במחקר שפורסם לאחרונה בכתב העת מזונותחוקרים אפיינו תמציות ספונין משורשי אספרגוס.
תעשיית הקוסמטיקה והמזון בוחנת יותר ויותר תוספים טבעיים כדי להחליף תרכובות סינתטיות. מתחלבים סינתטיים משמשים עדיין בתעשיית המזון, הקוסמטיקה ודטרגנטים. עם זאת, המודעות של הצרכנים לגבי הסיכונים שלהם לבריאות ולסביבה גוברת. ככזה, החיפוש אחר תרכובות טבעיות זכה לעניין רב.
מחקר: יישומים של תמצית ספונין משורשי אספרגוס כמרכיב פונקציונלי. קרדיט תמונה: mestock / Shutterstock
מאפיינים ויתרונות של ספונינים
ספונינים קיימים במזונות שונים על בסיס צמחי; הם יכולים לייצר קצף כאשר הם מתסיסים במדיום מימי. מבחינה מבנית, לספונינים יש ליבה מרכזית של טריטרפן או סטרואידים וסדרה של שרשראות סוכר. האופי האמפיפילי של ספונינים הופך אותם לחומרי קצף ותחליב יעילים.
חוץ מזה, ספונינים פועלים כתרופות אנטי פטרייתיות, נוגדות השמנת יתר, היפוכולסטרולמיות, נוגדות יתר לחץ דם, אנטי דלקתיות ואנטי סוכרת. הפעילות הביולוגית של ספונינים מסתמכת על המבנה הכימי שלהם, כלומר, שינויים בליבה או במספר/אורך של שרשראות סוכר עלולים לשנות את הפעילות הביולוגית. ספונינים מצויים בכל חלקי צמח האספרגוס והם מועשרים במיוחד בשורשיו ובפריו.
על המחקר: מתודולוגיה וחומרים
במחקר הנוכחי, החוקרים בחנו את יכולות ההקצפה והתחליב של תמצית ספונין שורש אספרגוס (ARS) בהשוואה לתמציות מסחריות עשירות בספונין. שורשי האספרגוס נאספו משדות הייצור ועובדו להסרת לכלוך וזיהומים. לאחר מכן, התמצית הוכנה לפי פרוטוקול פטנט.
Quillaja (QS) ו Tribulus terrestris תמציות ספונין (TS) הושגו באופן מסחרי. תכולת הספונין נקבעה, ומבחן Folin-Ciocalteu מדד את התוכן הפנולי הכולל. ריכוז החלבון נמדד באמצעות מיקרואנליזה יסודית. ריכוז מיצל קריטי (CMC) נקבע באמצעות מבחן Sudan III.
יכולת התחליב של התמצית נקבעה בשיטת וואנג וקינסלה. יתר על כן, נקבעו יכולת הקצף ויציבות הקצף. נבדקו ההשפעות של pH, סוכרוז ונתרן כלורי על תכונות ההקצפה והמתחלב של התמצית. ההשפעה המעכבת של התמצית על ליפאז הלבלב הושווה לזו של אורליסטט, תרופה שאושרה להשמנה.
ממצאים מרכזיים: ניתוח השוואתי של תמציות ספונין
ב-ARS, זוהו ≤ 17 ספונינים שונים, רבים מהם תוארו בעבר במספר אספרגוס מִין. תוכן הספונין ב-ARS היה בערך פי שניים מזה של QS. תכולת הפנול הייתה נמוכה מתכולת הספונין ב-QS וב-ARS אך דומה לתכולת הספונין ב-TS. ל-ARS היה ריכוז חלבון גבוה. בדיקת סודן III גילתה שני אזורים נפרדים עבור כל תמצית ספונין.
בריכוזים נמוכים יותר, הספיגה עלתה עם הגדלת הריכוזים אך עלתה בחדות מעבר ל-CMC. ל-QS היה ה-CMC הנמוך ביותר (0.04 גרם/100 מ"ל), ואילו ל-TS היה הגבוה ביותר (0.094 גרם/100 מ"ל). ה-CMC של ARS היה 0.064 גרם/100 מ"ל. יכולת התחליב של תמציות ARS ו-QS (ב-0.5 גרם/100 מ"ל) הייתה 25% עד 35% בכל טווח ה-pH.
