Tài liệu Tổng quan về saponin và bước đầu tìm hiểu về sapon trong hạt trà lâm đồng

Luận văn tốt nghiệp GVHD: Nguyễn Thị Ngọc Yến ĐẶT VẤN ĐỀ rCHƯƠNG 1: Trong xã hội hiện đại ngày nay, khi mà cuộc sống con người ngày một nâng cao, môi trường ngày một ô nhiễm thì các sản phẩm, hoạt chất có nguồn gốc sinh học, có lợi cho sức khỏe luôn được quan tâm và phát triển. Một trong số những hoạt chất sinh học được quan tâm, nghiên cứu và ứng dụng rất nhiều trong y học hiện nay là nhóm hợp chất saponin. Vậy saponin là gì? Nguồn thu nhận saponin từ đâu? Có thể nói, nguồn thu nhận saponin là rất phong phú và đa dạng, thế nhưng hiện nay nếu chú ý, chúng ta có thể nhận thấy rằng, trên các trang web của thế giới đặc biệt là Trung Quốc đang rao bán rất sôi nổi các sản phẩm saponin trích ly từ hạt trà. Vậy tại sao, nước chúng ta - một nước trồng và xuất khẩu trà nổi tiếng thế giới - lại không nghiên cứu, khai thác sản phẩm này. Saponin trích ly từ hạt trà đã được nhiều nước công nhận là có ứng dụng nhiều trong ngành thực phẩm, nhất là trong lĩnh vực đồ uống về khả năng tạo nhũ, tạo bọt rất tốt. Hơn nữa, hiện nay, chúng ta đều biết rằng, các hạt trà gần như là một phế phẩm trong ngành công nghiệp trồng trà. Kĩ thuật trồng trà bằng hạt dần đang được thay thế bằng các kỹ thuật trồng trà vô tính. Do đó hạt trà hiện nay chỉ là một thứ phế phẩm, không được sử dụng. Thời gian gần đây có công ty TNHH XD TM Huỳnh Gia, 37 Gò Công, phường 13, quận 5 tp HCM, đang rao bán sản phẩm saponin từ trà nhưng theo sự tìm hiểu thì đây đơn giản chỉ là bột được xây từ một loại hạt trà có nguồn gốc từ Trung Quốc, không phải là saponin trích ly từ hạt trà. Vậy tại sao các nhà khoa học Việt Nam lại không quan tâm đến saponin trích ly từ hạt trà. Phải chăng do điều kiện thổ nhưỡng mà hạt trà Việt Nam không chứa saponin hoặc saponin trong hạt trà Việt Nam không có những tác dụng sinh học tốt như saponin trích ly từ hạt trà ở các nước khác. Với những lí do đó, tôi quyết định thực hiện đề tài này nhằm giải đáp phần nào những thắc mắc trên. Cụ thể đề tài : - Tìm hiểu về nhóm hợp chất sinh học saponin. - Tìm hiểu và nghiên cứu saponin từ hạt trà xanh Lâm Đồng. SVTH: Võ Ngô Thu Vân 1 Luận văn tốt nghiệp GVHD: Nguyễn Thị Ngọc Yến CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN VỀ SAPONIN 2.1 Tổng quan về saponin [7], [13], [18], [15], [26]. Saponin là một thuật ngữ do L.Kofler, một nhà hóa học người Áo, đề xuất từ năm 1927 trong cuốn ”Die Saponin”, dùng để chỉ một nhóm hợp chất tự nhiên lớn thường gặp trong thực vật. Tiền tố sapo có nghĩa là xà phòng; và thực tế thường gặp từ “saponification” có nghĩa là sự xà phòng hóa trong cả tiếng Anh và tiếng Pháp. Theo đó, saponin là một glycosid có trọng lượng phân tử lớn (gồm sapogenin-mạch đường), được thể hiện rõ trong sơ đồ sau: Saponin + Glycon Aglycon Đường Sapogenin 1 Glucose 2 Arabinose 3 Xylose 