2. MỤC TIÊU HỌC TẬP
1. Định nghĩa về saponin.
2. Cấu trúc hoá học của saponin.
3. Các phương pháp kiểm nghiệm dược liệu chứa saponin.
4. Phương pháp chung để chiết xuất saponin
5. Tác dụng và công dụng của saponin.
6. Các dược liệu chứa saponin đã đưa vào giáo trình, chú
trọng Cam thảo, Viễn chí, Ngưu tất, Rau má, Ngũ gia bì
chân chim, Nhân sâm, Tam thất, Mạch môn.
2
3. KHÁI NIỆM CHUNG VỀ SAPONIN
• Saponin/ saponosid là một nhóm các glycosid có phần
genin có cấu trúc triterpen hay steroid (27C).
• Gặp rộng rãi trong thực vật, một số ĐV thân mềm: Hải
sâm, Sao biển.
• Sapo = xà phòng
3
4. Tính chất chung đặc trưng
- Làm giảm sức căng bề mặt, tạo bọt nhiều khi lắc với nước.
- Làm vỡ hồng cầu ngay ở những nồng độ rất loãng.
- Độc với cá, diệt các loài thân mềm như giun, sán, ốc sên...
- Kích ứng niêm mạc gây hắt hơi, đỏ mắt.
- Có thể tạo phức với cholesterol hoặc với các chất 3β-
hydroxysteroid khác
4
5. Một vài ngoại lệ: saponin không thể hiện đầy đủ tính chất
• Các sarsaparillosid trong chi Smilax không phá huyết,
không cộng cholesterol
• Saponin đắng, ngoại trừ
+ Glycyrrhizin/ cam thảo
+ Abrusosid / cam thảo dây
+ Osladin, polypodosid A và B / một số loài Dương xỉ
Polypodium
• Một số hợp chất khác như glycosid tim, protein thực vật,
terpen glycosid … cũng tạo bọt
5
6. DANH PHÁP
- Saponin: Thường dùng cách đặt tên chung của các heterosid
(Từ tên chi hoặc loài) + OSID.
Ví dụ: các aralosid từ Aralia manshurica.
Các ginsenosid từ Panax ginseng.
- Aglycon (sapogenin): tiếp vị ngữ -GENIN, -IDIN.
Ví dụ: các Diosgenin từ các loài Dioscorea, các tomatidin từ cà
chua (tomatoes).
- Ngoại lệ: glycyrrhizin (từ Cam thảo), vina-ginsenosid (từ Sâm
Việt nam).
6
7. CẤU TRÚC HÓA HỌC - PHÂN LOẠI
• Như mọi glycosid, cấu tạo của saponin gồm:
- Phần không đường (aglycon): sapogenin, có thể
30C hay 27C.
- Phần đường (glycon)
7
8. PHẦN SAPOGENIN
• Có cấu trúc triterpen (30C) hoặc steroid (27C).
• Nhóm thế: thường là -OH, đôi khi oxo, sulfat.
• Nhóm -OH: tự do, liên kết với đường, acyl hóa
• C3: -OH định hướng , gắn đường hầu hết của
Saponin.
8
9. PHẦN ĐƯỜNG CỦA SAPONIN
• Monodesmosid (C3)/ Bidesmosid.
• Số đường trong mạch: thường 1-4, tối đa 8, có thể đến
11 đơn vị.
• Thường gặp: -D-glucose, -D-xylose, -L-rhamnose, -
L-arabinose...
• Đôi khi: acid uronic, chủ yếu là acid glucuronic (vd:
glycyrrhizin).
9
10. PHẦN ĐƯỜNG CỦA SAPONIN (TT)
- Thường là: liên kết glycosid.
- Đôi khi: liên kết ester, do chức acid ở C-28 / saponin
triterpenoid.
- Monodesmosid: gắn vào C-3 (trừ asiaticosid,
madecassosid ở C-28).
- Bidesmosid: 1 mạch gắn C-3, còn lại gắn C-26 (steroid)
hoặc C-28 (triterpenoid).
