DƯỢC LIỆU CHỨA SAPONIN

Khái niệm • Saponin còn gọi là saponosid sapo = xà phòng là 1 nhóm glycosid có phần genin là triterpen hay steroid gặp rộng rãi trong TV, đôi khi trong ĐV Hải sâm, Sao biển và thể hiện c

DƯỢC LIỆU CHỨA SAPONIN

Đại cương

Ths Nguyễn Thị Ánh Nguyệt

Bộ môn Dược liệu Đại học y dược Tp Hồ chí minh

MỤC TIÊU HỌC TẬP

Sau khi học chương “Dược liệu chứa saponin” sinh viên phải biết được:

1 Định nghĩa về saponin

2 Cấu trúc hoá học của saponin

3 Các pp kiểm nghiệm DL chứa saponin

4 PP chung để chiết xuất saponin

5 Tác dụng & công dụng của saponin

6 Các DL chứa saponin: Cam thảo, Viễn chí, Ngưu tất, Rau

NỘI DUNG BÀI GIẢNG

I Khái niệm

II Danh pháp – Phân loại

III Phân bố trong tự nhiên

IV Sinh nguyên

V Cấu trúc hoá học

VI Định tính – Định lượng

VII Chiết xuất

VIII Tác dụng sinh học và công dụng

I Khái niệm

• Saponin còn gọi là saponosid (sapo = xà phòng) là 1 nhóm glycosid có phần genin là triterpen hay steroid gặp rộng rãi trong TV, đôi khi trong ĐV (Hải sâm, Sao biển) và thể hiện các tính chất chung sau:

Tạo bọt bền khi lắc với nước

Có tính phá huyết (làm vỡ hồng cầu)

Độc với cá và các ĐV thân mềm (giun, sán, ốc sên…)

Tạo phức với cholesterol và các ∆’ 3-ß-hydroxy steroid

I Khái niệm

Stt Tính chất Giải thích

1 Tạo bọt bền khi lắc với nước Vì có hoạt tính bề mặt cao ( giảm sức căng

bề mặt ) do phân tử saponin có 1 đầu ưa nước và 1 đầu kỵ nước

3 Độc với cá

(hoặc 1 số ĐV máu lạnh) Do saponin mô đường hô hấp làm tăng tính thấm của biểu làm mất các chất điện

giải cần thiết

I Khái niệm

• Ngoại lệ: 1 số saponin không thể hiện đầy đủ các tính chất

trên Ví dụ: Sarsaparillosid trong các loài Smilax không có tính phá huyết và tạo phức với cholesterol Các ginsenosid nhóm dammaran có tác dụng phá huyết yếu so với nhóm olean

• Lưu ý: 1 số hợp chất khác như glycosid tim, protein TV,

terpen glycosid, chất nhày…cũng tạo bọt

II Danh pháp – Phân loại

1 Danh pháp

• Saponin: tên chi/loài + osid

Vd: Ginsenosid từ Panax ginseng

Asiaticosid từ Centella aisatica

• Aglycon (sapogenin): dùng tiếp vị ngữ -genin, -idin

Vd: Diosgenin từ Dioscorea tomatidin

II Danh pháp – Phân loại

III Phân bố

• Saponin triterpen : phổ biến trong cây Song tử diệp

(Fabaceae, Araliaceae, Sapindaceae, Polygalaceae…)

• Saponin steroid: phổ biến trong cây Đơn tử diệp

(Liliaceae, Dioscoreaceae, Amaryllidaceae…)

• Saponin alkaloid : gặp trong chi Solanum (Solanaceae)

• Saponin còn gặp trong 1 số ít ĐV (Hải sâm, Sao biển)

V Cấu trúc hoá học

• Cấu tạo của saponin gồm 2 phần:

SAPONIN

Phần đường

Phần không đường = aglycon = genin

(triterpen = 30C hay steroid = 27C) Monodesmosid hay bidesmosid

Spirostan Furostan Alk steroid

Spirosolan Solanidan Aminofurostan

Oleanan Ursan Lupan Hopan

V Cấu trúc hoá học

1 2 3

4 5 6

7

9 10

11

12 13 14 15 16

17 18 19

20 21 22

23 24

25

27

28

29 30

beta-Amyrin HO

26

Saponin triterpen (30 C)

Saponin steroid (27 C)

1 2

8 9 10

11

12 13 14 15 16

17 18

19

20 21

1 Saponin triterpen 5 vòng

1.1 Nhóm Olean**: khung cơ bản là oleanan, rất phổ biến trong thiên

nhiên thường là dẫn chất ß-amyrin (3ß-hydroxy olean-12-en)

