Proprietà tensioattive delle saponine di origine vegetale
Le piante sintetizzano un numero quasi illimitato di sostanze chimiche che svolgono le loro funzioni ecologiche, compresa la difesa contro gli erbivori e le malattie. I principali composti chimici di queste piante includono saponine, steroli, terpeni, saponine triterpeniche, steroidi e pirazoloni (Hostettmann e Marston 1995). Ad esempio, le saponine, sono composti naturali che si trovano in un gran numero di prodotti botanici e sono anche un componente importante della dieta umana, che esibiscono una varietà di attività biologiche e rappresentano una risorsa significativa per la scoperta di farmaci e agrochimici.
Diverse specie in Cina sono ricche fonti di saponine di origine vegetale, tra cui Mussaenda pubescens (Rubiaceae), Bupleurum chinense, Clinopodium chinense var. parviflorum e Clematis chinensis Osbeck (Ranunculaceae). La Yucca Schidigera (famiglia Agavaceae) è nota anche per contenere saponine che hanno attività antivirale, diuretica, ipocolesterolemizzante e immunomodulante. Sono stati usati per migliaia di anni nella medicina tradizionale. Sono altamente biodegradabili e sono anche considerati ecologici perché prodotti naturalmente dalle piante, non sono dannosi per l'ambiente e non hanno effetti collaterali sulla salute umana.
Queste sostanze chimiche presentano varie proprietà fisico-chimiche come l'attività superficiale, la micellizzazione, la formazione di schiuma, la detergenza, la bagnatura, l'emulsione, la dispersione e il legame con l'acqua. Alcuni sono anche segnalati per avere una vasta gamma di utili attività biologiche, come attività antinfiammatorie, antimicrobiche, antimicotiche, antiossidanti, antitumorali, ipocolesterolemizzanti ed emolitiche.
Le proprietà fisico-chimiche e biologiche di saponine di origine vegetale sono diversi. Le proprietà fisico-chimiche delle saponine dipendono dalla struttura della molecola e dalla natura dell'aglicone. Pertanto, la sintesi di questi composti richiede la conoscenza dei loro componenti strutturali, nonché la modalità di attacco all'aglicone e il tipo di glicosilazione. Tra questi composti attivi ci sono le saponine, che sono una grande famiglia di glicosidi anfifilici contenenti una spina dorsale di triterpeni o steroli sostenuta da una catena idrofila di carboidrati. Gli zuccheri più comuni nelle saponine sono D-glucosio, D-galattosio, acido D-glucuronico, acido D-galatturonico, L-arabinosio, D-xilosio e D-fruttosio. Le saponine possono essere classificate come monosaccaride, disaccaride o triosaccaride, a seconda del numero di catene di zucchero nella loro struttura. Il monosaccaride ha una catena di zucchero nell'aglicone, solitamente legata al C-3. Le saponine disaccaridiche hanno due catene di zucchero con un legame etereo in C-3, un legame estere per C-28 (agliconi triterpenici) o un legame etereo per C-3 (agliconi furostenolo). La natura degli agliconi e il modo in cui le diverse catene e legami di zucchero sono collegati danno luogo a una varietà di composti. Inoltre, diverse parti della pianta possono contenere saponine con strutture diverse. La maggior parte delle saponine, comprese le avenacine, le saponine di soia e le yuccasaponine, sono glicoalcaloidi triterpenici (Hostettmann e Marston 1995). Le loro spine dorsali sono composte da una struttura di triterpene oleano ciclico o sterolo che è glicosilata con una porzione di zucchero nella posizione C-3.
Ridurre la tensione superficiale
Le saponine estratte dalle piante hanno un forte effetto sulla riduzione della tensione superficiale. È trasparente dopo la dissoluzione in acqua, elevata idrofilia e l'effetto dell'estere di acido grasso saccarosio e del gliceride utilizzato negli alimenti è uguale o superiore all'HLB. Badi e Khan hanno utilizzato estratti di acacia, Sapindus mukorosi, Phyllanthusmblica, datteri acidi (Ziziphus spina christi) e Fructus aurantii (Citrus) aurantifolia per preparare shampoo a base di erbe ed è stata valutata la condizione dei capelli di 20 volontari. I risultati hanno mostrato che lo shampoo alle erbe si è rivelato efficace anche nella pulizia e nella decontaminazione, mostrando una bassa tensione superficiale, piccole bolle e una buona stabilità della schiuma dopo 5 minuti.
