Тритерпеновые сапонины широко распространены в природе. Особенно богаты ими представители семейств аралиевых, гвоздичных, синюховых, бобовых, розоцветных, конскокаштановых и др. В настоящее время известно более 200 гликозидов тритерпеновой структуры, причём большинство из них изучены учеными бывшего Советского Союза (В.Г. Бухаров, Е.С. Кондратенко, Г.В. Лазурьевский, В.Я. Чирва, Э.П. Кемертелидзе и др.).

Стероидные сапонины содержатся в растениях различных семейств, но преимущественно в растениях семейства лилейных, диоскорейных, норичниковых, лютиковых и др.

Содержание сапонинов колеблется в заметных пределах в зависимости от органа растения, места и условий произрастания. В семенах обычно содержание их выше, чем в корнях (луковицах), а в корнях и корневищах их больше, чем в листьях. Растения одного вида, но заготовленные в различных местах, отличаются не только количественным содержанием, но и качественным составом.

Физико-химические свойства

Физико-химические свойства сапонинов зависят от строения сапогенинов и углеводных компонентов. Сапонины представляют собой, как правило, аморфные вещества. Кристаллические сапонины характерны для тех соединений, которые имеют в своем составе до 4-х моносахаридных остатков. Сахарные компоненты сапонинов могут содержать от 1 до 11 моносахаридов и их производных, соединенных между собой как линейно, так и с разветвлением цепи. Углеводная часть чаще всего находится при С-3.

При кислотном и ферментативном гидролизе сапонины расщепляются на углеводную часть и агликон. Продукты ступенчатого, частичного гидролиза называются просапогенинами.

Сапонины – вещества, обладающие сильной поверхностной активностью, что связано с наличием в одной молекуле гидрофильного и гидрофобного остатка. Оптически активны. Сапогенины, как правило, являются кристаллическими веществами с четкой температурой плавления.

Сапонины нерастворимы в органических растворителях. Растворимы в этиловом и метиловом спиртах. Растворимость сапонинов в воде определяется в основном количеством моносахаридов и увеличивается с их возрастанием. Гликозиды с 1 – 4 моносахаридными остатками обычно плохо растворимы в воде.

Прибавление этилового эфира или ацетона к спиртовым растворам сапонинов вызывает их осаждение, что используется в качестве метода очистки. Из водных растворов различные группы тритерпеновых сапонинов могут осаждаться солями тяжелых металлов, гидроксидом бария и другими реактивами. Тритерпеновые сапонины способны образовывать комплексы, нерастворимые в воде, с холестерином, дубильными веществами, белками. Соли затем разлагают угольной или серной кислотами; холестериновые комплексы – извлечением холестерина бензолом, толуолом и др.; белковые – извлечением гликозидов подходящими органическими растворителями.

Тритерпеновые сапонины могут быть нейтральными или кислыми соединениями. Кислотный характер сапонинов обуславливается карбоксильными группами, находящимися как в сапогенине, так и в уроновых кислотах углеводной цепочки. Кислые сапонины образуют соли.

Выделение сапонинов

Выделение сапонинов из растительного сырья идет по общей схеме выделения природных соединений и состоит из следующих этапов:

1. Получение экстракта с использованием в качестве растворителей метилового, этилового спиртов и воды. Сырье предварительно обрабатывают петролейным эфиром или четыреххлористым углеродом для разрушения комплексов сапонинов со стеринами, которые нерастворимы в спиртах.

2. Упаривание, очистка и выделение из полученного экстракта сапонинов с использованием колоночной хроматографии на оксиде алюминия, силикагеле и др. сорбентах.

Ряд методов основан на способности сапонинов образовывать нерастворимые в воде или водном растворе спиртов соли с гидроксидом бария, ацетатом свинца или комплексы с холестерином, белками. Полученные соли или комплексы отделяют и разрушают с помощью специальных реактивов и получают более чистые суммы сапонинов, которые подвергают дальнейшему разделению на индивидуальные компоненты.

Качественное обнаружение

Для качественных реакций на сапонины готовят водное извлечение из РС 1:10, нагревая его на водяной бане в течение 10 мин. Охлаждают, фильтруют и с фильтратом проводят качественные реакции.

При обнаружении сапонинов в РС используют реакции трех типов:

1. Реакции, основанные на физических свойствах сапонинов.

2. Реакции, основанные на химических свойствах сапонинов.

3. Реакции, основанные на биологических свойствах сапонинов.

К первой группе относится реакция пенообразования. Это не только чувствительная, но и довольно характерная проба, т.к. других веществ, обладающих такой способностью к пенообразованию, в растениях не встречается. Для ее выполнения берут две пробирки, в одну приливают определенный объем 0,1 н. NаОН (рН=13), в другую 0,1 н. раствор НСl (рН=1). В обе пробирки добавляют по 3-4 капли извлечения или раствора сапонина и сильно встряхивают. Если в сырье содержатся тритерпеновые сапонины, то в обеих пробирках образуется пена, равная по объему и стойкости. При наличии сапонинов стероидной группы в щелочной среде образуется пена, в несколько раз больше по объему и стойкости.

Ко второй группе обнаружения сапонинов в РС относятся реакции осаждения сапонинов и цветные реакции. Из водных растворов сапонины осаждаются гидроксидом бария и магния, солями меди, ацетатом свинца (тритерпеновые сапонины осаждаются средним ацетатом свинца, стероидные – основным). Из спиртовых извлечений (или растворов) стероидные и тритерпеновые сапонины выпадают в осадок при добавлении спиртового раствора холестерина в виде холестеридов.

