Home / Trang Trại / Saponin: Đặc tính hóa lý, quá trình tổng hợp, tác dụng

Saponin: Đặc tính hóa lý, quá trình tổng hợp, tác dụng

/

Saponin là chất gì? đặc điểm cấu trúc của saponin cùng tác dụng đối với sức khỏe con người.

saponin là gì và tác dụng saponin với sức khỏe

1. Đặc điểm cấu trúc của các saponin

Saponin là gì? Saponin hay saponoside là một hợp chất glycoside tự nhiên có hoạt tính bề mặt. Đây là một nhóm đa dạng của terpenoid được đặc trưng bởi các cấu trúc khác nhau. Saponin được cấu tạo từ một aglycon steroid hoặc triterpenoid với một hoặc nhiều chuỗi đường. Những nghiên cứu phân lập thành phần hóa học mới nhất được công bố cho thấy, các hợp chất saponin của sâm tổng cộng có hơn 60 loại khác nhau, mà nhóm chất quan trọng nhất của loài sâm này là các saponin triterpenoid với các đại diện chính là MR2, Rb1 và Rg1 nằm trong nhóm dammaran, nhất là MR2 chiếm gần 50% hàm lượng saponin toàn phần.

Saponin triterpenoid có cấu trúc phần genin chứa 30 carbon, cấu tạo bởi 6 đơn vị hemiterpene. Các saponin này được chia thành hai loại: saponin triterpenoid pentacyclic có cấu trúc 5 vòng và saponin triterpenoid tetracyclic có 4 vòng. Saponin triterpenoid pentacyclic gồm nhóm olean, ursan, lupan và hopan. 

Nhóm olean chứa phần lớn các saponin triterpenoid trong tự nhiên, phần aglycol thường là β-amyrin, ít gặp hơn nhóm acid oleanoid. Nhóm lupan có vòng E là vòng 5 cạnh, thường có nối đôi ở vị trí 20-29. Nhóm hopan gần giống lupan chỉ khác methyl ở C18 có hướng α. Saponin triterpenoid tetracyclic gồm 3 nhóm chính là dammaran, lanosan và cucurbitan. Nhóm dammaran có phần aglycol có 4 vòng: A, B, C có 6 cạnh, D có 5 cạnh và một mạch nhánh 8 carbon. Nhóm lanosan khác với nhóm dammaran do có nhóm methyl gắn vào C13 thay vì C18. Nhóm cucurbitan có nhóm methyl gắn ở vị trí C10 thay vì C9 và có hướng β.

Từ phần dưới mặt đất (thân rễ và rễ củ) của sâm hoang dại đã phân lập và xác định được cấu trúc protopanaxatriol oxyd II và 52 hợp chất saponin bao gồm 26 saponin đã biết với tổng số hàm lượng chiếm khoảng 10,82% tổng hàm lượng các chất có trong rễ và 26 saponin có cấu trúc mới được đặt tên là vinaginsenoside V-R1 đến -R25 và 20-O-Me-G-Rh1. 

Các saponin dammaran quyết định tác dụng sinh học của sâm Triều Tiên cũng chiếm một tỷ lệ rất cao về hàm lượng và số lượng trong sâm (50/52 saponin phân lập được). Trong đó, các saponin dẫn xuất của 20(S)-protopanaxadiol gồm 22 hợp chất với đại diện chính là ginsenoside-Rb1, -Rb3, -Rd. Các saponin dẫn xuất của protopanaxatriol gồm 17 hợp chất với các đại diện chính là ginsenoside-Re, -Rg1, notoginsenoside-R1. Các saponin có cấu trúc occotillol gồm 11 hợp chất với các đại diện chính là majoside-R1 và -R2. Các hợp chất saponin mới trong củ sâm có một số đặc điểm đáng chú ý. V-R1 và V-R2 là saponin ocotillol có nhóm acetyl trên chuỗi đường ở C-6. V-R3 là chất duy nhất thiếu nhóm -OH tại vị trí C-12 trong tất cả các saponin được phân lập từ loài này. 

V-R4 là một saponin dẫn xuất của 20(S)- protopanaxatriol có mang một trong hai chuỗi đường ở C-3, trong khi các saponin này được tìm thấy trước đây chỉ mang các chuỗi đường ở C-6 và C-20, hoặc C-6 và C-12. V-R5 và -R6 là hai saponin có chứa cầu nối α-glycoside hiếm gặp trong tự nhiên. V-R7 là G-Rd xylosyl hoá. V-R8 có một mạch có liên kết đôi có hướng tại – OH ở C-25. 

Cấu trúc này có điểm tương đồng với majonoside-F4, có 3-O- và 20-Odiβ-d-glucoside trên cùng một nhóm aglycone. V-R9 cũng có liên kết đôi có hướng tại C-36 và có cấu trúc tương đồng với majonoside-F1. Các saponin V-R10, -R12, – R13, -R14, -R15, -R16, -R17, -R19, -R20, -R21 có cấu trúc aglycone mới. 

V-R13 là một glycoside đầu tiên phát hiện trong một loài sâm có aglycone là dammarenediol. Chất này có thể là một chất trung gian trong quá trình sinh tổng hợp của 20(S)-protopanaxadiol và 20(S)-protopanaxatriol.

