Сапонины представляют собой гликозиды тритерпеноидной или стероидной природы, характеризующиеся наличием гидрофильной сахарной части и липофильного агликона. Сахарная цепь может включать до нескольких единиц моносахаридов (глюкоза, галактоза, рамноза, ксилоза), соединённых гликозидной связью с агликоном. В зависимости от природы агликона сапонины делят на тритерпеноидные и стероидные. Тритерпеноидные сапонины чаще встречаются в корнях, коре и семенах растений семейства бобовых, а стероидные — в лилейных и картофельных культурах.
Гликозиды — более широкая группа соединений, включающая вещества, в которых углеводная часть соединена с любой органической молекулой (агликоном) через O-, C-, S- или N-гликозидную связь. В пищевой химии наибольшее значение имеют цианогенные, фенольные и стероидные гликозиды. Цианогенные гликозиды, например, содержатся в семенах абрикоса и миндаля, и при гидролизе выделяют свободный цианид, что требует контроля в технологическом процессе.
Сапонины обладают выраженными амфипатическими свойствами, что проявляется в способности образовывать стойкую пену при взбалтывании с водой. Их молекулы могут образовывать мицеллы, связывать липиды и мембранные белки, влияя на биодоступность жирорастворимых веществ. Растворимость зависит от природы сахара и агликона: тритерпеноидные сапонины обычно лучше растворимы в воде, стероидные — в органических растворителях.
Гликозиды характеризуются стабильностью в сухих растительных матрицах и гидролизуемостью под действием кислот или ферментов. Фенольные гликозиды, такие как арбутины, устойчивы при слабокислой среде, но легко разрушаются щелочью и нагревом, что важно при переработке ягод и фруктов. Цианогенные гликозиды под действием β-гликозидазы гидролизуются с образованием глюкозы и цианида водорода, представляя токсикологическую опасность.
Сапонины проявляют повышенную биологическую активность, включая противомикробное, антивирусное, антиоксидантное и холестеринснижающее действие. Механизм действия связан с взаимодействием с клеточными мембранами: они нарушают липидный бислой бактерий и грибов, что делает их ценными в пищевой индустрии для натуральной консервации и улучшения пищевой безопасности.
Гликозиды часто являются фитоалектинами — защитными веществами растений. Фенольные гликозиды участвуют в противовоспалительных и антиоксидантных процессах, стероидные гликозиды оказывают влияние на сердечно-сосудистую систему, проявляя дигитоксиноподобное действие. Цианогенные гликозиды при употреблении в контролируемых количествах неопасны, но их содержание регулируется санитарными нормами.
Сапонины влияют на текстуру и пенообразование продуктов, например, при производстве хлебобулочных изделий, мороженого и напитков. Их способность образовывать мицеллы используется для эмульгирования жиров, стабилизации соевых и растительных белков, а также для извлечения липофильных компонентов при пищевой переработке.
Гликозиды требуют внимания при термической обработке: гидролиз цианогенных гликозидов при высокой температуре или ферментации позволяет снизить токсичность растительного сырья, что особенно важно для семян косточковых культур и маниока. Фенольные гликозиды сохраняют антиоксидантную активность при заморозке и сублимационной сушке, что применяется в производстве функциональных продуктов и биодобавок.
Сапонины и гликозиды исследуются комплексом аналитических методов. Для сапонинов характерны:
Для гликозидов применяют:
Сапонины участвуют в снижении уровня холестерина и липидов плазмы, способствуют детоксикации организма, однако избыточное потребление может вызвать раздражение слизистой и нарушение всасывания жирорастворимых витаминов.
Гликозиды формируют сложную систему пищевых активных соединений: фенольные гликозиды — антиоксиданты, стероидные — функциональные компоненты, цианогенные — потенциально токсичные, что требует контроля на этапах переработки и хранения продуктов.