خصائص الفاعل بالسطح للسابونينات المشتقة من النبات

تصنع النباتات عددًا غير محدود تقريبًا من المواد الكيميائية التي تخدم وظائفها البيئية ، بما في ذلك الدفاع ضد الحيوانات العاشبة والأمراض. تشمل المركبات الكيميائية الرئيسية لهذه النباتات السابونين والستيرول والتربينات والصابونين ترايتيربينويد والمنشطات والبيرازولونات (Hostettmann and Marston 1995). على سبيل المثال ، السابونين ، هي مركبات طبيعية توجد في عدد كبير من النباتات وهي أيضًا مكون مهم في النظام الغذائي للإنسان ، والذي يعرض مجموعة متنوعة من الأنشطة البيولوجية ويمثل موردًا مهمًا لاكتشاف الأدوية والكيماويات الزراعية.

العديد من الأنواع في الصين هي مصادر غنية من السابونين المشتق من النباتات ، بما في ذلك Mussaenda pubescens (Rubiaceae) ، Bupleurum chinense ، Clinopodium chinense var. parviflorum و Clematis chinensis Osbeck (Ranunculaceae). من المعروف أيضًا أن يوكا شيديجيرا (عائلة Agavaceae) تحتوي على مادة الصابونين التي لها نشاط مضاد للفيروسات ومدر للبول ونقص كوليستيرول الدم ومعدّل مناعي. لقد تم استخدامها منذ آلاف السنين في الطب التقليدي. إنها قابلة للتحلل البيولوجي بدرجة كبيرة وتعتبر أيضًا صديقة للبيئة لأنها تنتج بشكل طبيعي عن طريق النباتات ، وليست ضارة بالبيئة وليس لها أي آثار جانبية على صحة الإنسان.

تُظهر هذه المواد الكيميائية العديد من الخصائص الفيزيائية والكيميائية مثل نشاط السطح ، والتكثيف ، والرغوة ، والتنظيف ، والترطيب ، والاستحلاب ، والتشتت ، وربط الماء. تم الإبلاغ أيضًا عن أن بعضها لديه مجموعة واسعة من الأنشطة البيولوجية المفيدة ، مثل الأنشطة المضادة للالتهابات ، ومضادات الميكروبات ، ومضادات الفطريات ، ومضادات الأكسدة ، ومضادات السرطان ، وخفض الكوليسترول ، وأنشطة انحلال الدم.

الخصائص الفيزيائية والكيميائية والبيولوجية الصابونين المشتق من النبات متنوعة. تعتمد الخواص الفيزيائية والكيميائية للسابونين على بنية الجزيء وطبيعة الأجليكون. ومن ثم ، فإن تخليق هذه المركبات يتطلب معرفة مكوناتها الهيكلية ، وكذلك طريقة الارتباط بالأجليكون ونوع الارتباط بالجليكوزيل. من بين هذه المركبات النشطة السابونين ، وهي عائلة كبيرة من الجليكوسيدات البرمائية التي تحتوي على ترايتيربين أو ستيرول العمود الفقري مدعومًا بسلسلة كربوهيدرات محبة للماء. السكريات الأكثر شيوعًا في الصابونين هي D-glucose و D-galactose و D-glucuronic acid و D-galacturonic acid و L-arabinose و D-xylose و D-fructose. يمكن تصنيف السابونين على أنه أحادي السكاريد ، أو ثنائي السكاريد ، أو ثلاثي السكاريد ، اعتمادًا على عدد سلاسل السكر في هيكلها. يحتوي السكريات الأحادية على سلسلة سكر في الأجليكون ، وعادة ما تكون مرتبطة بـ C-3. يحتوي الصابونين ثنائي السكريد على سلسلتين سكر مع رابطة إيثر في C-3 ، رابطة استر لـ C-28 (ترايتيربينويد aglycones) أو رابطة إيثر لـ C-3 (فورستينول aglycones). تؤدي طبيعة الجلايكونات والطريقة التي ترتبط بها سلاسل وروابط السكر المختلفة إلى مجموعة متنوعة من المركبات. بالإضافة إلى ذلك ، يمكن أن تحتوي أجزاء مختلفة من النبات على مادة الصابونين ذات الهياكل المختلفة. غالبية الصابونين ، بما في ذلك avenacins و soyasaponins و yuccasaponins ، هي triterpenoid glycoalkaloids (Hostettmann and Marston 1995). تتكون أعمدةها الفقرية من هيكل أوليان ترايتيربين دوري أو هيكل ستيرول غليكوزيلاتي مع جزء سكر في موضع C-3.

تقليل التوتر السطحي

مادة الصابونين المستخلصة من النباتات لها تأثير قوي في تقليل التوتر السطحي. إنه شفاف بعد الذوبان في الماء ، وارتفاع نسبة الماء ، وتأثير إستر الأحماض الدهنية للسكروز والجلسريد المستخدم في الطعام يساوي أو أعلى من HLB. استخدم بادي وخان مستخلصات نبات الأكاسيا ، Sapindus mukorosi ، Phyllanthusemblica ، التمر الحامض (Ziziphus spina christi) و Fructus aurantii (الحمضيات) تم استخدام مستخلصات aurantifolia لتحضير الشامبو العشبي وتم تقييم حالة شعر 20 متطوعًا. وأظهرت النتائج أن الشامبو العشبي أثبت أيضًا فعاليته في التنظيف والتطهير ، حيث أظهر توترًا سطحيًا منخفضًا وفقاعات صغيرة وثباتًا جيدًا للرغوة بعد 5 دقائق.

