Quillaja - duże drzewo o dużym wpływie

Quillaja saponaria w zarysie

Quillaja saponaria Molina, znana również jako drzewo kory mydlanej, to drzewo liściaste i jedyny rodzaj w rodzinie Quillajaceae należącej do rzędu Fabales. Jest to wiecznie zielone drzewo o białych kwiatach i suchych owocach, zamieszkujące wyłącznie suche obszary Ameryki Południowej. Substancje czynne są pozyskiwane głównie z kory rośliny (ale również z drewna) przez gotowanie wiórów Quillaja, a następnie odparowanie w celu zwiększenia stężenia.

Słowo „quillay” pochodzi od rodzimego słowa „quillean” z Mapuche i oznacza „do mycia” - mocne odniesienie do charakterystycznych właściwości pieniących się saponin. Dlatego Quillaja była używana od czasów starożytnych jako mydło, detergent oraz w tradycyjnych lekach na kaszel i zapalenie oskrzeli¹. W żywności dla ludzi Quillaja jest szeroko stosowana, na przykład w napojach bezalkoholowych na bazie wody, takich jak napoje gazowane, sportowe i elektrolitowe, w cukierkach i kosmetykach, takich jak szminki i szampony.

Aby lepiej zrozumieć różne efekty i zastosowania Quillaja, konieczne jest bliższe przyjrzenie się strukturze chemicznej i mechanizmowi działania. Ciekawi Cię, jakie imponujące szczegóły zostaną ujawnione w dalszej części?

Quillaja kontra saponiny z juki

Yucca schidigera (Meksyk) i Quillaja saponaria (Chile) to rośliny pustynne wykorzystywane jako komercyjne źródła saponin. Saponiny z obu roślin zawierają jeden lub więcej rozpuszczalnych w wodzie węglowodanowych łańcuchów bocznych, podczas gdy różnią się one częścią aglikonową, lipofilowym jądrem saponin. Jądro to ma strukturę steroidową w Yucca i strukturę triterpenoidową w Quillaja. Ogólnie saponiny Quillaja mają bardziej złożoną strukturę niż saponiny Yucca.

Jednym z głównych zastosowań ekstraktów saponin Quillaja u zwierząt jest ich stosowanie jako adiuwanta w szczepionkach weterynaryjnych. Ze względu na budowę saponin, saponiny Quillaja wywierają wyjątkowe działanie immunomodulujące, zwiększając skuteczność szczepionek.³

Badania porównujące saponiny Quillaja i Yucca pod kątem ich stosowania jako dodatków paszowych przeprowadzono głównie dla systemów przeżuwaczy, zarówno in vitro, jak i in vivo. Udowodniono, że oba źródła saponin zmniejszają produkcję amoniaku in vitro, liczbę pierwotniaków⁴ i produkcję metanu.⁵ W literaturze wpływ tych saponin na pierwotniaki jest jednym z kluczowych argumentów w ich mechanizmie pozwalającym na osiągnięcie obserwowanej redukcji amoniaku. W badaniach in vitro firmy Delacon we współpracy z francuskim instytutem badawczym INRA stwierdzono, że Quillaja jest również w stanie zmniejszyć produkcję amoniaku bez zmniejszania liczby pierwotniaków, co sugeruje różnice w sposobie działania w porównaniu z ekstraktami z Yucca. Wyniki badań in vitro sugerują również, że Quillaja ma większy wpływ na lotne kwasy tłuszczowe, zwłaszcza w zakresie produkcji propionianów, w technikach symulacji żwacza niż Yucca.^4,6

Badania in vivo porównujące oba źródła saponin są nieliczne, ale wykazano, że redukcja amoniaku występuje również u owiec, chociaż nie zaobserwowano wpływu na pierwotniaki żwacza.⁷ W tym badaniu suplementacja Quillaja zwiększyła strawną energię diet. Ponadto w próbie brojlerów Delacon potwierdził takie wyniki w zakresie redukcji amoniaku, stosując Quillaja, Yucca i mieszanki Quillaja i Yucca. Najwyższą skuteczność osiągnięto, gdy mieszanki zawierały 50% lub więcej Quillaja.

Dlatego, chociaż wiele efektów, które zaobserwowano dla Quillaja i Yucca, jest podobnych, mechanizmy odpowiedzialne za efekty wydają się różnić przynajmniej w niektórych parametrach.

Sposób działania: Dobroczynne działanie saponin Quillaja

Konsekwencje karmienia saponinami obejmują wpływ na metabolizm cholesterolu, integralność błony komórkowej, układ odpornościowy, aktywność wirusobójczą i wpływ na pierwotniaki.⁸ Chociaż tradycyjnie uważane są za składniki przeciwodżywcze w żywności i paszy, wykazaliśmy, że połączenie saponin z innymi składnikami fitogenicznymi takimi jak olejki eteryczne stymulują transportery jelitowe dla glukozy i aminokwasów, co poprawia strawność.⁹

W Delacon stosujemy wyjątkową, dobrze dobraną kompozycję olejków eterycznych i saponin Quillaja. To opatentowane zastosowanie zwiększa wartość odżywczą diety zwierząt. Jednak prawidłowe dawkowanie saponin ma duże znaczenie, ponieważ różnica między korzystnym a szkodliwym działaniem jest niewielka¹⁰.