4 Glucuronic acid Saponin trung tính Saponin axít Steroid Triterpenoids Hình 2.1: Thành phần của một saponin SVTH: Võ Ngô Thu Vân 2 Luận văn tốt nghiệp GVHD: Nguyễn Thị Ngọc Yến a. Một số tính chất cơ bản của saponin: Tạo nhiều bọt và bền khi lắc với nước: vì có hoạt tính bề mặt cao do phân tử saponin có một đầu ưa nước và một đầu kỵ nước. Tính chất này làm cho saponin giống xà phòng: có tính nhũ hóa và tẩy sạch. Tính phá huyết: làm vỡ hồng cầu ngay ở nồng độ rất loãng. Người ta cho rằng tính phá huyết có liên quan đến sự tạo phức giữa saponin với cholesterol và các este của cholesterol trong màng hồng cầu, nhưng có nhiều trường hợp chỉ số phá huyết và khả năng tạo phức với cholesterol không tỷ lệ thuận với nhau nên phải xét đến ảnh hưởng của saponin trên các thành phần khác của màng hồng cầu. Qua việc theo dõi tính phá huyết, người ta thấy rằng cấu trúc của phần aglycone có tác dụng trực tiếp đến tính phá huyết còn phần đường có ảnh hưởng đến mức độ phá huyết. Hồng cầu của các động vật khác nhau cũng bị ảnh hưởng khác nhau đối với 1 loại saponin. Hồng cầu cừu dễ bị phá huyết nhất nên dùng tốt để tính chỉ số phá huyết, nếu không có máu cừu thì dùng máu của động vật có sừng khác. Tính độc với cá và một số động vật máu lạnh, động vật thân mềm: Tính chất này được giải thích do saponin làm tăng tính thấm của biểu mô đường hô hấp làm mất các chất điện giải cần thiết. Tính tạo phức với cholesterol hoặc với các chất 3-β-hydroxysteroid khác: Đôi khi người ta lợi dụng tính chất này để tách saponin hoặc ngược lại, dùng saponin để tách hoặc tinh chế những chất 3β-hydroxy steroid khác. Kích ứng niêm mạc, gây hắt hơi, đỏ mắt, có tác dụng long đờm, lợi tiểu, liều cao gây nôn mửa, đi lỏng. Tuy nhiên, người ta nhận thấy rằng một số saponin không thể hiện đủ cả 5 tính chất trên, ví dụ: Các ginsenosid trong Nhân sâm Panax ginseng, Glycyrrhizin trong Cam thảo, các soyasaponin có trong đậu nành lại không có tính phá huyết hoặc tính phá huyết rất kém. Sarsaparillosid trong loài Kim cang Smilax aristolochiaefolia hoặc Jurubin trong loài cà Solanum paniculatum lại không có tính phá huyết cũng không có tính tạo phức với Cholesterol. SVTH: Võ Ngô Thu Vân 3 Luận văn tốt nghiệp GVHD: Nguyễn Thị Ngọc Yến Vì vậy, ngày nay để xác định chắc chắn là Saponin người ta dựa vào cấu trúc hóa học của chúng (Các tính chất vừa nêu trên chỉ có tính chất sơ bộ xác định). Saponin khó bị thẩm tích vì có phân tử lớn. Các saponin đều là các chất quang hoạt, phần lớn các sapogenin steroid thì tả truyền, sapogenin triterpenoid thì hữu truyền. Điểm chảy của các sapogenin thường cao, từ 200oC trở lên và có thể trên 300oC. b. Cảm quan Các saponin thường không màu. Trừ trường hợp các gluco-alkaloid, các saponin khác ít cho phản ứng màu đặc trưng. Các saponin thường ở dạng vô định hình. Đa số các saponin có vị đắng. c. Tính tan Saponin tan được