10
16. CẤU TRÚC HÓA HỌC - PHÂN LOẠI
1. Saponin triterpen (Saponin triterpenoid)
1.1. Saponin triterpen 5 vòng (pentacyclic)
NHÓM OLEANAN: khung cơ bản là oleanan
16
17. CẤU TRÚC HÓA HỌC - PHÂN LOẠI
• NHÓM OLEANAN: rất phổ biến trong thiên nhiên, phần lớn
saponin triterpen trong tự nhiên thuộc nhóm này. Thường gặp
dẫn chất -amyrin (3-hydroxy olean-12-en).
17
19. CẤU TRÚC HÓA HỌC - PHÂN LOẠI
1.1. Saponin triterpen 5 vòng (pentacyclic)
NHÓM URSAN: cấu trúc giống như oleanan nhưng khác
nhóm methyl C-29 gắn vào C-19 (chứ không C-20).
19
20. CẤU TRÚC HÓA HỌC - PHÂN LOẠI
• NHÓM URSAN: khá phổ biến, thường gặp -amyrin (3-
hydroxy ursan-12-en)
20
22. 1.1. Saponin triterpen 5 vòng (pentacyclic)
NHÓM LUPAN: Vòng E 5 cạnh, C-20 ở ngoài vòng hướng .
Thường là dẫn chất 3-hydroxy lupan-20(29)-en.
E
Lupan Lupeol
(3-hydroxy lupan-20(29)-en)22
25. 1.2. Saponin triterpen 4 vòng (tetracyclic)
Cũng có 30C nhưng chỉ có 4 vòng A, B, C, D
- Dammaran
- Lanostan
- Cucurbitan
25
26. 1.2. Saponin triterpen 4 vòng (tetracyclic)
NHÓM DAMMARAN:
- Đáng chú ý nhất. Tiêu biểu là saponin trong các loài Sâm
(Panax spp).
- Gồm 4 vòng và 1 mạch nhánh 8C.
Dammaran
26
10 8
13
27. • Tiêu biểu là sapogenin thật protopanaxadiol và
protopanaxatriol của Nhân sâm (Panax ginseng CA Meyer) thu
được khi thủy phân bằng enzym.
• Nếu thủy phân bằng acid cho các genin giả là panaxadiol và
panaxatriol.
protopanaxadiol protopanaxatriol
27
29. • NHÓM DAMMARAN: thường gặp trong cây thuộc chi Panax.
• Ngoài ra, còn gặp trong hạt Táo, Rau đắng biển, Cổ yếm
(Giảo cổ lam).
29
30. 1.2. Saponin triterpen 4 vòng (tetracyclic)
• NHÓM LANOSTAN: gặp ở một số động vật như Hải sâm (Holothuria
spp.)... Các saponin này có tính phá huyết mạnh hơn các saponin có
nguồn gốc thực vật.
• Cấu trúc: gần giống dammaran, chỉ khác nhóm methyl góc gắn vào
vị trí C-13, thay vì C-8.
Dammaran
Lanostan
30
8
13 13
8
34. CẤU TRÚC HÓA HỌC - PHÂN LOẠI
2. Saponin steroid: aglycon có cấu trúc steroid với khung
cơ bản là khung cholestan, gồm 27C.
34
35. • Chia thành 2 phân nhóm:
- Saponin steroid thông thường: dị tố trong vòng
E và F chỉ là oxy.
- Saponin steroid alkaloid: có dị tố N trong phân
tử.
35
36. CẤU TRÚC HÓA HỌC - PHÂN LOẠI
• NHÓM SPIROSTAN: Cấu tạo giống cholestan nhưng mạch
nhánh từ C20 đến C27 tạo thành 2 dị vòng có oxy là vòng E
(hydrofuran) và F (hydropyran), nối với nhau qua 1 cầu
carbon chung ở C22, tạo thành mạch nhánh spiroacetal.
22
27
Spirostan
36
E
F
38. • NHÓM SPIROSTAN:
Các saponin nhóm này dùng làm nguyên liệu tổng hợp thuốc steroid.
Quan trọng nhất là:
+ Diosgenin (từ loài Dioscorea, Mía dò...)
+ Hecogenin (từ các loài Agave)
38
39. • NHÓM FUROSTAN:
- Cấu trúc tương tự spirostan chỉ khác vòng F bị biến đổi.
- Có 2 trường hợp sau:
39
40. • Trường hợp thứ nhất
- Vòng F mở, nhóm alcol bậc 1 ở C26 được nối với đường
glucose.
- Glucose bị cắt bởi enzym/acid sẽ xảy ra sự đóng vòng F, tạo
thành spirostan.
- Làm giàu spirostan
40
42. • Trường hợp thứ 2:
- Vòng F chỉ có 5 cạnh, do sự đóng vòng 22-25 epoxy như
avenacosid trong Yến mạch.
- Avenacosid có 2 mạch đường, khi thủy phân cắt đường
glucose ở C-26 thì cũng đóng vòng thành spirostan.
42
46. • NHÓM SPIROSOLAN
- Khác nhóm spirostan là nguyên tử oxy ở vòng F thay
bằng nhóm NH.
Solasonin Tomatin
46
E
F
47. • NHÓM SOLANIDAN:
Có 2 vòng E và F cùng chung 1 carbon và 1 nitơ.
Solanin (trong mầm Khoai tây)
47
48. Các nhóm khác
• Ngoài ra, còn gặp saponin steroid có cấu trúc mạch nhánh kiểu
khác nhưng vẫn có đủ 8C trên nhánh. Vd: Osladin,
polypodosaponin.
• Riêng -spinasterol có mạch nhánh 10 C
48
Osladin -spinasterol
49. TÍNH CHẤT CỦA SAPONIN
- Saponin thường có vị đắng, mùi nồng, gây hắt hơi.
- Đa số saponin ở dạng vô định hình, tan trong nước, khó kết tinh.
- Tan nhiều trong cồn loãng, dung môi phân cực, ít tan trong hexan,
benzen, eter
- Sapogenin và dẫn chất acetyl dễ kết tinh, có tính tan ngược lại.
- Saponin thường có KLPT lớn, khó bị thẩm tích qua màng bán thấm,
đa số saponin có khả năng quay cực.
- Điểm chảy thường cao (200-300 oC), đôi khi kèm theo sự phân hủy.
49
50. TÍNH CHẤT (tt)
• Bị hấp phụ bởi: kaolin, magnesium oxid, tinh bột,
polyamid, than động vật => Tinh chế
• Bị thủy phân bằng acid tạo các sapogenin tương ứng
• Có thể tạo artefact (genin giả) do acid mạnh, dùng điều
kiện nhẹ như enzym hay quang xúc tác.
50
51. TÍNH CHẤT (tt)
• Có tính hoạt động bề mặt => Tính tạo bọt.
• Có khả năng làm vỡ hồng cầu => Tính phá huyết
• Kích ứng niêm mạc, hắt hơi, đỏ mắt, nôn mửa.
• Độc với cá: làm tăng tính thấm của biểu mô hô hấp, làm
cá mất điện giải.
• Tạo phức với cholesterol hoặc 3-hydroxysteroid khác.
51
NHẮC LẠI
52. TÍNH TẠO BỌT
• Tạo bọt bền khi lắc với nước
• Tạo bọt mạnh hay yếu tùy cấu trúc saponin
TÍNH PHÁ HUYẾT
• Làm vỡ hồng cầu (GT: gắn với cholesterol màng): cẩn thận khi sử dụng
• Hồng cầu của đông vật khác nhau có độ nhạy cảm khác nhau.
• Không có sự khác biệt giữa triterpen và steroid
• Đường phân nhánh phá huyết mạnh hơn
• Monodesmosid phá huyết mạnh hơn bisdesmosid tương ứng
52
53. KIỂM NGHIỆM
1. Dựa trên tính chất tạo bọt:
- Đây là tính chất đặc trưng nhất của saponin.