11

12 13 14 15 16

17 18

19

20 21 22

23 24

25

27

28

29 30

beta-Amyrin HO

OH

1 Saponin triterpen 5 vòng

1.1 Nhóm Olean**

A.Cincholic A.Oleanolic Platicodigenin Glycyrrizin

Nhóm thế Vỏ thân Cankina Nhiều loài Cát cánh Cam thảo

-COOH C27 & C28 C28 C28 C29

1 2

9 11

12 13

14

16

17 18 19

20 21 22 25

28

29 30

26

1 Saponin triterpen 5 vòng

1.2 Nhóm Ursan: khá phổ biến, các sapogenin thường là dẫn

chất α-amyrin (3 α-hydroxy olean-12-en)

HO

12

19 20

29 30

29 30

29 30

3

28

HO

2 4

COOH

HO

12

19 20

29 30

1 Saponin triterpen 5 vòng

1.2 Nhóm Ursan:

A Ursolic A Asiatic A Madecassic Cinchona

Nhóm thế Nhiều loài Rau má Rau má Canhkina

30

1 Saponin triterpen 5 vòng

1.3 Nhóm Lupan: ít gặp, các sapogenin thường là dẫn chất 3

ß-hydroxy lupan-20 (29)-en), vòng E có 5 cạnh

8

9 10

11

12 13 14 15

16

17 18 19

20

21 22

12 13 14 15

16

17 18

2 Saponin triterpen 4 vòng

11 Nhóm Dammaran: đáng chú nhất, tiêu biểu là các saponin

trong các loài sâm (Panax spp)

H HO

9 10

11

12 13

14 15 16

17 18

19

20 21

2 Saponin triterpen 4 vòng

1.3 Nhóm Lanostan: thường gặp trong ĐV như Hải sâm, có tính phá

huyết mạnh hơn các saponin của TV vì là vũ khí tự vệ của loài này

2 Saponin triterpen 4 vòng

1.2 Nhóm Cucurbitan: thường gặp trong các cây họ

Cucurbitaceae, đa số ở dạng tự do, 1 ít ở dạng glycosid

Cucurbitacin E

O HO

O

OH

OAc

OH

2 Saponin steroid

1.1 Nhóm Spirostan: cấu tạo giống cholestan nhưng mạch nhánh từ

C20-C27 tạo thành 2 dị vòng có oxy là vòng E (hydrofuran) và vòng F (hydropyran), nối với nhau qua 1 cầu carbon chung ở C22, tạo thành mạch nhánh spiroacetal

HO

O O

Hecogenin

O

12

2 Saponin alkaloid steroid

Nhóm Solanidan

V Cấu trúc hoá học (tt)

Tóm lại:

1 Trên khung sapogenin:

• Các sapogenin khác nhau bởi mức độ oxy hoá hay vị trí và số lượng của các nhóm thế

• Chủ yếu là nhóm thế OH , đôi khi là nhóm oxo hay sulfat

• Nhóm OH có thể tự do hay glycosid hoá với đường, đôi khi acyl hoá với acid hữu

cơ

• Số lượng và vị trí thế trên khung cũng không nhiều (≤ 6)

• Ở vị trí C-3 gần như luôn có nhóm OH , đa số là vị trí ß , đây cũng là vị trí gắn

đường của đa số saponin (đôi khi có thể là oxo)

• Saponin triterpenoid có vòng A/B, B/C và C/D của là trans , còn D/E là cis

V Cấu trúc hoá học (tt)

2 Phần đường:

Sự đa dạng của các saponin là do thành phần, số lượng và vị trí của các đường trong phân tử, ngoài ra còn có thể gặp nối đôi trên khung

• Đa số saponin có 1-2 mạch đường (monodesmosid-bidesmosid)

• Monodesmosid: đường gắn vào ở vị trí C-3

• Bidesmosid: 1 mạch đường gắn ở C-3 , còn lại gắn ở C-26 (saponin steroid)

mạch đường ở C-3, chỉ có ở C-28 (vd: asiaticosid và madecassosid)

• Tổng có thể tới 11 đ/vị đường, số đường trên 1 mạch thường là 1-4 (max=8)

acid glucuronic (glycyrrhizin)

• Mạch đường có thể thẳng hay phân nhánh

VI TÍNH CHẤT

• Vị đắng, mùi nồng, gây hắt hơi

Ngoại trừ, glycyrrhizin và abrusosid có vị ngọt

• Đa số ở dạng vô định hình, khó kết tinh

• Saponin: tan trong nước, cồn loãng, ít tan trong dm hữu

cơ không phân cực (hexan, benzen,k)