trong dung môi có nước. Saponin tan khá chuyên biệt trong n-butanol bão hòa nước. Saponin kém tan trong các dung môi hữu cơ kém phân cực. Saponin có thể bị tủa bởi dung dịch acetat chì kiềm, một số saponin cũng có thể bị tủa bởi dung dịch acetat chì trung tính. Các saponin triterpen polycarboxylic còn có thể tủa trong môi trường acid vô cơ mạnh (HCl, H2SO4…) hoặc môi trường amoni sulfat. d. Phân loại saponin * Trước đây, dựa vào khả năng tạo tủa trong các môi trường khác nhau, người ta chia saponin thành 2 loại là saponin trung tính và saponin acid. Theo cách chia này thì: Saponin trung tính: cho tủa với dung dịch Ba(OH) 2 và chì acetat kiềm. Saponin acid: tan trong dung dịch kiềm, cho tủa với dung dịch chì acetat, ammonium sulfat. * Ngoài ra người ta cũng có thể chia saponin thành 3 loại: SVTH: Võ Ngô Thu Vân 4 Luận văn tốt nghiệp GVHD: Nguyễn Thị Ngọc Yến Saponin acid: trong phân tử có nhóm –COOH Saponin kiềm: trong phân tử có N, không có nhóm –COOH Saponin trung tính. * Hiện nay, dựa vào cấu trúc hóa học, người ta chia saponin thành 2 loại chính: saponin triterpen và saponin steroid. Saponin Saponin Steroid (27C) Saponin Triterpen (30C) Triterpen 5 vòng Triterpen 4 vòng Oleanan Ursan Lupan Hopan Dammaran Lanostan Cucurbitan Spirostan furostan Glyco-alkaloid Spirosolan Solanidan Aminofurostan Hình 2.2: Phân loại các saponin e. Sự phân bố saponin trong tự nhiên * Saponin phân bố rất rộng trong thực vật (#500 loài/90 họ) Saponin triterpen thường gặp ở cây thuộc lớp 2 lá mầm. Saponin steroid thường gặp ở cây thuộc lớp một lá mầm. – Các họ cây thường chứa saponin triterpen: + Họ Nhân sâm (Araliaceae) + Họ Cà phê (Rubiaceae) + Họ Đậu (Fabaceae) SVTH: Võ Ngô Thu Vân 5 Luận văn tốt nghiệp GVHD: Nguyễn Thị Ngọc Yến + Họ Viễn chí (Polygalaceae) + Họ Rau dền (Amaranthaceae) + Họ Bồ hòn (Sapindaceae) + Họ Bầu bí (Cucurbitaceae) + Họ Cải (Brassicaceae) – Các họ cây thường chứa saponin steroid: + Họ Hành tỏi ( Liliaceae) + Họ Thủy tiên (Amaryllidaceae) + Họ Cà (Solanaceae) + Họ Kim cang (Smilacaceae) + Họ Củ mài (Dioscoreacea) + Họ Dứa dại (Agavaceae) * Bên cạnh đó Saponin còn có ở một số động vật như các loài: Hải sâm (Actinopyga agassizi, Holothuria vagabunda, H.polii, H. scabra, H. leucospilota, H. librica, Stichopus japonicus, S. chloronotus…) Sao biển, Hải quỳ (Acanthaster planci, Asterina pectinifera, A.forbesi, Patiria miniata, Pisaster ochraceus, P. brevispinus, Pycnopodia helianthoides…) Mật của vài loài Bò cũng có chứa saponin. 