різними реагентами. Реакція осадження: в пробірки з настоями додають гідроксид барію, марганцю, ацетату свинцю — сапоніни випадають в осад. Проба Лафона: до 2 мл вод­ного настою додають 1 мл концентрованої сульфатної кислоти, 1 мл етанолу, 1 краплю 10%-го розчину заліза сульфату. Під час нагрівання утворюється синьо-зелене забарвлення.

Фізико-хімічний метод включає адсорбційну хроматографію, ультрафіолетову та інфрачервону спектроскопію.

Біологічний метод. Визначають гемолітичний індекс — наймен­шу концентрацію витяжки з сировини, яка зумовлює повний ге­моліз еритроцитів протягом 24 год.

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. Ті ме­тоди, що використовують для визначення одних сапонінів, можуть не підходити для визначення інших.

Особливості заготівлі, сушіння та зберігання лікарської рослин­ної сировини. Сировину, яка містить сапоніни, заготовлюють у фазу найбільшого накопичення біологічно активних речовин. Сушать швидко в сушарнях за температури 55—60 °С, розкладаючи тон­ким шаром і періодично перевертаючи. При роботі з сировиною слід пам'ятати, що сапоніни та пил сировини, що містить сапоні­ни, мають подразнювальну дію на слизові оболонки очей, носа, ротової порожнини. Вдихання сапонінів спричинює подразнення слизової оболонки верхніх дихальних шляхів (чхання, кашель, сльозотеча). Зберігають сировину в упакованому вигляді як гліко­зидну сировину.

Фармакологічна дія та застосування. Рослини та рослинну си­ровину використовують у медицині, харчовій та легкій промисло­вості. 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 і мінеральний обмін (со­лодка), тонізують центральну нервову систему (женьшень). Стеро­їдні сапоніни є джерелом синтезу стероїдних гормонів. Сапоніни з високим гемолітичним індексом застосовують для лікування ате­росклерозу. Сапоніни сприяють розчинності та всмоктуванню інших корисних речовин, тому навіть незначна концентрація діючих речовин за наявності сапонінів сприяє терапевтичному ефекту.

Сапоніни також використовують для стабілізації таких диспер­сних систем, як емульсії, суспензії тощо. У харчовій промисло­вості солодку використовують для виробництва пива та шипучих напоїв, мочення яблук і виробництва халви. У легкій промисло­вості сапоніни використовують для фіксації фарб. Сапоніни вхо­дять до складу протипожежних сумішей як пінотвірні речовини (у вогнегасниках використовують солодку). У рослинництві сапо­ніни застосовують як стимулятори проростання насіння і для по­силення росту клітин.

Поиск по сайту: