Saponiiniseoksen hyödyntäminen pesuaineissa

Abstract

Saponiinit ovat glykosidisia yhdisteitä, jotka koostuvat aglykonista ja niihin liittyneistä sokereista. Aglykonit voivat olla triterpeenejä, steroideja tai steroidialkaloideja. Riippuen siitä, onko aglykoniin liittynyt yksi, kaksi vai kolme sokeriketjua, niitä kutsutaan mono-, bi- tai tridesmosidisaponiineiksi. Nimi saponiini tulee latinan kielen sanasta sapo, joka tarkoittaa saippuaa. Saponiineja sisältäviä kasveja onkin käytetty saippuoina jo satojen vuosien ajan. Saponiinit ovat rakenteeltaan hyvin erilaisia, minkä vuoksi niillä on lukuisia biologisia, fysikaalisia ja kemiallisia ominaisuuksia. Amfifiilisen rakenteensa vuoksi saponiinit ovat pinta-aktiivisia aineita. Tällaisilla yhdisteillä on vaahdonmuodostus-, emulsionmuodostus- ja pesuaineominaisuuksia. Saponiinit muodostavat misellejä vesiliuoksissa, kun niiden konsentraatio ylittää kriittisen misellinmuodostuskonsentraation.

Tässä työssä selvitettiin mahdollisuutta hyödyntää kotimaisten kasvien sisältämiä saponiineja pesuaineissa. Kirjallisuuteen pohjautuen tutkittaviksi kasveiksi valittiin kaura (Avena sativa), sokerijuurikas (Beta vulgaris) ja rohtosuopayrtti (Saponaria officinalis). Saponiinien uuttumista tutkittiin eri uuttoliuottimilla, jonka jälkeen valittiin sopivin. Raakauutteita puhdistettiin pylväskromatografisesti ja preparatiivisella korkean erotuskyvyn nestekromatografialla (HPLC). Saponiinit karakterisoitiin analysoimalla näytteet korkean resoluution ultrakorkean erotuskyvyn nestekromatografia-diodirividetektori sähkösumutusionisaatio-Orbitrap-massaspektrometrilla. Molekyyli-ionien tarkkoja massoja ja niistä määritettyjä molekyylikaavoja verrattiin kirjallisuudesta löytyneisiin karakterisoituihin saponiineihin. Työn eri vaiheissa saatuja näytteitä testattiin Kiillolla.

Uuttotestien perusteella saponiineja tunnistettiin rohtosuopayrtistä ja sokerijuurikkaasta, jotka valittiin suuremman mittakaavan uuttoon. Raakauutteet eivät kuitenkaan pärjänneet hyvin pyykinpesutesteissä. Pylväskromatografisesti rohtosuopayrtin raakauutteesta saatiin eroteltua epäpuhtauksia jonkin verran, mutta sokerijuurikkaan raakauutteesta ei. Preparatiivisella HPLC:llä rohtosuopayrtin pylväsfraktiosta saatiin melkein puhdas saponiiniseos, mutta saanto oli alhainen. Vaahtoavuus- ja pintajännitystesteissä parhaimmat tulokset saatiin puhdistetulla saponiiniseoksella, vaikka sen pitoisuus oli alhaisin. Fraktioidun raakauutteen vaahtoavuus- ja pintajännitystestien tuloksia sekä raakauutteen tehottomuutta pesutesteissä selittävät todennäköisesti sen alhainen saponiinipitoisuus. Vaikka näytteet sisältävät saponiineja, joilla oletetaan olevan pesevä vaikutus, ne sisältävät paljon myös muita yhdisteitä, jotka häiritsevät pesureaktioita.