2.2 Nguyên liệu giàu saponin [14], [10]. a) Nhân sâm Saponin có mặt trong rất nhiều loài thực vật, tuy nhiên, có thể nói, sâm là nguồn nguyên liệu giàu saponin nhất Sâm có chứa saponin mang dược tính cao và hiệu quả. Sâm Trung Quốc chứa 15 loại saponin, sâm Mỹ chứa 14 loại saponin, sâm Hình 2.3: Cây nhân sâm SVTH: Võ Ngô Thu Vân Nhật chứa 8 loại saponin, trong khi sâm Hàn Quốc chứa đến 30 loại 6 Luận văn tốt nghiệp GVHD: Nguyễn Thị Ngọc Yến saponin. Sự khác biệt lớn này là do điều kiện địa hình, khí hậu đặc trưng của Hàn Quốc, cùng với thời gian trồng sâm. Sâm Hàn Quốc nhờ vậy mà có kết cấu tinh vi, giàu mùi vị và đậm hương. Hiện nay, trong rễ nhân sâm các nhà khoa học đã xác định và biết được gần 30 saponin thuộc hai nhóm cấu trúc sau: Cấu trúc nhóm 1: Hình 2.4: Cấu trúc nhóm 1 Cấu trúc phần đường và tên các saponin thuộc cấu trúc nhóm 1 có trong rễ sâm: Bảng 2.1: Các saponin thuộc nhóm cấu trúc 1 trong rễ sâm STT Saponin R1 R2 1 Gingsenosid-Ra1 -glc2-glc -glc6-ara(p)4-xyl 2 Gingsenosid- Ra2 -glc2-glc -glc6-ara(f)2-xyl 3 Gingsenosid- Ra3 -glc2-glc -glc6-glc3-xyl 4 Gingsenosid- Rb1 -glc2-glc -glc6-glc 5 Gingsenosid- Rb2 -glc2-glc -glc6-ara(p) 6 Gingsenosid- Rb3 -glc2-glc -glc6-xyl 7 Gingsenosid- Rc -glc2-glc -glc6-ara(f) 8 Gingsenosid- Rd -glc2-glc -glc 9 Malonyl-Gingsenosid -glc2-glc6-Ma -glc6-glc 10 Malonyl-Gingsenosid -glc2-glc6-Ma -glc6-ara(p) 11 Malonyl-Gingsenosid -glc2-glc6-Ma -glc6-ara(f) SVTH: Võ Ngô Thu Vân 7 Luận văn tốt nghiệp GVHD: Nguyễn Thị Ngọc Yến 12 Malonyl-Gingsenosid -glc2-glc6-Ma -glc 13 Gingsenosid-Rg3 (20 S) -glc2-glc -H 14 Gingsenosid-Rg3 (20 R) -glc2-glc -H 15 Gingsenosid-Rh2 -glc -H 16 Gingsenosid-Rs1 -glc2-glc6-Ac -glc6-ara(p) 17 Gingsenosid-Rs2 -glc2-glc6-Ac -glc6-ara(f) 18 Gingsenosid-R1 -glc2-glc6-Ac -glc6-glc 19 Gingsenosid-R4 -glc2-glc -glc6-glc6-xyl (Ghi chú: glc: glucopyranosyl; Rha: rhamnopyranosyl; Xyl: xylopyranosyl; ara: arabinopyranosyl; Ac: acetyl; Ma: malonyl) Cấu trúc nhóm 2: Hình 2.5: Cấu trúc nhóm 2 Cấu trúc phần đường và tên các saponin thuộc cấu trúc nhóm 1 có trong rễ sâm: Bảng 2.2: Các saponin nhóm cấu trúc 2 trong rễ sâm STT Saponin 1 Gingsenosid Re -H -glc2-rha -glc 2 Gingsenosid Rf -H -glc2-glc -H 3 20-gluco-gingsenosid Rf -H -glc2-glc -glc 4 Gingsenosid Rg1 -H -glc -glc SVTH: Võ Ngô Thu Vân R1 R2 R3 8 Luận văn tốt nghiệp GVHD: Nguyễn Thị Ngọc Yến 5 Gingsenosid Rg2 (20S) -H -glc2-rha -H 6 Gingsenosid Rg2 (20R) -H -glc2-rha -H 7 Gingsenosid Rh1 (20S) -H -glc -H 8 Gingsenosid Rh1 (20R) -H -glc -H 9 Gingsenosid R1 -H -glc2-xyl -glc (Ghi chú: glc :glucopyranosyl; Rha: rhamnopyranosyl; Xyl: xylopyranosyl) Saponin là thành phần chính tạo nên giá trị của sâm. Sự khác biệt về mặt giá trị giữa hồng sâm và bạch sâm cũng do chính hàm lượng và tính chất của saponin chứa trong chúng quyết định. Hồng sâm có giá trị hơn bạch sâm là do hồng sâm chứa rất nhiều loại saponin mới, thêm nữa, hoạt tính dược học của nó rất tích cực. Thế giới đã chứng minh được rằng chính nhờ các thành phần saponin chứa trong chúng mà sâm có những tác dụng sinh học: - Tăng cường hoạt động của não - Chữa lành và phòng bệnh tiểu đường - Chữa lành và phòng bệnh ung thư máu - Chữa lành và phòng bệnh xơ cứng động mạch. b) Bồ kết Hiện nay, saponin thường được