خصائص الرغوة

الصابونين المشتق من النبات هو نشاطها الخافض للتوتر السطحي وهذا هو السبب في أن هذه المركبات تعرف أيضًا باسم الصابون. إنها مصدر ممتاز للمواد الخافضة للتوتر السطحي لأنها يمكن أن تقلل التوتر السطحي بشكل كبير وتزيد من قابلية المحاليل المائية للرغوة. تشمل خصائص المواد الخافضة للتوتر السطحي للسابونينات المشتقة من النبات قدرات الرغوة والاستحلاب والمنظفات. هذه الخصائص مهمة في التطبيقات الصناعية مثل إنتاج الصابون والتركيبات الغذائية والصيدلانية. عند التحريض المائي ، تنتج هذه المركبات رغوة ثابتة. تُعزى هذه الخاصية إلى شقوق السكر القطبية للغاية وعمودها الفقري غير القطبي ترايتيربين أو ستيرول. تُعزى خصائص الخافض للتوتر السطحي للسابونين إلى التركيب البرمائي لهذه الجزيئات ، المكونة من محبة للدهون غير قطبية وشقوق جليكون قطبية محبة للماء.

تعد اللزوجة العالية ، والقابلية للذوبان ، والامتصاص السريع مفيدة لتكوين الرغوة المستقرة. من المرجح أن تشكل الصابونين مع بنية ترايتيربين أغشية لزجة مرنة وبالتالي إنتاج رغاوي ومستحلبات مستقرة. قمنا بمقارنة خصائص الرغوة لمستخلصات الصابونين من مصادر نباتية مختلفة (سابونين ، استراغالوس ، بذور الكاميليا ، شجرة الكستناء ، تريبولوس تيريستريس و Glycyrrhiza officinalis) ، ووجدنا أن رغوة الصابونين من السلسلة المفردة (Abel camellia and Aesculus) وسلسلة مزدوجة (saponin and Glycyrrhiza officinalis) كان أكثر كثافة وثباتًا من الجليسيريزا أوفيسيناليس. لذلك ، استنتج أن اللزوجة العالية وقص فيلم الصابونين عند السطح البيني بين الهواء والماء يؤديان إلى خصائص رغوة وثبات أعلى ، في حين أن الرغوة من مستخلص الجلسرهيزين غير مستقرة بسبب وجود القليل من بقايا السكر في الصابونين و عدد قليل من روابط الهيدروجين بين الجزيئات بين هذه البقايا ، مما يجعل قابلية ذوبان الصابونين رديئة ويضعف شبكة الواجهة. يحتوي الصابونين تريبولوس تريبولوس على مرونة منخفضة في اللزوجة السطحية ، مما يؤدي إلى تكوين القليل من الرغوة. كان لمحلول صابونين الخام (0.5٪) من الكاميليا ثبات جيد في الرغوة (86.0٪) بعد 5 دقائق ، وهو ما يماثل ذلك الذي حققته كبريتات لوريل الصوديوم (93.6٪). يمكن لمحلول الصابونين أن يقلل من التوتر السطحي للماء من 72mN / m إلى 50 mN / m ويظهر قابلية البلل.

خاصية الاستحلاب

تتمتع Phytosaponins باستقرار استحلاب جيد ، وهو نفس استير الأحماض الدهنية السكروز وإستر الأحماض الدهنية المتعددة الجلسرين ، خاصة عند استخدامها في التوابل. خصائصه الرغوية والاستحلاب تجعله يستخدم على نطاق واسع في الطب وبعض مستحضرات التجميل كمضافات.

Brahimet et al. درس مستخلصات الصابونين الخام من الأنواع النباتية Paronychia argentea و Spergularia marginata ووجد أن الصابونين له أنشطة كبيرة كمضاد للأكسدة ومضاد للبكتيريا. نظرًا لعدم سميتها ، يمكن إضافتها بتركيزات أعلى من مضادات الأكسدة الاصطناعية التقليدية. تُعزى الخصائص النشطة بيولوجيًا للصابونين إلى قدرتها على اختراق الأغشية المعقدة مع الستيرولات وتسبب تكوين المسام (Roddick 1979؛ Roddick and Drysdale 1984). بينما يُعتقد أن هذه هي الآلية الرئيسية للعمل ، فإن العديد من السابونين لها تأثيرات إضافية على العمليات الخلوية مثل نشاط الإنزيم ، والنقل ، وسلامة العضيات ، والوظائف المتعلقة بالأكسدة والاختزال ونقل الإشارات. تشمل الخصائص الأخرى التي تُنسب عادةً إلى المجموعة النشاط الانحلالي على خلايا الدم الحمراء ، والقدرة على الارتباط بالكوليسترول والمرارة. قد تكون هذه الخصائص مفيدة أو ضارة حسب نوع النبات والطبيعة الكيميائية للسابونين.