Propriétés tensioactives des saponines d'origine végétale

Les plantes synthétisent un nombre presque illimité de produits chimiques qui servent leurs fonctions écologiques, y compris la défense contre les herbivores et les maladies. Les principaux composés chimiques de ces plantes comprennent les saponines, les stérols, les terpènes, les saponines triterpénoïdes, les stéroïdes et les pyrazolones (Hostettmann et Marston 1995). Par exemple, les saponines sont des composés naturels trouvés dans un grand nombre de plantes et sont également un élément important de l'alimentation humaine, qui présentent une variété d'activités biologiques et représentent une ressource importante pour la découverte de médicaments et d'agrochimie.

Plusieurs espèces en Chine sont de riches sources de saponines d'origine végétale, notamment Mussaenda pubescens (Rubiaceae), Bupleurum chinense, Clinopodium chinense var. parviflorum et Clematis chinensis Osbeck (Renonculacées). Yucca Schidigera (famille Agavaceae) est également connu pour contenir des saponines qui ont une activité antivirale, diurétique, hypocholestérolémiante et immunomodulatrice. Ils sont utilisés depuis des milliers d'années en médecine traditionnelle. Ils sont hautement biodégradables et sont également considérés comme respectueux de l'environnement car ils sont produits naturellement par les plantes, ne sont pas nocifs pour l'environnement et n'ont aucun effet secondaire sur la santé humaine.

Ces produits chimiques présentent diverses propriétés physico-chimiques telles que l'activité de surface, la micellisation, le moussage, la détergence, le mouillage, l'émulsification, la dispersion et la liaison à l'eau. Certains sont également signalés comme ayant un large éventail d'activités biologiques utiles, telles que des activités anti-inflammatoires, antimicrobiennes, antifongiques, antioxydantes, anticancéreuses, hypocholestérolémiantes et hémolytiques.

Les propriétés physico-chimiques et biologiques de saponines d'origine végétale sont divers. Les propriétés physico-chimiques des saponines dépendent de la structure de la molécule et de la nature de l'aglycone. Par conséquent, la synthèse de ces composés nécessite la connaissance de leurs composants structuraux, ainsi que le mode de fixation à l'aglycone et le type de glycosylation. Parmi ces composés actifs figurent les saponines, qui sont une grande famille de glycosides amphiphiles contenant un squelette triterpène ou stérol soutenu par une chaîne glucidique hydrophile. Les sucres les plus courants dans les saponines sont le D-glucose, le D-galactose, l'acide D-glucuronique, l'acide D-galacturonique, le L-arabinose, le D-xylose et le D-fructose. Les saponines peuvent être classées en monosaccharide, disaccharide ou triosaccharide, selon le nombre de chaînes de sucre dans leur structure. Le monosaccharide a une chaîne de sucre dans l'aglycone, généralement liée au C-3. Les saponines diosaccharidiques ont deux chaînes de sucre avec une liaison éther en C-3, une liaison ester pour C-28 (aglycones triterpénoïdes) ou une liaison éther pour C-3 (aglycones furosténol). La nature des aglycones et la manière dont les différentes chaînes et liaisons de sucre sont connectées donnent lieu à une variété de composés. De plus, différentes parties de la plante peuvent contenir des saponines de structures différentes. La majorité des saponines, y compris les avenacines, les soyasaponines et les yuccasaponines, sont des glycoalcaloïdes triterpénoïdes (Hostettmann et Marston 1995). Leurs squelettes sont composés d'une structure triterpène ou stérol oléane cyclique qui est glycosylée avec une fraction sucre en position C-3.

Réduit la tension superficielle

Les saponines extraites de plantes ont un fort effet sur la réduction de la tension superficielle. Il est transparent après dissolution dans l'eau, hydrophilie élevée et l'effet de l'ester d'acide gras de saccharose et du glycéride utilisé dans les aliments est égal ou supérieur au HLB. Badi et Khan ont utilisé des extraits d'acacia, de Sapindus mukorosi, de Phyllanthusemblica, de dattes acides (Ziziphus spina christi) et de Fructus aurantii (Citrus) aurantifolia pour préparer des shampooings à base de plantes et l'état des cheveux de 20 volontaires a été évalué. Les résultats ont montré que le shampooing aux herbes s'est également avéré efficace pour le nettoyage et la décontamination, montrant une faible tension superficielle, de petites bulles et une bonne stabilité de la mousse après 5 minutes.