chiết từ quả bồ kết vì quả bồ kết cũng là nguồn nguyên liệu rất giàu saponin. Năm 1961 Đỗ Tất Lợi, G. Herman và I. Ciulei chiết saponin từ bồ kết với hiệu suất 10%. Năm 1966 các tác giả trên công bố đặc điểm của một saponin như sau: Chỉ số phá huyết là 35.000; Sau khi thủy phân thì thu được aglycon có điểm chảy 291-298oC, xác định thuộc dẫn chất β-amyrin. Năm 1967, Nguyễn Đăng Tâm phân lập saponin của bồ kết đặt tên là boketosid đã xác định một saponin có aglycon là acid oleanolic có phần đường là glucose + arabinose + xylose. Một aglycon của saponin thứ hai là acid echynocystic. SVTH: Võ Ngô Thu Vân 9 Luận văn tốt nghiệp GVHD: Nguyễn Thị Ngọc Yến Năm 1973, Ngô Thị Bích Hải tách được một saponin đặt tên là australosid có phần aglycon là acid echynocystic, phần đường có hai mạch: một mạch nối vào OH- ở C-3 gồm có D-xylose, Larabinose, D-glucose theo tỉ lệ 2:1:1. Còn mạch ở C-28 theo dây nối ester gồm D-xylose, Dgalactose theo tỉ lệ 1:1. c) Tam thất Ngoài ra, Tam thất cũng là một nguồn nguyên liệu rất giàu saponin, thành phần chính của tam thất là các saponin thuộc nhóm dammaran mà phần aglycon cũng là 2 chất protopanaxadiol và protopanaxatriol như ở nhân sâm. Sau đây là các saponin có trong rễ củ: a) Các saponin có phần aglycon là protopanaxadiol: G-Rb1; G-Rb2; G-Rd; Gy-XVII, N-R4; N-Fa. b) Các saponin có phần aglycon là protopanaxatriol: Hình 2.6: Cây tam thất G-Re; G-Rg1; G-Rg2; G-Rh1; 20Glc-G-Rf; N-R1; N-R2; N-R1; NR6 Trong số các saponin trên, G-Rb1 có hàm lượng 1,8% và G-Rg1 là 1,9% còn G-Rb2 và G-Rc thì rất thấp. (Chú thích: G= Gingsenosid, Gy: gypenosid, N=notoginsenosid) Các bộ phận khác của cây như rễ con, lá hoa đều có saponin nhóm dammaran đã được nghiên cứu. 2.3 Cấu tạo và tính chất một số saponin [18], [13], [7] 2.3.1 Saponin triterpen Phần aglycon của các saponin triterpenoid có một khung hydrocarbon với 30 carbon. Khung hydrocarbon có thể chia thành 6 nhóm hemiterpen xắp xếp theo qui tắc đầu đuôi (trừ vòng C đối với phân nhóm Oleanan; trừ vòng C và E đối với phân nhóm Ursan…) SVTH: Võ Ngô Thu Vân 10 Luận văn tốt nghiệp GVHD: Nguyễn Thị Ngọc Yến Hình 2.7: Phần aglycon của saponin triterpen Saponin triterpen chiếm đa số trong các saponin đã gặp trong tự nhiên; Đến nay đã biết khoảng 360 sapogenin và 750 saponin triterpen tương ứng. Saponin triterpen được chia thành 2 nhóm : - Saponin triterpenoid pentacyclic (5 vòng) - Saponin triterpenoid tetracylic (4 vòng) a. Nhóm saponin triterpen 5 vòng Phần aglycon này có cấu trúc 5 vòng và được phân thành 4 phân nhóm chính: Oleanan, Ursan, Lupan, Hopan. a.1 Phân nhóm Oleanan (Olean) Chiếm đa số trong nhóm saponin triterpen. Phần sapogenin thường là β-amyrin (3- β-hydroxy olean-12-en) Hình 2.8: Khung oleanan Hình 2.9: β-amyrin Nhóm Oleanan có thể có một mạch đường (monodesmosid), hoặc hai mạch đường (bidesmosid). Vài saponin có 3 mạch đường (tridesmosid) SVTH: Võ Ngô Thu Vân 11 Luận văn tốt nghiệp GVHD: Nguyễn Thị Ngọc Yến Nếu là monodesmosid thì mạch đường thường gắn vào nhóm –OH ở C-3 theo nối acetal. Nếu là bidesmosid thì mạch đường thứ hai thường gắn vào nhóm –COOH ở C-28 theo đường nối ester (tạo pseudo-glycosid). Trong một mạch đường thường có từ 1 đến 6 phân tử đường. Các đường thường gặp là glucose, galactose, rhamnose, xylose, arabinose, acid glucuronic, acid galacturonic… Những sapogenin thường gặp Hình 2.10: Acid oleanolic Hình 2.12: Hederagenin Hình 2.11: Acid cincholic Hình 2.13: Gypsogenin Trong phân nhóm Oleanan thì acid Oleanolic là sapogenin phổ biến nhất. a.2 Phân nhóm Ursan Ít gặp hơn phân nhóm Oleanan. Phần sapogenin của chúng thường là dẫn chất từ -amyrin = 3β-hydroxy Ursan-12en. (Cấu trúc cũng tương tự nhóm oleanan chỉ khác là nhóm methyl ở C30 không đính vào C20 mà dính vào C19). Ở C-28 thường là nhóm -COOH. Đôi khi, nhóm -COOH còn có ở C-27. Các sapogenin thường gặp: SVTH: Võ Ngô Thu Vân 12 Luận văn tốt nghiệp GVHD: Nguyễn Thị Ngọc Yến Acid quinovic (có trong vỏ thân Canhkina). Acid asiatic, acid Madecassic, acid Madasiatic (là các sapogenin của saponin có trong lá rau má Centella asiatica) thuộc phân nhóm này. Hình 1.14: Khung Ursan Hình 1.15: -amyrin=3 βhydroxy Ursan-12en Hình 2.16: Acid Quinovic Hình 2.17: Cinchonin glycosid B Hình 2.18: Asiatic acid Hình 2.19: Acid Madecassic SVTH: Võ Ngô Thu Vân 13 Luận văn tốt nghiệp GVHD: Nguyễn Thị Ngọc Yến a.3 Phân nhóm Lupan (Lupeol) Phân nhóm này ít gặp trong tự nhiên… Đa số các sapogenin thuộc phân nhóm Lupan đều có:  Vòng E là vòng 5 cạnh  Δ20-29 (ngoài vòng E), không có Δ12: đây là điểm khác với Oleanan.  Nhóm β-OH ở C-3, nhóm β-COOH ở C-28, giống như ở Oleanan. Chú ý: Như đa số triterpen khác, phân nhóm Lupan cũng có gem-dimethyl ở C-4 Hình 2.20: Khung Lupan Hình 2.22: Betulin Hình 2.21: Lupeol Hình 2.23: Acid Betulinic a.4 Phân nhóm Hopan: Phân nhóm này cũng hiếm gặp. Trong cấu trúc thường có nhóm β-OH ở C-3. Đây cũng là vị trí thường tạo O-glycosid với đường. (Vòng E là vòng 5 cạnh, C22 ở ngoài vòng, nhóm methyl gắn vào C18 thay vì gắn vào C17) SVTH: Võ Ngô Thu Vân 14 Luận văn tốt nghiệp GVHD: Nguyễn Thị Ngọc Yến Hình 2.24: Khung Hopan Hình 2.25: Mollugogenol-B b. Nhóm saponin triterpen 4 vòng Các saponin loại này cũng có 30 carbon. Cấu trúc gồm 4 vòng A, B, C và D. Trong đó D là vòng 5 cạnh. Phía ngoài vòng D là 1 mạch nhánh có 8 carbon (từ C-20 đến C-27). Nhóm này có 3 phân nhóm chính o Dammaran o Lanostan o Cucurbitan (mỗi phân nhóm này đã biết được khoảng 30 chất) Hình 2.26: Khung Dammaran Hình 2.27: Khung Lanostan Hình 2.28: Khung Cucurbitan b.1 Phân nhóm Dammaran Các saponin nhóm Dammaran thường gặp ở các cây thuộc chi Panax (họ Araliaceae). Đáng chú ý nhất là saponin của cây nhân sâm (Panax ginseng) chúng được gọi chung là các Ginsenosid hoặc Panaxosid. Các