Propriedades surfactantes de saponinas derivadas de plantas
As plantas sintetizam um número quase ilimitado de substâncias químicas que atendem às suas funções ecológicas, incluindo a defesa contra herbívoros e doenças. Os principais compostos químicos dessas plantas incluem saponinas, esteróis, terpenos, saponinas triterpenóides, esteróides e pirazolonas (Hostettmann e Marston 1995). Por exemplo, as saponinas são compostos naturais encontrados em um grande número de plantas e também são um importante componente da dieta humana, que exibem uma variedade de atividades biológicas e representam um recurso significativo para a descoberta de medicamentos e agroquímicos.
Várias espécies na China são ricas fontes de saponinas derivadas de plantas, incluindo Mussaenda pubescens (Rubiaceae), Bupleurum chinense, Clinopodium chinense var. parviflorum e Clematis chinensis Osbeck (Ranunculaceae). Yucca Schidigera (família Agavaceae) também é conhecida por conter saponinas que possuem atividade antiviral, diurética, hipocolesterolêmica e imunomoduladora. Eles têm sido usados por milhares de anos na medicina tradicional. Eles são altamente biodegradáveis e também são considerados ecologicamente corretos porque são produzidos naturalmente pelas plantas, não são prejudiciais ao meio ambiente e não têm efeitos colaterais na saúde humana.
Esses produtos químicos exibem várias propriedades físico-químicas, como atividade de superfície, micelização, formação de espuma, detergência, umectação, emulsificação, dispersão e ligação à água. Alguns também são relatados como tendo uma ampla gama de atividades biológicas úteis, como atividades anti-inflamatórias, antimicrobianas, antifúngicas, antioxidantes, anticancerígenas, redutoras do colesterol e hemolíticas.
As propriedades físico-químicas e biológicas de saponinas derivadas de plantas são diversos. As propriedades físico-químicas das saponinas dependem da estrutura da molécula e da natureza da aglicona. Assim, a síntese desses compostos requer o conhecimento de seus componentes estruturais, bem como o modo de ligação à aglicona e o tipo de glicosilação. Entre esses compostos ativos estão as saponinas, que são uma grande família de glicosídeos anfifílicos contendo um esqueleto de triterpeno ou esterol apoiado por uma cadeia de carboidratos hidrofílicos. Os açúcares mais comuns nas saponinas são D-glicose, D-galactose, ácido D-glucurônico, ácido D-galacturônico, L-arabinose, D-xilose e D-frutose. As saponinas podem ser classificadas como monossacarídeos, dissacarídeos ou trissacarídeos, dependendo do número de cadeias de açúcar em sua estrutura. O monossacarídeo possui uma cadeia de açúcar na aglicona, geralmente ligada ao C-3. As saponinas dissacarídicas têm duas cadeias de açúcar com uma ligação éter em C-3, uma ligação éster para C-28 (agliconas triterpenóides) ou uma ligação éter para C-3 (furostenol agliconas). A natureza das agliconas e a maneira como diferentes cadeias e ligações de açúcares são conectadas resultam em uma variedade de compostos. Além disso, diferentes partes da planta podem conter saponinas com diferentes estruturas. A maioria das saponinas, incluindo avenacins, soyasaponins e yuccasaponins, são glicoalcalóides triterpenóides (Hostettmann e Marston 1995). Seus esqueletos são compostos de um oleano triterpeno cíclico ou estrutura esterol que é glicosilada com uma porção de açúcar na posição C-3.
Reduzir a tensão superficial
As saponinas extraídas de plantas têm um forte efeito na redução da tensão superficial. É transparente após dissolução em água, alta hidrofilicidade, e o efeito do éster de ácido graxo de sacarose e glicerídeo usado em alimentos é igual ou superior ao HLB. Badi e Khan usaram extratos de acácia, Sapindus mukorosi, Phyllanthusemblica, tâmaras azedas (Ziziphus spina christi) e Fructus aurantii (Citrus) aurantifolia para preparar xampus à base de ervas e a condição do cabelo de 20 voluntários foi avaliada. Os resultados mostraram que o shampoo herbal também se mostrou eficaz na limpeza e descontaminação, apresentando baixa tensão superficial, bolhas pequenas e boa estabilidade de espuma após 5 minutos.