Propriétés moussantes

Les saponines d'origine végétale sont leur activité tensioactive, raison pour laquelle ces composés sont également connus sous le nom de savons. Ils constituent une excellente source de tensioactifs car ils peuvent réduire considérablement la tension superficielle et augmenter la capacité de mousse des solutions aqueuses. Les propriétés tensioactives des saponines d'origine végétale comprennent des capacités moussantes, émulsifiantes et détergentes. Ces propriétés sont importantes dans les applications industrielles telles que la production de savon et les formulations alimentaires et pharmaceutiques. Lors d'une agitation aqueuse, ces composés produisent des mousses stables. Cette propriété a été attribuée à leurs fragments de sucre hautement polaires et à leurs squelettes triterpènes ou stérols non polaires. Les propriétés tensioactives des saponines sont attribuées à la structure amphiphile de ces molécules, composées d'aglycones non polaires lipophiles et de fragments glycones polaires hydrophiles.

Une viscoélasticité élevée, une solubilité et une adsorption rapide sont bénéfiques pour la formation de mousse stable. Les saponines à structure triterpénique sont plus susceptibles de former des films viscoélastiques et de produire ainsi des mousses et des émulsions stables. Nous avons comparé les propriétés moussantes d'extraits de saponines de différentes sources végétales (saponine, Astragale, graine de camélia, châtaignier, Tribulus terrestris et Glycyrrhiza officinalis), et avons constaté que la mousse des saponines à chaîne unique (Abel camélia et Aesculus) et à double chaîne (saponine et Glycyrrhiza officinalis) était plus dense et plus stable que celle de glycyrrhiza officinalis. Par conséquent, il est conclu que la viscoélasticité et le cisaillement élevés du film de saponine à l'interface air-eau conduisent à des propriétés et une stabilité de mousse plus élevées, tandis que la mousse de l'extrait de glycyrrhizine est instable en raison de la présence de quelques résidus de sucre dans la saponine et le peu de liaisons hydrogène intermoléculaires entre ces résidus, ce qui rend la solubilité des saponines médiocre et fragilise le réseau d'interface. Les saponines de Tribulus tribulus ont une faible viscoélasticité interfaciale, ce qui entraîne une faible formation de mousse. La solution d'extrait brut de saponine (0.5 %) de camélia avait une bonne stabilité de la mousse (86.0 %) après 5 minutes, ce qui était comparable à celle obtenue avec le laurylsulfate de sodium (93.6 %). La solution de saponine peut réduire la tension superficielle de l'eau de 72 mN/m à 50 mN/m et présenter une mouillabilité.

Propriété émulsifiante

Les phytosaponines ont une bonne stabilité émulsifiante, qui est la même que l'ester d'acide gras de saccharose et l'ester d'acide gras de polyglycérol, en particulier lorsqu'ils sont utilisés dans les épices. Ses propriétés moussantes et émulsifiantes en font un additif largement utilisé en médecine et dans certains cosmétiques.

Brahimet et al. ont étudié des extraits bruts de saponines d'espèces végétales Paronychia argentea et Spergularia marginata et ont découvert que les saponines avaient des activités antioxydantes et antibactériennes importantes. En raison de leur non-toxicité, ils peuvent être ajoutés à des concentrations plus élevées que les antioxydants synthétiques traditionnels. Les propriétés bioactives des saponines sont attribuées à leur capacité amphipathique à pénétrer les membranes, à former des complexes avec les stérols et à provoquer la formation de pores (Roddick 1979 ; Roddick et Drysdale 1984). Bien que cela soit considéré comme le principal mécanisme d'action, de nombreuses saponines ont des effets supplémentaires sur les processus cellulaires tels que l'activité enzymatique, le transport, l'intégrité des organites, les fonctions liées à l'oxydo-réduction et la transduction du signal. D'autres propriétés couramment attribuées au groupe comprennent l'activité hémolytique sur les globules rouges, la capacité de liaison au cholestérol et l'amertume. Ces propriétés peuvent être bénéfiques ou néfastes selon les espèces végétales et la nature chimique des saponines.