• Sapogenin và các dẫn chất acetyl của nó: dễ kết tinh,

độ tan ngược với saponin

• Thuỷ phân acid mạnh có thể tạo thành các saponin giả

(artefact) Để thu được saponin nguyên thuỷ, dùng pp thuỷ phân chọn lọc như enzym (hesperidinase, ß-glucosidasek)

VII CHIẾT XUẤT SAPONIN

• Dm thường dùng nhất là MeOH, EtOH 50-90%, nước

• Nếu DL có nhiều chất béo, trước đó có thể loại bằng cách chiết

DL với ete dầu hoả, hexank

• Dịch cồn thu được đem bốc hơi dưới áp suất giảm để thu hôi dung môi Phần cao lỏng thu được có thể tiếp tục loại chất béo bằng cách lắc với các dm kpc, chiết phân đoạn bằng n-butanol

bão hoà nước

• Cất thu hồi n-BuOH dưới áp suất giảm để thu được saponin thô

VII CHIẾT XUẤT SAPONIN (tt)

PP tinh khiết hoá các saponin :

• PP tủa: tủa saponin trong 1 lượng lớn eter, aceton, aceton (4:1)

eter-• PP kết tinh: kết tinh hh saponin từ tủa thô bằng dm thích hợp PP này khó áp dụng vì saponin khó kết tinh

• PP thẩm thấu và điện thẩm thấu: thích hợp để loại các muối vô cơ

VII CHIẾT XUẤT SAPONIN (tt)

PP tinh khiết hoá các saponin (tt) :

• PP tạo bọt: dùng khí trơ sục dung dịch nước chứa saponin để tạo bọt và tách riêng phần bọt chứa saponin tinh khiết hơn

• PP tạo phức với cholesterol

• PP tạo dẫn chất: tạo dẫn chất acetyl có thể kết tinh

• PP sắc ký: áp dụng nhiều nhất vì rất hiệu quả, giúp tách riêng các saponin đơn (SK cột Sephadex, SK điều chếk)

VII CHIẾT XUẤT SAPOGENIN

• Thường áp dụng trong sản xuất các sapogenin steroid , có thể dùng acid hoặc enzym hoặc phối hợp cả hai:

• Thuỷ phân bằng enzym : xay nhỏ dược liệu, ngâm nước ấm 37-40oC

• Thông thường các enzym có sẵn trong DL sẽ thuỷ phân saponin Đôi khi người ta cho thêm các enzym để giúp sự thuỷ phân được nhanh chóng và hoàn toàn Thời gian cần thiết cho sự thuỷ phân khoảng 48-72 giờ

VII CHIẾT XUẤT SAPOGENIN (tt)

• Thuỷ phân bằng acid: thường dùng H2SO4 hoặc HCl 2-4N và đun nóng 4-8 giờ Nồng độ và thời gian thuỷ phân từng phần tuỳ theo loại saponin

• Sau khi thuỷ phân, để nguội Gạn lọc lấy tủa, sấy khô Chiết hh sapogenin bằng 1 dmhc như ete dầu hoả, hexan, benzenkTinh chế và tách riêng các sapogenin bằng pp kết tinh phân đoạn, sắc ký

Nguyên liệu chiết bằng ether dầu hoả

Chiết 2 lần với MeOH 50%

DL chiết 3 lần với ethanol 80%

Chiết 2 lần với MeOH 50%

Phần nước còn lại

+ Nước + chiết = CHCl 3

Dịch chiết

CHCl 3 + thêm MeOH-CHCl 3

+ thêm nước + Lắc với n-BuOH bh nước

Sơ đồ 2

Phần nước còn lại

+ lắc với n-BuOH

Sơ đồ 3

Tủa

+ thêm EtOH + loại màu bằng than hoạt

+ thêm ether

Sơ đồ 4

1.2 Phản ứng phá huyết và chỉ số phá huyết

• Chỉ số phá huyết: là độ pha loãng cần thiết tính bằng ml dung dịch đệm dùng để pha loãng hay chiết 1g DL có nồng độ vừa đủ gây nên hiện tượng phá huyết đầu tiên và hoàn toàn đối với 1 loại máu đã chọn và tiến hành trong điều kiện qui định

VI ĐỊNH TÍNH

1.3 Phản ứng độc với cá và chỉ số cá:

• Là tác động làm cá say hoặc chết (ít dùng)

