植物來源的皂苷的表面活性劑特性

植物合成了幾乎無限數量的化學物質來發揮其生態功能，包括抵禦食草動物和疾病。 這些植物的主要化合物包括皂苷、甾醇、萜烯、三萜皂苷、類固醇和吡唑啉酮 (Hostettmann 和 Marston 1995)。 例如，皂苷是大量植物中發現的天然化合物，也是人類飲食的重要組成部分，具有多種生物活性，是藥物和農用化學品發現的重要資源。

中國的幾種植物是植物來源的皂苷的豐富來源，包括 Mussaenda pubescens（茜草科）、柴胡、Clinopodium chinense var. parviflorum 和 Clematis chinensis Osbeck（毛茛科）。 Yucca Schidigera（龍舌蘭科）也已知含有具有抗病毒、利尿、降膽固醇和免疫調節活性的皂甙。 它們在傳統醫學中已經使用了數千年。 它們是高度可生物降解的，也被認為是環保的，因為它們是由植物自然產生的，對環境無害，對人體健康沒有副作用。

這些化學品表現出各種物理化學性質，例如表面活性、膠束化、發泡、去污力、潤濕、乳化、分散和水結合。 據報導，有些還具有廣泛的有用生物活性，例如抗炎、抗微生物、抗真菌、抗氧化、抗癌、降低膽固醇和溶血活性。

的物理化學和生物學特性 植物來源的皂甙 是多種多樣的。 皂苷的物理化學性質取決於分子的結構和糖苷配基的性質。 因此，這些化合物的合成需要了解它們的結構成分，以及與糖苷配基的連接方式和糖基化類型。 在這些活性化合物中有皂苷，它是一大類兩親性糖苷，含有由親水碳水化合物鏈支持的三萜或甾醇主鏈。 皂苷中最常見的醣類是 D-葡萄糖、D-半乳糖、D-葡萄醣醛酸、D-半乳醣醛酸、L-阿拉伯糖、D-木糖和 D-果糖。 根據其結構中糖鏈的數量，皂苷可分為單醣、雙醣或三糖。 單醣在糖苷配基中有一條糖鏈，通常連接到 C-3。 二糖皂苷有兩條糖鏈，C-3 有一個醚鍵，C-28 有一個酯鍵（三萜類糖苷配基），C-3 有一個醚鍵（呋喃甾醇糖苷配基）。 糖苷配基的性質以及不同糖鍊和糖鍵的連接方式會產生多種化合物。 此外，植物的不同部位可以含有不同結構的皂甙。 大多數皂苷，包括燕麥皂苷、大豆皂苷和絲蘭皂苷，是三萜類配糖生物鹼 (Hostettmann 和 Marston 1995)。 它們的主鏈由環狀齊墩果烷三萜或甾醇結構組成，在 C-3 位置被糖基化。

降低表面張力

植物提取的皂苷對降低表面張力有很強的作用。 溶於水後呈透明狀，親水性高，用於食品的蔗醣脂肪酸酯和甘油酯的作用等於或高於HLB。 Badi 和 Khan 使用金合歡、無患子、Phyllanthusemblica、酸棗 (Ziziphus spina christi) 和 Fructus aurantii (Citrus) aurantifolia 提取物製備草本洗髮水，並對 20 名志願者的頭髮狀況進行了評估。 結果表明，草本洗髮水也被證明具有清潔和去污效果，5分鐘後表面張力低，氣泡小，泡沫穩定性好。

發泡性

植物來源的皂苷是它們的表面活性劑活性，這就是為什麼這些化合物也被稱為肥皂的原因。 它們是表面活性劑的極好來源，因為它們可以顯著降低表面張力並增加水溶液的發泡性。 植物來源的皂苷的表面活性劑特性包括發泡、乳化和洗滌能力。 這些特性在肥皂生產以及食品和藥物配方等工業應用中非常重要。 在攪拌水溶液時，這些化合物會產生穩定的泡沫。 這種特性歸因於它們的高度極性糖部分和它們的非極性三萜或甾醇主鏈。 皂苷的表面活性劑特性歸因於這些分子的兩親結構，由親脂性非極性糖苷配基和親水性極性糖基部分組成。

高粘彈性、溶解性和快速吸附有利於穩定的泡沫形成。 具有三萜結構的皂苷更容易形成粘彈性薄膜，從而產生穩定的泡沫和乳液。 我們比較了不同植物來源（皂苷、黃芪、山茶籽、板栗樹、刺蒺藜和甘草）皂苷提取物的發泡特性，發現單鏈皂苷（亞伯山茶和七葉樹）和雙鏈皂苷的發泡性能（皂苷和甘草）比甘草中的成分更稠密且更穩定。 因此，可以得出結論，皂苷膜在空氣-水界面處的高粘彈性和剪切力導致更高的泡沫性能和穩定性，而甘草甜素提取物的泡沫由於皂苷中存在少量糖殘基而不穩定。這些殘基之間的分子間氫鍵很少，這使得皂苷的溶解度差，界面網絡減弱。 刺蒺藜皂甙的界面粘彈性差，泡沫形成少。 0.5 分鐘後，山茶粗皂苷提取物 (86.0%) 溶液具有良好的泡沫穩定性 (5%)，與十二烷基硫酸鈉 (93.6%) 的泡沫穩定性相當。 皂甙溶液能使水的表面張力從72mN/m降低到50mN/m，表現出潤濕性。

乳化性

植物皂苷具有良好的乳化穩定性，與蔗醣脂肪酸酯、聚甘油脂肪酸酯相同，特別是用於香料中。 它的發泡和乳化性能使其廣泛用於醫藥和一些化妝品中作為添加劑。

布拉希梅特等人。 研究了植物物種 Paronychia argentea 和 Spergularia marginata 的粗皂苷提取物，發現皂苷具有顯著的抗氧化和抗菌活性。 由於它們無毒，因此可以以比傳統合成抗氧化劑更高的濃度添加。 皂苷的生物活性特性歸因於它們的兩親性穿透膜的能力，與甾醇複合並導致孔隙形成（Roddick 1979；Roddick 和 Drysdale 1984）。 雖然這被認為是主要的作用機制，但許多皂苷對細胞過程有額外的影響，例如酶活性、運輸、細胞器完整性、氧化還原相關功能和信號轉導。 通常歸因於該組的其他特性包括對紅細胞的溶血活性、膽固醇結合能力和苦味。 根據植物種類和皂苷的化學性質，這些特性可能有益或有害。