Propiedades tensioactivas de las saponinas de origen vegetal

Las plantas sintetizan una cantidad casi ilimitada de sustancias químicas que cumplen sus funciones ecológicas, incluida la defensa contra los herbívoros y las enfermedades. Los principales compuestos químicos de estas plantas incluyen saponinas, esteroles, terpenos, saponinas triterpenoides, esteroides y pirazolonas (Hostettmann y Marston 1995). Por ejemplo, las saponinas son compuestos naturales que se encuentran en una gran cantidad de productos botánicos y también son un componente importante de la dieta humana, que exhiben una variedad de actividades biológicas y representan un recurso importante para el descubrimiento de fármacos y agroquímicos.

Varias especies en China son ricas fuentes de saponinas derivadas de plantas, incluidas Mussaenda pubescens (Rubiaceae), Bupleurum chinense, Clinopodium chinense var. parviflorum y Clematis chinensis Osbeck (Ranunculaceae). También se sabe que Yucca Schidigera (familia Agavaceae) contiene saponinas que tienen actividad antiviral, diurética, hipocolesterolémica e inmunomoduladora. Se han utilizado durante miles de años en la medicina tradicional. Son altamente biodegradables y también se consideran ecológicos porque son producidos naturalmente por las plantas, no son dañinos para el medio ambiente y no tienen efectos secundarios en la salud humana.

Estos productos químicos exhiben varias propiedades fisicoquímicas, como actividad superficial, micelización, formación de espuma, detergencia, humectación, emulsificación, dispersión y retención de agua. También se informa que algunos tienen una amplia gama de actividades biológicas útiles, como actividades antiinflamatorias, antimicrobianas, antifúngicas, antioxidantes, anticancerígenas, reductoras del colesterol y hemolíticas.

Las propiedades fisicoquímicas y biológicas de saponinas de origen vegetal son diversos Las propiedades fisicoquímicas de las saponinas dependen de la estructura de la molécula y de la naturaleza de la aglicona. Por tanto, la síntesis de estos compuestos requiere el conocimiento de sus componentes estructurales, así como del modo de unión a la aglicona y el tipo de glicosilación. Entre estos compuestos activos se encuentran las saponinas, que son una gran familia de glucósidos anfifílicos que contienen un esqueleto de triterpeno o esterol respaldado por una cadena hidrofílica de carbohidratos. Los azúcares más comunes en las saponinas son D-glucosa, D-galactosa, ácido D-glucurónico, ácido D-galacturónico, L-arabinosa, D-xilosa y D-fructosa. Las saponinas se pueden clasificar como monosacárido, disacárido o triosacárido, según el número de cadenas de azúcar en su estructura. El monosacárido tiene una cadena de azúcar en la aglicona, generalmente unida a C-3. Las saponinas diosacáridas tienen dos cadenas de azúcar con un enlace éter en C-3, un enlace éster para C-28 (agliconas triterpenoides) o un enlace éter para C-3 (agliconas furostenol). La naturaleza de las agliconas y la forma en que se conectan las diferentes cadenas y enlaces de azúcar dan como resultado una variedad de compuestos. Además, diferentes partes de la planta pueden contener saponinas con diferentes estructuras. La mayoría de las saponinas, incluidas las avenacinas, las saponinas de soja y las yucacasaponinas, son glicoalcaloides triterpenoides (Hostettmann y Marston 1995). Su columna vertebral está compuesta por una estructura de esterol o triterpeno de oleano cíclico que está glicosilada con un resto de azúcar en la posición C-3.

Reducir la tensión superficial

Las saponinas extraídas de plantas tienen un fuerte efecto en la reducción de la tensión superficial. Es transparente después de la disolución en agua, alta hidrofilia, y el efecto del éster de ácido graso de sacarosa y el glicérido que se usa en los alimentos es igual o superior al HLB. Badi y Khan usaron extractos de acacia, Sapindus mukorosi, Phyllanthusemblica, dátiles ácidos (Ziziphus spina christi) y Fructus aurantii (Citrus) aurantifolia para preparar champús a base de hierbas y se evaluó la condición del cabello de 20 voluntarios. Los resultados mostraron que el champú a base de hierbas también demostró ser efectivo en la limpieza y descontaminación, mostrando baja tensión superficial, pequeñas burbujas y buena estabilidad de la espuma después de 5 minutos.