- Giảm sức căng bề mặt của nước và tạo bọt.
- Dùng để định tính saponin.
53
54. 54
- Saponin là một chất hoạt động bề mặt tự nhiên,
- Phân tử gồm: một nhóm kỵ nước (hydrophobic) (triterpenoid và
steroid) liên kết với phần đường ưa nước (hydrophilic) qua dây nối
glycosid .
55. 1.1. Thử nghiệm tạo bọt
- Chiết DL với cồn 70%, thu dịch chiết, bốc hơi tới cắn.
- Hòa cắn với một ít nước, cho vào ống nghiệm.
- Lắc 1 phút (=30 lần lắc).
- Quan sát lớp bọt sau 15 phút.
55
56. * Sơ bộ phân biệt saponin triterpen và saponin steroid:
- Phản ứng tạo bọt Fontan-Kaudel
Cho cắn dịch chiết cồn vào 2 ống nghiệm chứa 5 ml dung
dịch HCl (pH=1) và 5 ml dung dịch NaOH (pH=13). Bịt và
lắc mạnh ống nghiệm theo quy định.
+ Bọt trong 2 ống tương đương nhau: saponin triterpen.
+ Bọt trong ống pH = 13 > ống pH = 1 nhiều: saponin steroid.
56
57. 1.2. Chỉ số bọt:
Là số ml nước để hòa tan saponin trong 1 g dược liệu
cho cột bọt cao 1 cm sau khi lắc và đọc. Tiến hành
trong điều kiện quy định.
57
58. 2. Dựa trên tính chất phá huyết
- Khả năng làm vỡ hồng cầu cũng đặc trưng cho
saponin.
- Giả thuyết: do sự tạo phức với cholesterol và ester của
nó trên màng hồng cầu.
- Tuy nhiên: CSPH và khả năng tạo phức đôi khi không
liên hệ với nhau.
- Hồng cầu của mỗi động vật nhạy cảm khác nhau: cừu,
thỏ, bò...
58
59. * Chỉ số phá huyết:
Là số ml dung dịch đệm cần thiết để hòa tan saponin có
trong 1 g nguyên liệu gây ra sự phá huyết đầu tiên và
hoàn toàn đối với một thứ máu đã chọn.
Tiến hành trong điều kiện quy định.
59
60. 3. Dựa trên độ độc đối với cá:
Chỉ số cá: Là độ pha loãng của 1 g nguyên liệu để có nồng
độ làm cho đa số cá trong 1 thử nghiệm mất thăng
bằng. Trong điều kiện quy định.
* Phân biệt với Rotenon (Isoflavonoid).
60
Rotenon
61. 4. Khả năng tạo phức với cholesterol
- Định tính dựa vào khả năng tạo phức không tan.
- Saponin triterpenoid < steroid.
61
62. 5. Các phản ứng màu (không đặc hiệu)
- Phản ứng Salkowski: + H2SO4 hoặc H3PO4 cho màu
vàng, hồng, đỏ tím. Thêm 1 ít acid selenic cho màu đỏ
mận.
- Phản ứng Rosenthaler: saponin triterpenoid + vanilin
1%/HCl, hơ nóng => màu hoa cà.
- Phản ứng với SbCl3/ CHCl3, soi UV 365 nm.
+ Sap. Triterpenoid: huỳnh quang xanh.
+ Sap. Steroid: huỳnh quang vàng.
62
63. - Phản ứng Liebermann - Burchard (cắn dl/anhydric
acetic + H2SO4 đậm đặc)
+ Vòng ngăn cách hồng đến đỏ tím: triterpenoid.
+ Vòng ngăn cách xanh lá cây: steroid.
63
65. 7. Phổ IR:
- Saponin steroid nhóm spirostan có 4 pic đặc trưng của
mạch nhánh spiroacetal:
- Pic thứ nhất: 850 - 870 cm-1 đối với chất 25S hoặc 860
- 866 cm-1 đối với 25R.
- Pic thứ hai: gần 900 cm-1 (894-905 cm-1)
- Pic thứ ba: gần 915 cm-1 (915-923 cm-1)
- Pic thứ tư: gần 980 cm-1 (980-987 cm-1)
65
66. 7. Phổ UV:
• Saponin triterpenoid trong H2SO4 đậm đặc có đỉnh hấp
thu cực đại ở 310 nm.
• Cực đại này không thể hiện ở saponin steroid.
66
67. 8. Định lượng
Phương pháp cân:
- Chiết dược liệu bằng dung môi thích hợp.
- Loại tạp, tinh khiết hóa.
- Lọc, thu saponin.
- Sấy đến khối lượng không đổi. Cân.
67
PP này kém chính xác, áp dụng đối với dược
liệu có hàm lượng saponin cao.
68. 8. Định lượng
Phương pháp đo quang
• Triterpenoid: TT vanillin - sulfuric. Ví dụ, định lượng acid
glycyrrhetic trong Cam thảo, phản ứng cho màu tím.
• Spirostan: Akahori dùng aldehyd có nhân thơm và acid phosphoric
để định lượng. Các dẫn chất A5-sapogenin, ví dụ diosgenin, thì
dùng thuốc thử FeCl3- H3PO4.
+ Trộn 50 μg diosgenin và 50 ml thuốc thử, làm lạnh 5 phút
trong nước đá, thêm 0,5 ml H2SO4, làm lạnh 10 phút rồi giữ ở 70 °C
trong 9 phút.
+ Sau đó làm lạnh 10 phút và để yên 60 phút, đo độ hấp thu
ở 485 nm.
68
69. 8. Định lượng
Sắc ký lỏng cao áp:
• Phương pháp hiện nay được sử dụng nhiều trong định tính,
định lượng các chất nói chung và saponin nói riêng.
• Cột sắc ký: Pha đảo RP-18, rây phân tử.
• Hệ dung môi: hỗn hợp nước - methanol, nước - acetonitril
với các tỉ lệ khác nhau, có hay không có dung dịch đệm.
• Chương trình dung môi có thể là isocratic hay gradient.
• Detector: chỉ số khúc xạ (RI), hay tán xạ bay hơi (ELSD),
detector có nhiều ưu điểm nhất hiện nay là detector khối
phô MS. Do các saponin ít có các nối đôi, nhất là các nối
đôi liên hợp nên thường chỉ có hấp thu tử ngoại ở vùng
sóng ngắn 210 - 195 nm nên việc sử dụng detector UV
tương đối hạn chế trong phân tích saponin.
69
73. TINH CHẾ
- Thay đổi dung môi: nhỏ từ từ dịch chiết cồn vào DMHC.
- Kết tinh trong dung môi thích hợp
- Sắc ký cột: Pha thường, đảo, rây phân tử
- Tạo bọt: Sục khí trơ bọt thu Saponin sạch
- Tạo phức với Cholesterol: Phá phức bằng pyridin.
- Thẩm tích.
- Dùng bột Mg oxyd hoặc polyamid để tách saponin khỏi
tanin: ethanol 80%.
73
74. PHÂN BỐ TRONG THIÊN NHIÊN
- Saponin phân bố rộng rãi trong hơn 100 họ thực vật.
- Trong đó ¾ là saponin triterpenoid, chủ yếu là oleanan.
- Sap. Triterpenoid thường gặp ở cây 2 lá mầm. Các họ thường
gặp:Fabaceae, Araliaceae, Cucurbitaceae, Rosaceae...
- Sap. Steroid: phân bố hẹp, thường ở cây 1 lá mầm, như
Liliaceae(
- Smilax), Dioscoreaceae, Amaryllidaceae, Agavaceae,
Smilacaseae.
74
75. - Một số ít gặp 2 lá mầm: Scrophulariaceae,
Solanaceae...
- Saponin alkaloid steroid đặc biệt gặp trong các cây
thuộc chi Solanum (Solanaceae).