saponin này có thể có 1 hoặc 2 mạch đường. Các mạch đường này thường gắn vào các nhóm –OH (ở C-3 và C-6 hoặc C-3 và C-20) để tạo O-glycosid. Nhóm Dammaran còn gặp trong hạt Táo ta (Ziziphus jujuba Mill, họ Rhamnaceae) SVTH: Võ Ngô Thu Vân 15 Luận văn tốt nghiệp Hình 2.29: Proto-panaxadiol (R=H) Proto-panaxtriol (R=OH) b.2 Phân nhóm Lanostan GVHD: Nguyễn Thị Ngọc Yến Hình 2.30: Panaxadiol (R=H) Panaxatriol (R=OH) Hình 1.30 Panaxadiol (R=H) Panaxtriol (R=OH) Đại diện cho nhóm này là các saponin gặp trong nhiều loài hải sâm (Holothuria sp.) Cho đến nay đã biết được khoảng 50 chất thuộc nhóm này, một số saponin điển hình Holothurin A, B; Holotoxin A, B Sapogenin phân nhóm này thường có Một nhóm β-OH ở C-3 (mạch đường thường gắn vào đây) Một gem-dimethyl ở C-4, một nối đôi ở C-9 đến C-11. Một nhóm Oxo (ceton) ở C-16. Các saponin nhóm này có tính phá huyết rất mạnh và rất độc với cá ( Nồng độ khoảng 10ppm cũng đủ giết chết cá trong vài phút). b.3 Phân nhóm Cucurbitan Các saponin có khung Cucurbitan được gọi chung là các Cucurbitacin. Cucurbitacin là những chất có vị đắng, thường gặp ở họ Cucurbitaceae trong các chi Citrullus, Coccinia, Cucumis..., có cấu trúc khung khá gần với phân nhóm Lanostan, Dammaran. Trong tự nhiên, các Cucurbitacin thường ở dạng glycosid (thường là β-O-glucosid, hay gặp ở -OH/C-2). Nếu trong cây có sẵn enzym β-glucosidase, thì khi phân lập chỉ thu được dạng sapogenin. SVTH: Võ Ngô Thu Vân 16 Luận văn tốt nghiệp GVHD: Nguyễn Thị Ngọc Yến Hình 2.31: Khung Cucurbitan Trong cấu trúc Cucurbitacin thường có: o Nhóm oxo (ceton, >C=O) ở C-1, C-11 và C-22. o Các nhóm –OH ở C-2, C-3, C-6, C-16 , C-20β, C-25. o Nối đôi ở C-5 đến C-6, gem-dimethyl ở C-4. o Nhóm methyl gắn vào C9 thay vì C10 như ở các nhóm khác. Một số chất điển hình: Cucurbitacin A, B, C,...đến R, S, T (khoảng 30 chất). b.4 Các phân nhóm đặc biệt khác: Một vài saponin triterpen pentacyclic chỉ có 29C (nor-triterpen) hoặc 28C (bisnor- triterpen). Các nhóm này ít được chú ý. 2.3.2 Saponin steroid (SS) Có phân bố hẹp hơn saponin triterpen. Các sapogenin loại này gồm 27C thường có 4 vòng chính A, B, C, D cấu tạo theo kiểu steroid. Thường thì mạch nhánh 8C (C-20  C-27) tạo thành 2 dị vòng nữa (vòng E và vòng F) Chú ý: Vị trí 2 vòng C/D luôn là trans (còn ở glycosid trợ tim thì C/D luôn là cis) So với saponin triterpen, saponin steroid luôn có di-β-methyl ở C-10 và C-13, ở vòng A không có nhóm gem-dimethyl. SVTH: Võ Ngô Thu Vân 17 Luận văn tốt nghiệp GVHD: Nguyễn Thị Ngọc Yến a) Nhóm Spirostan (nhóm spirostanol) Chiếm đa số trong saponin steroid, đến nay đã biết được khoảng 100 aglycon và hơn 150 saponin tương ứng. Vòng E là vòng epoxy 5 cạnh (hydrofuran), vòng F là vòng epoxy 6 cạnh (hydropyran). Hai vòng E và F có chung 1 carbon C-22. Do vậy mạch nhánh 8C này được gọi là mạch nhánh spiroacetal (spiroketal = xoắn) Ở C-3 thường