Proprietà schiumose
Le saponine di origine vegetale sono la loro attività tensioattiva, motivo per cui questi composti sono noti anche come saponi. Sono un'ottima fonte di tensioattivi in quanto possono ridurre significativamente la tensione superficiale e aumentare la schiumabilità delle soluzioni acquose. Le proprietà tensioattive delle saponine di origine vegetale includono capacità schiumogene, emulsionanti e detergenti. Queste proprietà sono importanti nelle applicazioni industriali come la produzione di saponi e le formulazioni alimentari e farmaceutiche. Sotto agitazione acquosa, questi composti producono schiume stabili. Questa proprietà è stata attribuita alle loro frazioni di zucchero altamente polari e alle loro dorsali di triterpeni o steroli non polari. Le proprietà tensioattive delle saponine sono attribuite alla struttura anfifilica di queste molecole, composte da agliconi non polari lipofili e porzioni di gliconi polari idrofili.
Elevata viscoelasticità, solubilità e rapido assorbimento favoriscono la formazione stabile della schiuma. È più probabile che le saponine con struttura triterpenica formino pellicole viscoelastiche e quindi producano schiume ed emulsioni stabili. Abbiamo confrontato le proprietà schiumogene degli estratti di saponina da diverse fonti vegetali (saponina, Astragalo, seme di camelia, castagno, Tribulus terrestris e Glycyrrhiza officinalis), e abbiamo scoperto che la schiuma di saponine a catena singola (Abel camelia e Aesculus) e a catena doppia (saponina e Glycyrrhiza officinalis) era più denso e più stabile di quello della glycyrrhiza officinalis. Pertanto, si conclude che l'elevata viscoelasticità e taglio del film di saponina all'interfaccia aria-acqua portano a proprietà e stabilità della schiuma più elevate, mentre la schiuma dell'estratto di glicirrizina è instabile a causa della presenza di pochi residui di zucchero nella saponina e nel pochi legami idrogeno intermolecolari tra questi residui, il che rende scarsa la solubilità della saponina e indebolisce la rete di interfaccia. Le saponine Tribulus tribulus hanno una scarsa viscoelasticità interfacciale, con conseguente scarsa formazione di schiuma. La soluzione di estratto di saponina grezza (0.5%) di camelia presentava una buona stabilità della schiuma (86.0%) dopo 5 minuti, che era paragonabile a quella ottenuta con sodio lauril solfato (93.6%). La soluzione di saponina può ridurre la tensione superficiale dell'acqua da 72 mN/m a 50 mN/m e mostrare bagnabilità.
Proprietà emulsionante
Le fitosaponine hanno una buona stabilità emulsionante, che è la stessa dell'estere di acidi grassi del saccarosio e dell'estere di acidi grassi del poliglicerolo, specialmente se usate nelle spezie. Le sue proprietà schiumogene ed emulsionanti lo rendono ampiamente utilizzato in medicina e in alcuni cosmetici come additivi.
Brahimet et al. hanno studiato estratti di saponine grezze dalle specie vegetali Paronychia argentea e Spergularia marginata e hanno scoperto che le saponine avevano significative attività antiossidanti e antibatteriche. A causa della loro non tossicità, possono essere aggiunti a concentrazioni più elevate rispetto ai tradizionali antiossidanti sintetici. Le proprietà bioattive delle saponine sono attribuite alla loro capacità anfipatica di penetrare nelle membrane, complessarsi con gli steroli e causare la formazione di pori (Roddick 1979; Roddick e Drysdale 1984). Sebbene si ritenga che questo sia il principale meccanismo d'azione, molte saponine hanno effetti aggiuntivi sui processi cellulari come l'attività enzimatica, il trasporto, l'integrità degli organelli, le funzioni redox e la trasduzione del segnale. Altre proprietà comunemente attribuite al gruppo includono l'attività emolitica sui globuli rossi, la capacità di legare il colesterolo e l'amarezza. Queste proprietà possono essere benefiche o dannose a seconda delle specie vegetali e della natura chimica delle saponine.