- Còn gặp saponin lanostan trong 1 số động vật: Hải
sâm, Sao biển...
- Thực tế, không gặp Sap. trong ngành Hạt trần
75
76. - Saponin thường chứa trong không bào.
- Tìm thấy trong tất cả bộ phận của cây: rễ, thân, lá,
quả, hạt.
- Hàm lượng có thể đến rất cao như: Sâm chứa 5-10%
saponin, Bồ kết 10%, Cam thảo 8-10%...
76
81. CAM THẢO
• Tên khoa học: Glycyrrhiza uralensis Fisch.,
Hoặc Glycyrrhiza glabra L., Fabaceae
• Bộ phận dùng: Thân rễ phơi, sấy khô
81
82. CAM THẢO
• Thành phần hóa học:
Saponin: glycyrrhizin dưới dạng muối Mg và Ca của acid
glycyrrhizic (còn gọi là acid glycyrrhizinic)
Acid glycyrrhizinic
82
acid glycyrrhetinic
84. CAM THẢO
• TPHH (tt)
- Flavonoid: Liquiritin, Isoliquiritin.
- Các thành phần khác: dẫn chất triterpenoid
84
85. CAM THẢO
• Công dụng:
- Chữa loét dạ dày.
- Chữa ho, long đàm.
- Kháng viêm tại chỗ.
- Bảo vệ gan
- .....
85
86. RAU MÁ
• Tên khoa học: Hydrocotyle asistica L., Apiaceae.
• Toàn cây tươi hoặc khô.
86
87. RAU MÁ
• Thành phần hóa học:
Saponin: Asiaticosid. Thủy phân cho aglycon là acid asiatic.
87
88. RAU MÁ
• Thành phần hóa học:
- Flavonoid: Keampferol.
- Các thành phần khác: Vitamin C, Carotenoid, Tinh dầu,
alkaloid.
88
89. RAU MÁ
• Công dụng:
- Tăng tổng hợp collagen và fibronectin, nên làm lành vết
thương, vết phỏng.
- Chữa trĩ.
- Giải độc, lợi tiểu, hạ áp.
- Kháng viêm, kháng nấm.
89
90. NHÂN SÂM
- Sâm Triều Tiên, Sâm Cao Ly
- Tên KH: Panax ginseng CA. Meyer, Araliaceae.
- Bộ phận dùng: Rễ củ
90
91. NHÂN SÂM
• Thành phần hóa học:
- Saponin (ginsenosid)
- Polyacetylen
- Polysaccarid
- Tinh dầu
- Các nguyên tố vi lượng...
- .....
91
92. NHÂN SÂM
• Thành phần hóa học:
- Saponin (ginsenosid): chủ yếu là nhóm dammaran, một ít là
oleanan
- Chứa propopanaxadiol và protopanaxatriol.
- Phần lớn gọi là ginsenosid Rx theo các nhà khoa học Nhật
Bản, x thay đổi theo các saponin khác nhau.
92
94. NHÂN SÂM
• Công dụng:
- Bổ, tăng lực, tăng sức bền vận động.
- Cải thiện năng lực tinh thần, tăng trí nhớ, chống stress...
- Tăng khả năng miễn dịch, chống oxy hóa...
- Bảo vệ gan, giải độc rượu...
94
95. SÂM VIỆT NAM
- Sâm Ngọc Linh, Sâm K5, cây thuốc giấu.
- Tên KH: Panax vietnamensis Ha et Grushv., Araliaceae.
- Bộ phận dùng: Thân rễ và Rễ củ
95
97. SÂM VIỆT NAM
Thành phần hóa học:
- Các Ocotillol saponin: là nhóm saponin chủ yếu của
Sâm Việt nam như pseudo-G-RT4, 24(S)-pseudo-G-F11,
majonosid-R1 và majonosid-R2.
- Saponins lần đầu được phát hiện: Vina-ginsenosid R1-
R25 và ginsenosid Rh5
- Các saponin thuộc nhóm Dammaran mới.
97