• CS cá: độ pha loãng cần thiết của 1g DL có nồng độ vừa

đủ làm cho đa số cá trong lô thử nghiệm chết đối với 1 loại cá nhất định và tiến hành trong đk qui định

1.4 Phản ứng đối với cholesterol:

• ĐT saponin dựa vào tính chất tạo phức không tan với

VI ĐỊNH TÍNH

1.5 Các phản ứng màu của saponin:

• P/ư Salkowski (TT H2SO4 hay H3PO4): vàng, đỏ, lơ-tím

• P/ư Rosenthaler (TT Vanillin 1% HCl): lục → tím

• P/ư Kahlenberg (saponin/CHCl3 + SbCl3 20%/CHCl3): soi

dưới đèn UV → huỳnh quang xanh (saponin triterpen); huỳnh quang vàng (saponin steroid)

• P/ư Liebermann-Burchard (sapogenin/CHCl3 + anhydrid

acetic + H2SO4 đđ): phía trên có màu lơ-xanh lá (saponin

steroid), hồng-tím (saponin triterpen)

Bọt trong 2 ống nghiệm tương đương nhau: saponin triterpen

Bọt trong ống nghiệm có pH=13 > ống pH=1: saponin steroid

VI ĐỊNH TÍNH

1.6 P/ứ sơ bộ p/biệt saponin triterpen và saponin steroid:

b Phản ứng Liebermann-Burchard:

• sapogenin/CHCl3 + anhydrid acetic + H2SO4 đđ:

Vòng ngăn cách hồng đến đỏ tím: saponin triterpen

Vòng ngăn cách xanh lá cây: saponin steroid

VI ĐỊNH TÍNH

1.6 P/ứ sơ bộ p/biệt saponin triterpen và saponin steroid:

c Phản ứng với TT SbCl3/CHCl3:

• Cắn cồn DL + TT SbCl3/CHCl3:

dd phát huỳnh quang xanh: saponin triterpen

dd phát huỳnh quang vàng: saponin steroid

VI ĐỊNH TÍNH

SKLM (tt)

• Saponin alkaloid steroid:

CHCl3 – EtOH – NH4OH1% trong H2O (2:2:1)

VII ĐỊNH LƯỢNG

a Phương pháp cân

b Phương pháp đo quang

c Sắc ký lỏng cao áp (HPLC) ***

VII ĐỊNH LƯỢNG

a Phương pháp cân:

- Chiết DL bằng MeOH hoặc MeOH-H2O

- Tinh khiết hoá (tủa bằng ether hoặc aceton)

- Lọc lấy tủa saponin toàn phần

- Sấy đến KL không đổi

- Cân tủa

PP này kém chính xác, chỉ áp dụng cho DL có hàm

VII ĐỊNH LƯỢNG(tt)

b Phương pháp đo quang:

- Chiết xuất và tinh chế saponin

- Dùng TT thích hợp để tạo màu (VS, LB, FeCl3)

- Đo quang ở bước sóng thích hợp => hàm lượng

VII ĐỊNH LƯỢNG (tt)

c Phương pháp sắc ký lỏng cao áp (HPLC):

− So sánh diện tích pic của chuẩn với diện tích đỉnh của mẫu chất cần định lượng trong mẫu thử để suy ra hàm lượng theo công thức: S t x S c = C t x C c

− Cột SK: pha đảo (RP-18)

− Dung môi: MeOH-H 2 O hoặc Acetonitril-nước

− Đầu dò: UV, RI, ELSD, MS o

PP này rất hiệu quả và khá chính xác  thường dùng hiện nay

VII ĐỊNH LƯỢNG (tt)

c Phương pháp sắc ký lỏng cao áp (tt):

VIII TÁC DỤNG-CÔNG DỤNG (tt)

1 Tác dụng chống nấm

Khá phổ biến, giúp bảo vệ, chống sự xâm nhập của nấm mốc Các chất chống nấm đáng chú ý: holotoxin A, B, C của loài hải sâm , các hợp chất tomatin nói chung

Saponin steroid có tác dụng chống nấm mạnh hơn saponin triterpen

Các monodesmosid có mạch đường gồm 4-5 đơn vị đường

có tác dụng mạnh hơn các chất có 2-3 đơn vị đường

VIII TÁC DỤNG-CÔNG DỤNG (tt)

