Сапоніни - що це таке? Визначення та властивості речовини

Сапоніни - що це таке? Визначення та властивості речовини

Сапоніни - що це таке?.. Дане питання і багато витікаючих з нього "загадки" ми постараємося розглянути тут. Ця стаття дозволить визначити їх класифікацію, існуючі види, значення терміну, якісні параметри фізичної та хімічної природи тощо.

Введення

Речовини сапоніни - це сполуки органічного типу, що входять до групи глікозидів, що походять від рослин і володіють поверхнево-активним набором властивостей. Мають широке поширення в природі і можуть міститися в органах рослин, починаючи зі стебля і закінчуючи плодом або квіткою. Основні структурні елементи представлені вуглеводною частиною та агліконом.

У цю групу речовин можуть відносити глікозиди, що містять азот стероїдного алкалоїду. Існує ряд глікозидів серцевого типу, однак вони не володіють біологічними властивостями, характерними для речовин всередині рослин, а тому розглядаються на окремому рівні.

Властивості фізичної природи

Властивості сапонінів, з фізичної точки зору, представлені повною відсутністю кольору, а також описувані речовини можуть володіти жовтуватим відтінком. Це аморфний тип речовин, які не мають конкретної температури, при якій вони починають плавитися. Такі сполуки розчиняються у воді і різноманітних спиртах, а в розчинниках органічного типу не розкладаються.

Їх специфіка полягає в наявності можливості знижувати натягнення на поверхні будь-яких рідин, зокрема, води. Відповідаючи на питання про те, що це таке - сапоніни, важливо також знати про існування агліконів або сапогенінів. Це найчастіше речовини володіють кристалічною формою і мають чіткі показники температури, при якій починається процес плавлення. Активність гемолітична відсутня.

Властивості хімічної природи

Хімічні властивості сапонінів обумовлюються параметрами структури аглікону, наявністю окремого набору функціональних груп і присутністю зв 'язку глікозидної природи.
У сапонінах розрізняють нейтральну і кислотну структуру сполуки. Показник кислотності обумовлює загальну кількість наявних груп - COOH всередині структури аглікону. А також важливо визначити, скільки уронових кислот присутнє в ланцюгу вуглеводу.

Всі сапоніни піддаються гідролізу в присутності кислоти або ферменту будь-якого типу, а деякі види можуть утворювати солі, як розчинні, так і нерозчинні.

Існуючі види

Класифікація сапонінів, залежно від особливостей будови і розташування атомів, виділяє стероїдні і тритерпенові групи. Перші синтезуються завдяки холестерину і включають в себе двадцять сім вуглецевих атомів. Тритерпенова група прямим шляхом утворюється зі сквалену. Їх загальне явище циклізації протікає без втрати атомів С.

Стероїдна структура

Визначення сапонінів тісно взаємопов 'язане з їх структурною формою. Їхні стероїдні представники містять речовини, вироблені від спіростану або фуростану. З огляду на те, що більшість з них походять від спиртів з 3-м положенням, у складі якого знаходиться гідроксил, їх іменують або спіро-, або фуростаноловими глікозидами.

Представники спіростанолових сапогенінів володіють найчастіше 27 атомами вуглецю. Вуглеводний компонент молекули включається в 3-гідроксилу і може розташовувати моносахариди: D-глюкозою, D-ксилозою, L-рамнозою, L-арабінозою, галактуроновою і глюкуроновою кислотами. Деякі представники сапонінів мають залишки D- хіновози, D-апіози і D-фукози.

Одним з найважливіших представників таких глікозидів є діосцин. Він утворюється з сапогенінових молекул діосгеніну і розгалуженого ланцюжка відразу трьох глікозидних речовин. Діосцин можна знайти в кореневищі рослин діоскореї.

Утворений з нього діосгенін широко застосовується у фармацевтичній галузі досліджень і методів лікування захворювань. Він служить похідною для створення безлічі кортикоїдних препаратів.

Фуростанол і похідні від нього сапоніни найчастіше включають в себе вуглецеві ланцюги і залишки D-глюкози. Процес відщеплення цукру, що проходить під впливом деяких ферментів, а також кислот, зрештою призводить до утворення спіростанолових сапонінів. Фурастаноли не надають облагаючого впливу на молекули холестерину, мають підвищеним ступенем гідрофільності і зниженими показниками поверхневої активності, в порівняння зі спіростанолами.

Глікозиди стероїдної природи мають низку властивостей, які дозволяють їм захищати рослини від різних патогенів.

Тритерпінова структура

Відповідаючи на питання про те, сапоніни - що це таке, важливо знати про наявність ряду речовин, які називають тритерпеновими.
Тритерпенові сапоніни володіють тридцятьма вуглецевими атомами, а їх хімічна структура мають величезну кількість варіацій. Тритерпеноїди включаються в себе понад 30 груп. Класифікувати їх можна у відповідність до кількості кілець всередині структури аглікону:

  • Тетрациклічна група містить чотири кільця, утворених вуглецями і що містяться в агліконі.
  • Пентаціклічна група володіє п 'ятьма вуглецями в структурі аглікону.

Тритерпенові пентаціклічні глікозиди

Тритерпенові пентаціклічні сапоніни включає в себе близько сімдесяти сімейств. Такі аглікони діляться на два типи груп, які служать похідними для подальшого утворення різноманітних структур. Найпоширеніші: алеанан, урсалан, лупан. Тетрациклічні сполуки сапонінів входять до груп даммаранів, циклоартанів, ланостанів, кукурбінатів тощо.