К 2 мл водного извлечения прибавляют 1 мл 10% раствора нитрата натрия и 1 каплю концентрированной серной кислоты. Появляется кроваво-красное окрашивание.

К 2 мл водного извлечения прибавляют 1 мл концентрированной серной кислоты, 1 мл этилового спирта и 1 каплю 10% раствора сернокислого железа. При нагревании появляется сине-зеленое окрашивание (реакция Лафона).

Стероидные сапонины, как и сердечные гликозиды, дают реакцию Либермана-Бурхардта с образованием розового окрашивания, переходящего в зелено-синее.

К третьей группе реакций на сапонины относится реакция гемолиза эритроцитов крови за счет образования комплексов с холестерином мембран эритроцитов, вследствие чего оболочка эритроцита из полупроницаемой становится проницаемой, и гемоглобин выходит в плазму крови, окрашивая ее в красный цвет.

К 1 мл извлечения на изотоническом растворе добавляют 1 мл 2% взвеси эритроцитов в изотоническом растворе. Кровь становится прозрачной, ярко-красной (гемолиз). Ввиду того, что различные сапонины при одинаковой концентрации имеют разный гемолитический индекс (механизм гемолиза также различен), каждое сырье должно иметь свой стандарт – раствор чистого сапонина.

Для обнаружения сапонинов в растениях методом хроматографии используют спиртовые извлечения из сырья, которые хроматографируют в условиях, указанных в нормативной документации и после высушивания обрабатывают соответствующими реактивами. При определении стероидных сапонинов хроматограмму опрыскивают реактивом Санье (5% спиртовым раствором ванилина) и 10 мин нагревают в сушильном шкафу при температуре 110°С, затем опрыскивают 50% раствором серной кислоты и снова высушивают. При наличии стероидных гликозидов появляются пятна желтого цвета.

При определении тритерпеновых сапонинов (в случае аралозидов) хроматограмму опрыскивают 20% раствором серной кислоты, затем нагревают в сушильном шкафу при температуре 110°С в течение 10 мин. Аралозиды проявляются в виде пятен вишневого цвета.

                Количественное определение

Единого метода количественного определения сапонинов в сырье нет. Использовавшиеся гравиметрические методы и методы, основанные на физических и биологических свойствах сапонинов, малоспецифичны и не точны.

В настоящее время чаще используют физико-химические методы. Они основаны на сочетании хроматографического разделения сапонинов с последующим количественным определением их. Для этой цели используют чаще спектрофотометрические методы.

Суммарная фракция сапонинов, производных тритерпеновых кислот, может быть определена титриметрическими методами. Используются методы потенциометрического титрования (корни аралии манчжурской), титрования в неводных средах. Диосгенин в корневищах с корнями диоскореи дельтовидной определяют методом газовой хроматографии.

Стероидные сапонины на ТСХ дают розовые пятна при проявлении парами ортофосфорной кислоты и интенсивно флуоресцируют в УФ-свете. Количество вещества определяют по флуоресценции с помощью флуориметра.

Биологическое действие

Стероидные сапонины

Фунгицидная активность. Сапонинам присуще подавление жизнедеятельности некоторых низших организмов. Особенно сильно воздействуют они на грибы. Высокое фунгистатическое действие сапониновых гликозидов объясняется образованием комплексов этих соединений со стерином мембран грибных клеток. Это свойство сапонинов используется для борьбы с грибковым поражением растений.

Противоопухолевая активность. Она выявлена у ряда сапониновых гликозидов. Установлено, что основной частью молекулы, ответственной за цитостатическую активность сапониновых гликозидов, являются стероидный агликон и его полярность. Углеводная часть оказывает влияние на растворимость и, вероятно, лишь содействует транспорту стероидных гликозидов через клеточные мембраны.

Противосклеротическое действие. Стероидные сапонины влияют на развитие атеросклероза, некоторые из них понижают артериальное давление, нормализуют учащенный ритм сердечных сокращений. Особенно важным эффектом стероидных сапонинов является их влияние на содержание холестерина в крови.

Стероидные сапонины используются как сырье для синтеза стероидных гормонов.

Тритерпеновые сапонины

Сапонины и пыль сапониноносного сырья вызывают раздражение слизистой оболочки глаз, носа, полости рта. Сапонины обладают жгучим горьким вкусом, раздражают слизистую оболочку глотки, желудка и кишок, вызывая рефлекторное возбуждение центра рвоты и увеличивая бронхиальную секрецию. При попадании в кровь они очень токсичны, вызывают гимолиз и паралич центральной нервной системы (прежде всего дыхательного центра). Однако, при приеме сапонинов внутрь их резорбтивное действие не проявляется, т.к они не проявляют гемолитической активности.

Применяют сапонины при бронхите с выделением небольшого количества густой вязкой мокроты, при сухом кашле. Эти средства усиливают секрецию бронхиальных желез, разжижают мокроту, понижают ее вязкость.

Сапонины солодки оказывают противовоспалительное, регулирующее водно-солевой обмен, антиаллергическое действия.

Сапонины аралии, заманихи обладают стимулирующим действием, способствуют повышению сопротивляемости организма к неблагоприятным воздействиям и применяются как общеукрепляющие средства.

Сапонины женьшеня обуславливают его адаптогенное действие.

Эмульгирующие свойства сапонинов используются для стабилизации различных лекарственных форм и в других целях.

Сырье, содержащее сапонины, хранится по общему списку, сроки хранения индивидуальны для каждого вида сырья. При переработке сапониносодержащего сырья следует принимать меры предосторожности, поскольку при вдыхании пыли возможно возникновение аллергических реакций.