Từ phần trên mặt đất (thân và lá) phân lập được 19 saponin, bao gồm 11 saponin đã biết và 8 saponin có cấu trúc mới được đặt tên là vinaginsenoside-L1-L8. Khác với phần dưới mặt đất, các saponin dẫn xuất của 20(S)-protopanaxadiol chiếm tỷ lệ rất cao trong thành phần saponin từ phần trên mặt đất với đại diện chính là notoginsenoside-Fc, G-RB3, N-Fe và V-L2. Các saponin 20(S)-protopanaxatriol gồm có P-RS1, G-Re và G-Rg1 với tỷ lệ thấp. Ngoài ra, sâm còn có các saponin có cấu trúc ocotillol với đại diện chính là V-R1 chiếm tỷ lệ thấp. 

2. Các tính chất hóa lý của các saponin

Saponin trong sâm đa số có vị đắng. Về mặt hóa lý, các saponin có tính chất là dễ tan trong nước, cồn; ít tan trong acetone, ether, hexan và lắc sẽ tạo bọt bền, cho nên saponin còn có khả năng phá vỡ hồng cầu một cách dễ dàng khi đi vào máu. 

Về mặt hóa học, saponin có khả năng tạo phức với cholesterol: những saponin triterpennoid tạo phức kém hơn loại steroid, trong đó digitonin kết hợp với cholesterol gần như hoàn toàn. Ngoài ra, những hợp chất này có khả năng tạo các phản ứng màu, khi hòa tan các saponin với sulphuric acid đậm đặc, màu sẽ thay đổi từ vàng, đỏ, xanh lá hay tím, với vanillin 1% trong HCl hơ nóng (phản ứng Rosenthaler) chuyển thành màu tím, phản ứng với antimoin trichloride trong dung dịch chloroform thì phát huỳnh quang xanh hoặc vàng. 

3. Vai trò của saponin trong các loại sâm

Các ginsenoside saponin chủ yếu tập trung ở ngoài tầng phát sinh của rễ và nhiều nhất ở phần vỏ chu bì (periderm) và vỏ nhu mô (cortex) bên ngoài phloem. Các saponin này có tính kháng khuẩn, diệt virus, hoặc chống lại côn trùng. Theo quan điểm này, có thể nói saponin là một trong những thành phần của cơ chế bảo vệ thực vật và xếp vào nhóm phytoalexin thuộc một nhóm lớn của các phân tử có chức năng bảo vệ, được gọi là phytoprotectant. 

Phytoalexin không có sẵn trong cây khỏe mạnh, mà cây chỉ tổng hợp các saponin này khi bị thương hoặc khi phải chống lại các cuộc tấn công của sâu hại, các mầm bệnh từ các vi sinh vật hoặc khi bị stress từ môi trường xung quanh. 

Việc tổng hợp các saponin chỉ giới hạn trong các mô bị xâm chiếm và xung quanh vùng tế bào bị thương hay nhiễm bệnh như một phần của cơ chế bảo vệ thực vật. Do vậy, dù các phytotoxic này có thể làm giảm khả năng phát triển của cây, nhưng chúng cần cho một hệ thống canh tác bền vững.

4. Con đường tổng hợp các triterpene saponin

con đường isoprenoid trong sinh tổng hợp triterpenoid saponin
Con đường isoprenoid trong sinh tổng hợp triterpenoid saponin

Sinh tổng hợp saponin là một quá trình phức tạp qua hai con đường trung gian là con đường mevalonate (MAV) và methyl-D-erythritol 4-phosphate (MEP), cả hai đều dẫn đến sự hình thành isopentenyl diphosphate (IPP) và đồng phân dimethylallyl diphosphate (DMAPP), đó là những tiền chất để hình thành tất cả các terpene. Tích hợp nhóm gen mở đầu đến kết thúc của IPP và DMAPP giúp hình thành các geranyl diphosphate (GPP) và trong bước này tạo ra sản phẩm trung gian là GPP synthase (GPS). Dưới xúc tác của FPP synthase (FPS), một đơn vị IPP được gắn vào GPP tạo FPP. 

Sau đó, squalene synthase (SS) sẽ xúc 12 tác cho phản ứng ngưng tụ hai đơn vị FPP tổng hợp nên squalene, đó là tiền thân cho cả steroid và triterpene saponin. Sau đó, thông qua phản ứng oxy hóa, squalene epoxidase (SE) chuyển hóa squalene thành 2,3-oxidosqualene, điểm khởi đầu thường thấy để tạo vòng trong sinh tổng hợp triterpene saponin. 

Việc tạo vòng của 2,3-oxidosqualene phụ thuộc vào β-amyrin, α-amyrin và dammarenediol dưới xúc tác của oxidosqualene cyclases (OSCs). Hơn 40 cyclases đã được nhân lên trong tế bào thực vật bậc cao. Trong đó, một số đã xác định được cấu trúc và chức năng như β-amyrin synthase, α-amyrin synthase và dammarenediol-II synthase. 

Bộ khung triterpenoid sau đó trải qua những thay đổi khác nhau, chẳng hạn như quá trình oxy hóa, chuyển hóa và glycosyl hóa, cũng như qua các trung gian xúc tác bởi các enzyme khác nhau. Tuy nhiên, có rất nhiều các enzyme tham gia vào các bước sau sinh tổng hợp saponin vẫn chưa biết tới.

This div height required for enabling the sticky sidebar
error: Content is protected !!
Ad Clicks : Ad Views : Ad Clicks : Ad Views : Ad Clicks : Ad Views : Ad Clicks : Ad Views : Ad Clicks : Ad Views : Ad Clicks : Ad Views : Ad Clicks : Ad Views : Ad Clicks : Ad Views :