có nhóm β-OH, vài trường hợp là -OH. Mạch đường thường phân nhánh phức tạp, mạch đường này thường tạo nối glycosid với nhóm -OH ở C-3 (đôi khi ở C-1). Trong nhóm spirostan đáng chú ý có Diosgenin là 1 sapogenin chiết xuất chủ yếu từ các loài có thân thuộc chi Dioscorea họ Dioscoreaceae. Diosgenin còn gặp ở cây Mía dò Costus speciosus. Diosgenin là nguyên liệu chính để tổng hợp các dẫn chất steroid dùng làm thuốc. Ngoài ra còn có Tigogenin, Hecogenin có chủ yếu trong các chi Yucca, Agave. (Hecogenin có cấu trúc như Tigogenin nhưng thêm nhóm Oxo ở C-12). Hình 2.32: Diosgenin Hình 2.33: Hecogenin b) Nhóm Furostan (Nhóm Furostanol) Cấu trúc cũng giống nhóm Spirostan, chỉ khác là vòng F mở. Hình 2.34: Khung Furostan SVTH: Võ Ngô Thu Vân 18 Luận văn tốt nghiệp GVHD: Nguyễn Thị Ngọc Yến Hình 2.35: Sapogenin của Sarsa-parillosid Vị trí tạo O-glycosid: -OH ở C3 hay –OH ở C-26. Những chất furostan kiểu Sarsa-parillosid dưới tác dụng của acid (do sử dụng trong quá trình chiết xuất, thủy phân...) hoặc tác dụng của enzym (do có sẵn trong dược liệu) thì sẽ xảy ra hiện tượng: - Mạch đường ở C-26 bị cắt, xuất hiện lại nhóm –CH2OH. - Loại bỏ 1 phân tử H2O, đóng vòng F (vòng hydropyran): trở thành nhóm spirostan. Điều này được ứng dụng trong thực tế: hiệu suất chiết nhóm spirostan sẽ tăng nếu ta thái mỏng dược liệu rồi ủ vài ngày ở 37oC (do enzym trong cây sẽ biến nhóm furostan thành spirostan) c) Nhóm Glyco-alkaloid (glycosid alkaloid steroid) Thường gặp trong họ Cà (Solanaceae). Nhóm glyco-alkaloid cũng có tính phá huyết, tạo phức với cholesterol...Saponin thuộc nhóm này còn được gọi là saponin kiềm. Cấu trúc của chúng gồm 27 carbon, chia thành 6 vòng, trong đó E và F là 2 dị vòng. Dựa vào cấu trúc, có thể chia nhóm này thành 2 phân nhóm spirosolan và Solanidan. c.1 Phân nhóm Spirosolan Có cấu trúc tương tự nhóm Spirostan nhưng ở vòng F nguyên tử -O- thay bằng -NHThường gặp trong họ Cà (Solanaceae) như cà chua, cà lá xẻ, khoai tây... Hai sapogenin điển hình của phân nhóm này là Solasodin (22 N) và Tomatidin (22β N) SVTH: Võ Ngô Thu Vân 19 Luận văn tốt nghiệp GVHD: Nguyễn Thị Ngọc Yến Solasodin cũng là một nguyên liệu để tổng hợp Progesterol (làm thuốc ngừa thai), Cortison và một số thuốc steroid khác. Hình 2.36: Solasodin Hình 2.37: Tomatidin c.2 Phân nhóm Solanidan: Hai vòng E và F chung nhau 1 carbon và 1 nitơ. Điển hình của phân nhóm này là Solanidin (1 genin của Solanin có trong mầm khoai tây) Hình 2.38: Solanidan Solanidin cũng là 1 nguyên liệu dùng để bán tổng hợp các thuốc steroid. c.3 Nhóm aminofurostan: Nó tương tự như nhóm furostan nhưng ở vị trí C-3 đính nhóm NH2. Đại diện cho nhóm này là hợp chất jurubin có trong Solanum paniculatum. d) Các nhóm đặc biệt khác Ít gặp trong tự nhiên, ví dụ Proto-meteogenin, Amino-furostan, Avenacosid, Kryptogenin, spinasterol, Polypodo-saponin... SVTH: Võ Ngô Thu Vân 20