2 Tác dụng kháng khuẩn

Một số saponin có tác dụng kháng khuẩn đáng kể Ví dụ:

asiaticosid có trong Rau má (Centella asiatica) có tác dụng

kháng trực khuẩn Koch và Hasen , trước đây có được nghiên cứu trên lâm sàng để chữa bệnh hủi

Một số saponin trong cây dưới dạng tiền chất không hoạt động, nhưng dưới tác dụng của các enzym phóng thích khi

mô cây bị tổn thương hay bị vò nát sẽ tạo thành những chất

có tác dụng kháng khuẩn

VIII TÁC DỤNG-CÔNG DỤNG (tt)

3 Tác dụng chống viêm

Khá phổ biến của saponin, nhất là saponin steroid Vd:

Glycyrrhizin trong Cam thảo (td trên thực nghiệm bằng 1/5

hydrocortison)

Saponin của 1 số DL có chứa acid oleanolic như Ngưu tất , Cỏ xướck

Một số saponin steroid như solanin, hecogenin ,

tigogeninkCác chất này đã được sử dụng làm thuốc chống viêm dạng viên, thuốc đạn, thuốc mỡ

VIII TÁC DỤNG-CÔNG DỤNG (tt)

4 Tác dụng chống khối u

Một số saponin như: aescin, cyclamin, primula

saponinkcó tác dụng chống phân bào invitro và invivo

Ginsenosid Rh2 trong Nhân sâm cũng được chứng minh

có tác động chống ung thư

Một số saponin steroid nhóm spirostan có trên 4 đường

(agavosid D, E, yuccosid E, Hk) trong phân tử thể hiện

VIII TÁC DỤNG-CÔNG DỤNG (tt)

5 Tác dụng độc với cá và 1 số côn trùng

Hỗn hợp boninsaponin trong Schima mertansiana Cây

này được dùng để thuốc cá

Một số saponin có tác dụng diệt loài thân mềm như acid

primulic trong các loài Primula

VIII TÁC DỤNG-CÔNG DỤNG (tt)

6 Tác dụng trên hệ TKTW

Aralosid A, B, C từ Aralia manshurica có td kích thích

Saponin của Rau má và hạt táo có tác dụng an thần

Tác động trên hệ TKTW thay đổi tuỳ theo loài saponin nhưng nói chung có tác dụng kích thích ở liều nhỏ và ức chế ở liều cao

VIII TÁC DỤNG-CÔNG DỤNG (tt)

7 Tác dụng trên bộ máy sinh dục

Một số saponin có tác dụng diệt tinh trùng của người và chuột thí nghiệm Vd: Samanin D có trong Pithecolobium

saman, saponin của Schefflera capiata

Ngược lại, Ginsenosid toàn phần từ Nhân sâm (Panax

ginseng) có tác dụng hướng sinh dục trên chuột

VIII TÁC DỤNG-CÔNG DỤNG (tt)

CÔNG DỤNG

• Chữa ho, long đờm, viêm phế quản: Cam thảo, Các cánh, viễn chík

• Thuốc bổ, tăng lực: các cây thuộc họ Araliaceae như Nhâm sâm, Tam thất, Ngũ gia bì gaik

• Thuốc tim mạch do có tác dụng điều hoà nhịp tim, hạ cholesterol máu, điều hoà huyết áp, bảo vệ thành mạch: các cây thuộc họ Araliaceae như Ngưu tấtk

• Thuốc KK và kháng nấm: asiaticosid, tomanink

• Thuốc lợi tiểu, giải độc, chống viêm: solanin, glycyrrthetic, Cỏ xước, Rau má, Râu mèok

Phần 2 DƯỢC LIỆU CHỨA SAPONIN

Glycyrrhiza uralensis Fisch (Cam thảo bắc)

Glycyrrhiza glabra L (Cam thảo Âu)

Họ Đậu (Fabaceae)

Ở nước ta cũng còn dùng 2 loài khác:

- Cam thảo dây (Abrus precatorius L., Fabaceae)

- Cam thảo nam (Scoparia dulcis L., Scrophulariaceae)

1 Cam thảo

Mô tả thực vật

• Cây nhỏ sống dai, thân nhiều lông mịn

• Lá kép lông chim lẻ, hình trứng, phiến

nguyên

• Hoa màu tím nhạt Quả đậu, cong hình

lưỡi liềm, nhiều lông cứng

• Thân rễ có lớp bần màu nâu đỏ, vị ngọt

≠ Cam thảo Âu ở chổ lá chét thuôn dài,

hoa màu lơ nhạt, quả dẹt, thẳng, ít lông

Cam thảo bắc

Glycyrrhiza uralensis Fabaceae