1. Hamowanie enzymów biorących udział w rozkładzie kwasu moczowego i mocznika, zwłaszcza ureazy¹²
2. Bezpośrednie wiązanie amoniaku¹³
3. Działanie przeciw pierwotniakom ograniczające proteolizę białka bakteryjnego przez pierwotniaki, co ma znaczenie zwłaszcza u przeżuwaczy¹⁴

Chociaż wpływ saponin na amoniak był szeroko badany na przeżuwaczach, badania na zwierzętach monogastrycznych na ten temat są rzadkie. W literaturze kilka badań wykazuje potencjał saponin Quillaja w zmniejszaniu produkcji amoniaku zarówno in vitro^4,15, jak i in vivo⁷ u przeżuwaczy.

Potencjał saponin Quillaja do redukcji emisji amoniaku został również potwierdzony przez Delacon w naszym Performing Nature Research Center w przypadku zwierząt monogastrycznych. Badania in vivo wykazały stały spadek emisji amoniaku przez saponiny Quillaja o 19-27% u świń i 18-65% (średnio o 32%) u drobiu. W związku z tym redukcja amoniaku poprzez dodanie do diety saponin Quillaja może przyczynić się do zdrowia zwierząt i obniżyć stres metaboliczny i wydatek energetyczny w procesach detoksykacji amoniaku w wątrobie. Ponadto niższe stężenia amoniaku w powietrzu, zmniejszają emisję zapachów i podrażnienia dróg oddechowych. Może to być pomocne zwłaszcza w okresie zimowym w oborach, kiedy wentylacja jest niska, w wyniku gromadzenia się amoniaku z powietrza do problematycznych stężeń.

Wyniki tych badań sugerują, że u przeżuwaczy szczególnie działanie przeciwpierwotniacze może być odpowiedzialne za obserwowaną redukcję amoniaku, podczas gdy u zwierząt monogastrycznych głównym efektem będą bakterie jelitowe i ich aktywność metaboliczna. Jednak dostępne są tylko ograniczone dane w tym zakresie i potrzebne są dalsze badania w celu wyjaśnienia i pogłębienia wiedzy na temat interakcji saponin ze zbiorowiskami bakterii.

PRZYPISY

1. Duke J.A. Handbook of Medicinal Herbs. Boca Raton, FL: CRC Press, 1985.
2. Maier C. et al. 2015. Phenolic constitues in commercial aqueous Quillaja (Quillaja saponaria Molina) wood extracts. Journal of Agricultural and Food Chemistry 63: 1756-1762.
3. Oda K. et al. 2000. Adjuvant and haemolytic activities of 47 saponins derived from medicinal and food plants. Biological Chemistry 381(1):67-74.
4. Pen, B. et al. 2006. Effects of Yucca schidigera and Quillaja saponaria extracts on in vitro ruminal fermentation and methane emission. Animal Feed Science and Technology 129: 175-186.
5. Li, W. 2012. Using saponins to reduce gaseous emissions from steers (Doctoral dissertation). Retrieved from d.lib.msu.edu.
6. Patra A.K., Stiverson J., Yu Z. 2012. Effects of quillaja and yucca saponins on communities and select populations of rumen bacteria and archaea, and fermentation in vitro. Journal of Applied Microbiology 113: 1329-1340.
7. Pen, B. et al. 2007. Effects of Yucca schidigera and Quillaja saponaria with or without ß 1–4 galacto-oligosaccharides on ruminal fermentation, methane production and nitrogen utilization in sheep. Animal Feed Science and Technology 138: 75-88.
8. Francis G. et al. 2002. The biological action of saponins in animal systems: a review. British Journal of Nutrition 88(6):587-605.
9. Reyer H., et al. 2017. Possible molecular mechanisms by which an essential oil blend from Star Anise, Rosmary, Thyme, and Oregano and Saponins increase the performance and ileal protein digestibility of growing broilers. Journal of Agricultural and Food Chemistry 65(32): 6861-6830.
10. Francis G., et al. 2001. Effects of Quillaja saponins on growth, metabolism, egg production and muscle cholesterol in individually reared Nile tilapia (Oreochromis niloticus). Comparative Biochemistry and Physiology - Part C: Toxicology & Pharmacology 129(2):105-14.
11. Moses, T., Papadopoulou K.K., Osbourn A. 2014. Metabolic and functional diversity of saponins, biosynthetic intermediates and semi-synthetic derivatives. Critical Reviews in Biochemistry and Molecular Biology 49(6): 439–462.
12. Nazeer, M.S., et al. 2002. Effect of Yucca saponin on urease activity and development of ascites in broiler chickens. Journal of Poultry Science 1(6): 174-178.
13. Wallace, R.J., Arthaud, L., Newbold, C.J. 1994. Influence of Yucca shidigera extract on ruminal ammonia concentrations and ruminal microorganisms. Applied and Environmental Microbiology 60(6): 1762-1767.
14. Cheeke, P.R. 2001. Actual and potential applications of Yucca schidigera and Quillaja saponaria saponins in human and animal nutrition. Recent Advances in Animal Nutrition in Australia 13: 115-125.
15. Patra, A.K., Yu Z. 2014. Effects of vanillin, quillaja saponin, and essential oils on in vitro fermentation and protein-degrading microorganisms of the rumen. Applied Microbiology and Biotechnology 98:897–905.