Сапоніни – що це таке?.. Дане питання і багато що випливають з нього «загадки» ми постараємося розглянути тут. Ця стаття дозволить визначити їх класифікацію, існуючі види, значення терміна, якісні параметри фізичної та хімічної природи і т. д.
Введення
Речовини сапоніни – це сполуки органічного типу, що входять до групи глікозидів, що походять від рослин і володіють поверхнево-активним набором властивостей. Мають широке поширення в природі і можуть міститися в органах рослин, починаючи зі стебла і закінчуючи плодом або квіткою. Основні структурні елементи представлені вуглеводної частиною і агліконом.
У цю групу речовин можуть відносити глікозиди, що містять азот стероїдного алкалоїду. Існує ряд глікозидів серцевого типу, однак вони не мають біологічними властивостями, характерними для речовин всередині рослин, а тому розглядаються на окремому рівні.
Властивості фізичної природи
Властивості сапонінів, з фізичної точки зору, представлені повною відсутністю кольору, а також описуються речовини можуть мати жовтуватим відтінком. Це аморфний тип речовин, що не мають певної температури, при якій вони починають плавитися. Такі сполуки розчиняються у воді і різноманітних спиртах, а в розчинниках органічного типу не розкладаються.
Їх специфіка полягає в можливості знижувати натяг на поверхні будь-яких рідин, зокрема, води. Відповідаючи на питання про те, що це таке – сапоніни, важливо також знати про існування агліконів або сапогенинов. Це найчастіше речовини володіють кристалічною формою і мають чіткі показники температури, при якій починається процес плавлення. Гемолітична активність відсутня.
Властивості хімічної природи
Хімічні властивості сапонінів обумовлюються параметрами структури аглікону, наявністю окремого набору функціональних груп і присутністю глікозидного зв’язку природи.
У сапонинах розрізняють нейтральну і кислотну структуру сполуки. Показник кислотності обумовлює загальна кількість груп –COOH всередині структури аглікону. А також важливо визначити, скільки уроновых кислот присутня в ланцюзі вуглеводу.
Всі сапоніни піддаються гідролізу в присутності кислоти або ферменту будь-якого типу, а деякі види можуть утворювати солі, як розчинні, так і нерозчинні.
Існуючі види
Класифікація сапонінів, в залежності від особливостей будови і розташування атомів, виділяє стероїдні та тритерпенові групи. Перші синтезуються завдяки холестерину і включають в себе двадцять сім вуглецевих атомів. Тритерпеновая група прямим шляхом утворюється з сквалену. Їх загальне явище циклізації протікає без втрати атомів С.
Стероїдна структура
Визначення сапонінів тісно взаємопов’язане з їх структурною формою. Їх стероїдні представники містять в собі речовини, що виробляються від спиростана або фуростана. Зважаючи на те, що більшість з них походять від спиртів з 3-м положенням, у складі якого знаходиться гідроксил, їх іменують або спіро-, або фуростаноловыми глікозидами.
Представники спиростаноловых сапогенинов мають найчастіше 27 атомами вуглецю. Вуглеводний компонент молекули включається в 3-гидроксилу і може розташовувати моносахаридами: D-глюкозою, D-ксилозою, L-рамнозой, L-арабинозой, галактуронова і глюкуроновою кислотами. Деякі представники сапонінів мають залишки D – хиновозы, D-апиозы і D-фукозы.
Одним з найважливіших представників таких глікозидів є діосцин. Він утворюється з сапогениновых молекул диосгенина і розгалуженої ланцюга відразу трьох глікозидних речовин. Діосцин можна знайти в кореневищах рослин діоскореї.
Утворений з нього діосгенін широко застосовується у фармацевтичній галузі досліджень і методів лікування захворювань. Він служить похідної для створення безлічі кортікоідних препаратів.
Фуростанол і похідні від нього сапоніни частіше всього включають у себе вуглецеві ланцюги і залишки D-глюкози. Процес відщеплення цукру, прохідний під впливом деяких ферментів, а також кислот, в кінцевому підсумку призводить до утворення спиростаноловых сапонінів. Фурастанолы не надають осаждающего впливу на молекули холестерину, володіють підвищеним ступенем гідрофільності та зниженими показниками поверхневої активності, в порівняння з спиростанолами.
Глікозиди стероїдної природи володіють рядом властивостей, які дозволяють їм захищати рослини від різних патогенів.
Тритерпеновая структура
Відповідаючи на питання про те, сапоніни – що це таке, важливо знати про наявність ряду речовин, які називають тритерпеновими.
Тритерпенові сапоніни мають тридцятьма вуглецевими атомами, а їх хімічна структура мають величезну кількість варіацій. Тритерпеноїди включаються в себе понад 30 груп. Класифікувати їх можна у відповідність з величиною кількості кілець всередині структури аглікону:
- Тетрациклическая група містить чотири кільця, утворених вуглеводами і містяться в агликоне.
- Пентациклическая група володіє п’ятьма вуглецевими кільцями в структурі аглікону.
Тритерпенові глікозиди пентациклічні
Тритерпенові пентациклічні сапоніни включає в себе близько сімдесяти сімейств. Такі аглікони діляться на два типи груп, які є похідними для подальшого утворення різноманітних структур. Найпоширеніші: алеанан, урсалан, лупан. Тетрациклічні з’єднання сапонінів входять до групи даммаранов, циклоартанов, ланостанов, кукурбинатов і т. д.