Propiedades espumantes

Las saponinas de origen vegetal son su actividad tensioactiva, razón por la cual estos compuestos también se conocen como jabones. Son una excelente fuente de tensioactivos, ya que pueden reducir significativamente la tensión superficial y aumentar la espumabilidad de las soluciones acuosas. Las propiedades tensioactivas de las saponinas derivadas de plantas incluyen capacidades de formación de espuma, emulsificación y detergente. Estas propiedades son importantes en aplicaciones industriales como la producción de jabón y las formulaciones alimentarias y farmacéuticas. Tras la agitación acuosa, estos compuestos producen espumas estables. Esta propiedad se ha atribuido a sus restos de azúcar altamente polares y sus cadenas principales de triterpenos o esteroles no polares. Las propiedades tensioactivas de las saponinas se atribuyen a la estructura anfifílica de estas moléculas, compuesta de agliconas no polares lipofílicas y restos de glicona polar hidrófila.

La alta viscoelasticidad, la solubilidad y la rápida adsorción son beneficiosas para la formación estable de espuma. Es más probable que las saponinas con estructura triterpénica formen películas viscoelásticas y, por lo tanto, produzcan espumas y emulsiones estables. Comparamos las propiedades espumantes de extractos de saponina de diferentes fuentes vegetales (saponina, Astragalus, semilla de camelia, castaño, Tribulus terrestris y Glycyrrhiza officinalis), y encontramos que la espuma de saponinas de cadena simple (Abel camellia y Aesculus) y cadena doble (saponina y Glycyrrhiza officinalis) fue más denso y más estable que el de glicyrrhiza officinalis. Por lo tanto, se concluye que la alta viscoelasticidad y cizallamiento de la película de saponina en la interfase aire-agua conducen a una mayor estabilidad y propiedades de la espuma, mientras que la espuma del extracto de glicirricina es inestable debido a la presencia de algunos residuos de azúcar en la saponina y la pocos enlaces de hidrógeno intermoleculares entre estos residuos, lo que hace que la solubilidad de la saponina sea pobre y debilita la red de interfaz. Las saponinas de Tribulus tribulus tienen una viscoelasticidad interfacial pobre, lo que resulta en poca formación de espuma. La solución de extracto crudo de saponina (0.5 %) de camelia tuvo una buena estabilidad de la espuma (86.0 %) después de 5 minutos, que fue comparable a la lograda por el lauril sulfato de sodio (93.6 %). La solución de saponina puede reducir la tensión superficial del agua de 72 mN/m a 50 mN/m y mostrar humectabilidad.

Propiedad emulsionante

Las fitosaponinas tienen una buena estabilidad emulsionante, que es la misma que la del éster de ácido graso de sacarosa y el éster de ácido graso de poliglicerol, especialmente cuando se usan en especias. Sus propiedades espumantes y emulsionantes hacen que sea muy utilizado en medicina y en algunos cosméticos como aditivo.

Brahimet et al. estudió extractos crudos de saponinas de las especies de plantas Paronychia argentea y Spergularia marginata y descubrió que las saponinas tenían importantes actividades antioxidantes y antibacterianas. Debido a que no son tóxicos, se pueden agregar en concentraciones más altas que los antioxidantes sintéticos tradicionales. Las propiedades bioactivas de las saponinas se atribuyen a su capacidad anfipática para penetrar membranas, formar complejos con esteroles y provocar la formación de poros (Roddick 1979; Roddick y Drysdale 1984). Si bien se cree que este es el principal mecanismo de acción, muchas saponinas tienen efectos adicionales en los procesos celulares, como la actividad enzimática, el transporte, la integridad de los orgánulos, las funciones relacionadas con la redox y la transducción de señales. Otras propiedades comúnmente atribuidas al grupo incluyen la actividad hemolítica en los glóbulos rojos, la capacidad de unión al colesterol y el amargor. Estas propiedades pueden ser beneficiosas o perjudiciales según la especie vegetal y la naturaleza química de las saponinas.