יציבות האמולסיה הייתה גבוהה בין pH 5 ל-10 ומופחתת ב-pH 2. לעומת זאת, ל-TS הייתה קיבולת נמוכה בלבד (5.3%) ב-pH 7.8. בריכוז ספונין נמוך יותר (0.03 גרם/100 מ"ל), יכולת התחליב של QS הייתה הגבוהה ביותר ב-pH ניטרלי, ויציבותו הייתה הגבוהה ביותר ב-pH 5. בינתיים, ל-ARS הייתה יכולת מתחלב נמוכה יותר מ-QS, והוא היה יציב. ב-pH 7.8.
ב-0.5 גרם/100 מ"ל, ARS הציג יכולת מתחלבת גבוהה יותר מאשר QS כאשר הסוכרוז היה התוסף היחיד בתמיסה. עם זאת, בריכוז הנמוך יותר, QS היה המתחלב הטוב ביותר בנוכחות של סוכרוז ונתרן כלורי כאחד. נתרן כלורי הגדיל את יכולת התחליב של כל תמצית אך הפחית את היציבות.
לריכוז ספונין הייתה השפעה על תכונות ההקצפה. באופן ספציפי, יכולת ההקצפה גדלה בריכוזים גבוהים יותר, בעוד שיציבות הקצף ירדה. ל-QS הייתה יכולת ההקצפה הגבוהה ביותר בין 0.01 גרם/100 מ"ל ל-0.3 גרם/100 מ"ל, אך לא היו הבדלים בין ARS ל-QS ב-0.5 גרם/100 מ"ל. יתר על כן, יכולת ההקצפה השתפרה עם עליית ה-pH, ול-ARS ו-QS היו תוצאות דומות ב-pH בינוני או גבוה.
בניגוד לאמולסיות, יציבות הקצף עלתה ב-pH קיצוני. נוכחותם של תוספים השפיעה על היווצרות הקצף ועל היציבות. ב-0.5 גרם/100 מ"ל, ARS הראה את יכולת הקצף הגבוהה ביותר עם סוכרוז ונתרן כלורי. עם זאת, תוספים הפחיתו את יכולת ההקצפה של QS. ב-0.03 גרם/100 מ"ל, יכולת ההקצפה של תמציות הופחתה.
לאורליסטאט הייתה הפעילות המעכבת הגבוהה ביותר נגד ליפאז לבלב מבין כל החומרים שנבדקו, עם ריכוז מעכב חצי מרבי (IC50) של 0.052 מ"ג/מ"ל. ה-IC50 של ARS היה גבוה פי 13 מזה של Orlistat. גם ל-TS ו-QS היה IC גבוה יותר50 ערכים (2.01 מ"ג/מ"ל ו-1.64 מ"ג/מ"ל, בהתאמה).
מסקנות ויישומים פוטנציאליים
ביחד, תמצית ספונין משורשי אספרגוס המתקבלת בתהליך ידידותי לסביבה יכולה למשוך עניין משמעותי מהתעשייה. מאפייני התחליב וההקצפה של ARS היו דומים לאלו של QS, מה שהופך אותו למתאים למזונות בעלי תווית ירוקה. ניתן להשתמש ב-ARS במשקאות מוגזים כחומרי קצף, מוצרי חלב כחומר מתחלב, קינוחים כמייצבים, וקוסמטיקה כחומרי שטח טבעיים.
ל-ARS הייתה גם פעילות מעכבת משמעותית נגד ליפאז הלבלב, מה שמרמז על יישומים פוטנציאליים בטיפולים בהיפו כולסטרול ובטיפולים נגד השמנת יתר. עם זאת, נדרשים ניתוחים נוספים על פעילות ביולוגית ורעילות כדי לאשש מקרי שימוש אלה.