Поняття глікоалкалоїдів
Серед сапонінів є глікоалкалоїди, речовини, що володіють різним набором властивостей. Головні їх особливості укладені в фунгицидном, моллюскоцидном, инсектицидном і протипухлинний вплив на організм.
Містити сапоніни можуть різні рослини, конкретний вид яких залежить від алкалоїду, які шукає суб’єкт. Наприклад, з’єднання глікоалкалоїдів можна виявити найчастіше у представників сімейства Пасльонових рослинних організмів, таких як картопля або томат. Ще вони містяться у представників сімейства Лілійних.
У відповідності зі структурою аглікону стероїдні алкалоїди діляться на спиросолановые і соланидановые алкалоїди. Атом азоту в таких речовинах виступає в ролі вторинного або третинного фрагмента ланцюга. Спиросолан – це аналог спиростана, содеражащий в собі азот. Соланидады розташовують азотом лише в индолизирующем фрагменті структури. Існує вуглеводний компонент деякого ряду глікоалкалоїдів, який володіє власним тривіальним найменуванням.
Ще один глікозид соланидина – це хаконин. Його гликозидный фрагмент (β-хакотриоза) утворюється з двох молекул рамнози і одного моносахариду – глюкози.
Процес біосинтезу
Щоб відповісти на питання про те, що це таке – сапоніни, необхідно ознайомитися з процесом їх утворення.
Біосинтез сапоніну протікає у відповідності з вказівками изопреноидного шляху, в ході якого утворюються трітерпени і стероїди. Відбувається з’єднання трьох одиниць ізопрену і п’яти вуглецевих атомів, які з’єднуються в «голову-хвіст», яку називають 15-вуглецевим фарнезилдисосфатом. Дві молекули цієї речовини піддаються об’єднанню і утворять 30-вуглецевий сквален. Отримане речовина (сквален) починається окислюватися до оксидоксвалена, який служить загальною точкою результату більшості реакцій за циклізації процесів біосинтезу тритерпеноидов. Отриманий оксидосквален починає циклироваться, але лише після подвергания розкриття епоксидного кільця і протонирования. В кінцевому підсумку утворюються карбокатионы.
Процес нейтралізації протікає з видаленням протона, в ході чого утворюється подвійна форма зв’язку або кільце циклопропанов. При реагуванні з H2O створює гідроксильну групу. Конкретизація стереохімії і форма скелета визначається завдяки набору беруть участь у реакції циклаз.
Фізіологічний вплив
Сапоніни впливають на організми найрізноманітнішим чином. Якщо розглядати на рівні гемолітичної активності, то варто зазначити їх здатність створювати комплексне утворення з молекулами холестерину. В ході цього процесу створюються пори, розташовані в порожнині подвійного шару клітинної мембрани, наприклад всередині еритроцитів. Така структура приводить до явища гемолізу, який відбувається при ін’єкції всередину вен. Вона дає можливість гемоглобіну вільно проникати в плазму крові. Важливо знати, що лише глигокизы володіють гемолітичною активністю, проте для організму людини або тварин вони токсичні, якщо вводити їх безпосередньо в кров. Пероральний прийом знижує шкоду від сапонінів.
Аналізовані речовини володіють високою токсичністю для тварин, що володіють зябрами. Сапоніни порушують функціональні здібності зябер, які, крім здійснення функції дихання, беруть участь у регуляції процесів сольового обміну і контролюють в організмі показники осмотичного тиску. Сапоніни викликають параліч і загибель холоднокровних мешканців водойм. Аглікони не є токсичним для таких тварин.
Сапоніни впливають на показники проникності клітин рослин. Деяка їх концентрація може прискорити насіннєве проростання, а також плекання і розвиток рослини. Використання великих концентрацій може приводити до зворотного ефекту в відношенні згаданих процесів. А також ці речовини володіють дратівливою дією на людські очі, ніс і порожнина рота. В залежності від їх концентрації, вони можуть викликати посилення роботи кожної залози в організмі або призводити до отруєння, діареї, блювоти і нудоти.
Існують речовини сапоніни, які мають кардіотонічними і нейротрофными властивості, серед яких можна відзначити: аралозидные, календулозидные, патризидные і клематозидные з’єднання. Рослинні сапоніни можуть надавати лікарську дію.
Способи експлуатації
Здатність до утворення піни дозволяє сапонінів знаходити своє застосування в якості детергентів для вогнегасників. Эмульзирующие особливості дають їм можливість використовуватися при стабілізації дисперсної системи емульсії чи суспензії. Завжди використовуються при виготовленні різних виробів кондитерської промисловості, а також з їх допомогою варять пиво. Фармакологічна дія сапонінів дає їм можливість експлуатуватися в якості засобів для: відхаркування, виведення урини, підтримці тонусу організму, як седативного засобу або як вакцина.
Підсумуємо, можна сказати, що сапоніни – це такі речовини, основний зміст яких зосереджено в рослинних організмах. Вони можуть чинити як позитивний, так і негативний вплив на організм. Можуть бути токсичними і призводити до загибелі безлічі живих істот. Широко застосовуються в медицині і детально досліджуються біохімічної галуззю наук.