Поняття глікоалкалоїдів

Серед сапонінів є глікоалкалоїди, речовини, що володіють різним набором властивостей. Головні їхні особливості укладені у фунгіцидному, моллюскоцидному, інсектицидному і протипухлинному впливі на організм.

Містити сапоніни в собі можуть різні рослини, конкретний вид яких залежить від алкалоїду, які шукає суб 'єкт. Наприклад, сполуки глікоалкалоїдів можна виявити найчастіше в представниках сімейства Пасленових рослинних організмів, таких як картопля або томат. Ще вони містяться в представниках сімейства Лілейних.

У відповідність зі структурою аглікону стероїдні алкалоїди поділяються на спіросоланові і соланіданові алкалоїди. Атом азоту в таких речовинах виступає в ролі вторинного або третинного фрагмента ланцюга. Спіросолан - це аналог спіростану, що співчуває в собі азоту. Соланідади мають азот лише в індолізуючому фрагменті структури. Існує вуглеводний компонент деякого ряду глікоалкалоїдів, який володіє власним тривіальним найменуванням.

Ще один глікозид соланідину - це хаконін. Його глікозидний фрагмент (лід-хакотріозу) утворюється з двох молекул рамнози і одного моносахариду - глюкози.

Процес біосинтезу

Щоб відповісти на питання про те, що це таке - сапоніни, необхідно ознайомитися з процесом їх освіти.

Біосинтез сапоніну протікає відповідно до вказівок ізопреноїдного шляху, в ході якого утворюються тритерпени і стероїди. Відбувається з 'єднання трьох одиниць ізопрена і п' яти вуглецевих атомів, які з 'єднуються в "голову-хвіст", яку називають 15-вуглецевим фарнезилдисосфатом. Дві молекули цієї речовини піддаються об 'єднанню і утворюють 30-вуглецевий сквален. Отримана речовина (сквален) починається окислюватися до оксидоксвалену, який служить загальною точкою результату більшості реакцій щодо циклізації процесів біосинтезу тритерпеноїдів. Отриманий оксидосквален починає циклюватися, але лише після піддання розкриттю епоксидного колічка і протонування. Зрештою утворюються карбокатіони.

Процес нейтралізації протікає з видаленням протону, під час чого утворюється подвійна форма зв 'язку або кільце циклопропанів. При реагуванні з H2O створює гідроксильну групу. Конкретизація стереохімії і форма скелета визначається завдяки набору тих, хто бере участь у реакції циклаз.

Фізіологічний вплив

Сапоніни впливають на організми найрізноманітнішим чином. Якщо розглядати на рівні гемолітичної активності, то варто відзначити їх здатність створювати комплексну освіту з молекулами холестерину. Під час цього процесу створюються пори, розташовані в порожнині подвійного шару клітинної мембрани, наприклад всередині еритроцитів. Подібна структура призводить до явища гемолізу, який відбувається при ін 'єкції всередину вен. Вона дає можливість гемоглобіну вільно проникати в плазму крові. Важливо знати, що лише глігокізи мають гемолітичну активність, однак для організму людини або тварин вони токсичні, якщо вводити їх безпосередньо в кров. Пероральний прийом знижує шкоду від сапонінів.

Розглянуті речовини мають високу токсичність для тварин, що володіють жабрами. Сапоніни порушують функціональні спроможності жабр, які, крім здійснення функції дихання, беруть участь у регуляції процесів сольового обміну і контролюють в організмі показники осмотичного тиску. Сапоніни викликають параліч і загибель холоднокровних мешканців водойм. Аглікони не є токсичними для таких тварин.

Сапоніни впливають на показники проникності клітин рослин. Деяка їх концентрація може прискорити насіннєве проростання, а також вирощування і розвиток рослини. Використання великих концентрацій може призводити до зворотного ефекту щодо згаданих процесів. А також ці речовини мають дратівливий вплив на людські очі, ніс і порожнину рота. Залежно від їх концентрації, вони можуть викликати посилення роботи кожної залози в організмі або призводити до отруєння, діареї, блювоті і нудоти.

Існують речовини сапоніни, що володіють кардіотонічними і нейротрофними властивостями, серед яких можна відзначити: аралозидні, календулозидні, патризидні та клематозидні сполуки. Рослинні сапоніни можуть надавати лікарську дію.

Способи експлуатації

Здатність до утворення піни дозволяє сапонінам знаходити своє застосування в якості детергентів для вогнегасників. Емульзуючі особливості дають їм можливість використовуватися при стабілізації дисперсної системи емульсії або суспензії. Завжди використовуються вони при виготовленні різних виробів кондитерської промисловості, а також з їх допомогою варять пиво. Фармакологічна дія сапонінів дає їм можливість експлуатуватися в якості коштів для: відхаркування, виведення урини, підтримання тонусу організму, як седативного засобу або як вакцина.

Підсумуємо, можна сказати, що сапоніни - це такі речовини, основний вміст яких зосереджено в рослинних організмах. Вони можуть мати добрий і негативний вплив на організм. Можуть бути токсичними і призводити до загибелі безлічі живих істот. Широко застосовуються в медицині і детально досліджуються біохімічною галуззю наук.