Propriedades de espuma
As saponinas derivadas de plantas são sua atividade surfactante, razão pela qual esses compostos também são conhecidos como sabões. Eles são uma excelente fonte de surfactantes, pois podem reduzir significativamente a tensão superficial e aumentar a capacidade de espuma de soluções aquosas. As propriedades surfactantes das saponinas derivadas de plantas incluem habilidades espumantes, emulsificantes e detergentes. Essas propriedades são importantes em aplicações industriais, como produção de sabão e formulações alimentícias e farmacêuticas. Sob agitação aquosa, esses compostos produzem espumas estáveis. Esta propriedade tem sido atribuída às suas porções de açúcar altamente polares e suas estruturas não polares de triterpeno ou esteróis. As propriedades tensoativas das saponinas são atribuídas à estrutura anfifílica dessas moléculas, composta por agliconas apolares lipofílicas e porções glicona polares hidrofílicas.
Alta viscoelasticidade, solubilidade e rápida adsorção são benéficas para a formação de espuma estável. As saponinas com estrutura triterpênica são mais propensas a formar películas viscoelásticas e assim produzir espumas e emulsões estáveis. Comparamos as propriedades espumantes de extratos de saponinas de diferentes fontes vegetais (saponina, Astragalus, semente de camélia, castanheiro, Tribulus terrestris e Glycyrrhiza officinalis) e descobrimos que a espuma de saponinas de cadeia simples (Abel camélia e Aesculus) e cadeia dupla (saponina e Glycyrrhiza officinalis) foi mais denso e estável que o de glycyrrhiza officinalis. Portanto, conclui-se que a alta viscoelasticidade e o cisalhamento do filme de saponina na interface ar-água levam a maiores propriedades e estabilidade da espuma, enquanto a espuma do extrato de glicirrizina é instável devido à presença de alguns resíduos de açúcar na saponina e a poucas pontes de hidrogênio intermoleculares entre esses resíduos, o que torna a solubilidade da saponina pobre e enfraquece a rede de interface. As saponinas do Tribulus tribulus têm baixa viscoelasticidade interfacial, resultando em pouca formação de espuma. A solução de extrato bruto de saponina (0.5%) de camélia apresentou boa estabilidade de espuma (86.0%) após 5 minutos, comparável à obtida pelo lauril sulfato de sódio (93.6%). A solução de saponina pode reduzir a tensão superficial da água de 72 mN/m para 50 mN/m e mostrar molhabilidade.
Propriedade emulsificante
As fitosaponinas têm boa estabilidade emulsificante, que é a mesma que o éster de ácido graxo de sacarose e o éster de ácido graxo de poliglicerol, especialmente quando usado em especiarias. Suas propriedades espumantes e emulsificantes o tornam amplamente utilizado na medicina e em alguns cosméticos como aditivos.
Brahimet et ai. estudaram extratos brutos de saponinas das espécies vegetais Paronychia argentea e Spergularia marginata e descobriram que as saponinas tinham atividades antioxidantes e antibacterianas significativas. Devido à sua não toxicidade, eles podem ser adicionados em concentrações mais altas do que os antioxidantes sintéticos tradicionais. As propriedades bioativas das saponinas são atribuídas à sua capacidade anfipática de penetrar nas membranas, formar complexos com esteróis e causar a formação de poros (Roddick 1979; Roddick e Drysdale 1984). Embora se acredite que este seja o principal mecanismo de ação, muitas saponinas têm efeitos adicionais nos processos celulares, como atividade enzimática, transporte, integridade de organelas, funções relacionadas ao redox e transdução de sinal. Outras propriedades comumente atribuídas ao grupo incluem atividade hemolítica nos glóbulos vermelhos, capacidade de ligação ao colesterol e amargor. Estas propriedades podem ser benéficas ou prejudiciais dependendo da espécie vegetal e da natureza química das saponinas.
