Saponinler, Saponin Kaynakları ve Çevre


Dr. Özcan YÜCELT
Tamamen doğal olan ve içerisinde her hangi bir katkı maddesi bulunmayan Yucca schidigera ekstraktının hayvan beslemedeki öneminin belirlenmesi amacıyla da A.B.D ve bazı Avrupa ülkelerinde önemli sayıda bilimsel çalışmalar yürütülmüştür. Bu çalışmalar sonunda Yucca'nın sarsaponin içeriğine bağlı olarak amonyak bağlayıcı, üreaz faaliyetini önleyici, bağırsak epitel hücrelerinde yüzey gerilimini düşürücü etkilerinin yanı sıra antiprotozoal, antibakteriyel , antifungal, antioksidant etkilere de sahip olduğu bulunmuştur.
Saponin içeriğinin yüksek olması, bitkinin kurak bölgede yetişmesi nedeniyle strese (besin madde ve su noksanlığı) karşı kimyasal savunma mekanizmasının bir ürünü olarak bilinmektedir. Çünkü, saponin yüzey aktif özelliği ile su ve besin maddelerini bitki içinde tutabilmekte ve böylece stresin olumsuz etkisini minimize etmede bitkiye yardım etmektedir. Ayrıca saponin içeriğinin stresin düzeyi ile ilgili olduğu, bitkinin kültüre alınması veya stressiz bir ortamda yetiştirilmesi ile saponin içeriğinin düşebileceği bildirilmektedir (Hiley, 1998).
Steroid ilaçların üretiminde kullanılabilecek bitkisel kaynakların belirlenmesine yönelik olarak yapılan çalışmalarda, bitkiler aleminde optimum aktivite durumunda bulunan karbonil ve hidroksil gruplarıyla birlikte oldukça yüksek steroid saponin içeriğine sahip 100'den fazla grup tespit edilmiş (Price ve ark., 1987) ve bunlardan birinin de Yucca schidigera olduğu ve ekstratının %9-12 düzeyinde saponin içerdiği ortaya koyulmuştur. Saponinler yucca bitkisinin tüm organlarına dağılmış olmakla birlikte tohumlarında daha yüksek konsantrasyonlarda (%18) bulunmaktadır (Hostetmann ve Marston, 1995).
Genel olarak anti-nutritional faktör olarak kabul edilen saponinler, yapısal olarak detaylı şekilde incelenecek olursa; hayvan
besleme açısından farklı özellikler taşıdığı görülecektir. Yucca saponini gibi steroidal saponinler, hayvanların performansı ve
besin maddelerinin sindirimi ve emilimi üzerine olumlu etkilere sahiptir (Jenkins ve Atwal, 1994).
Saponinler yapısal olarak steroidal ve triterpenoid olmak üzere iki farklı sınıfta incelenirler (Şekil 1). Yapısal olarak steroidal
saponin olan yucca saponinleri, sarasapogenin, smilagenin, markogenin, samogenin, gitogenin ve neogitogeninden oluşmakta
ve bunlardan ilk ikisi yucca saponinlerinin büyük kısmını oluşturmaktadır (McAllister ve ark., 1998)
Triterponoid saponinlere örnek ise Şili’de yetişen Quillaja saponaria bitkisidir. Bu bitkinin yüksek saponin içeriğine sahip olduğu (Muñoz et al., 1981; Montesy Wilkomirsky, 1985; Hoffmann et al., 1992), bu saponin tipini insanlarda HIV ve herpes dahil
6 ayrı viral hastalığın tedavisinde kullanıldığı bildirilmiştir (Roner ve ark., 2007).
Memelilerde lipit metabolizması, mineral metabolizması, kan basıncı, üreme performansı ve kanser üzerine de etkili olduğu
bildirilen saponinler, antioksidant aktivite de içermektedir (Küçükkurt ve Fidan, 2008).
Şekil 1. Saponinlerin (a: triterpenoid, b: steroid) biyokimyasal yapısı.








a) steroidal b) triterpenoid

Saponin’lerin çevre açısından en önemli özelliği amonyak bağlamasıdır. Aynı zamanda Yucca schidigera saponinlerinin
rumen bakterileri ve siliat protozoalarına karşı indirekt olarak toksidite göstererek amonyak konsantrasyonunu etkilediği de gösterilmiştir. Konu üzerinde yapılan rumen çalışmalarında yucca saponininin rumende bakteri sayısının önemli düzeyde
artmasına, protozoa sayısının ve rumen amonyak konsantrasyonunun ise önemli düzeyde azalmasına ve bu etkisi ile rumende pH ‘nın düşmesine neden olduğu bildirilmektedir.
Yüksek teknolojiye sahip araştırma kurumları Yucca schidigera ekstratının amonyak bağlama özelliğini deneysel olarak ortaya koyabilmektedirler. Bu işlemde en yaygın olarak kullanılan metot, "B50 Analitik Test Metodu" olup bu yöntem ile sıvılardaki
serbest amonyağın %50’sinin bağlanması için gereksinilen Yucca ekstratının miktarı miligram olarak bulunmakta ve aynı
zamanda bu miktar yucca ekstratının kalitesini de belirlemektedir (McAllister ve ark., 1998).
Saponinlerin yukarıda belirtilen etkileri ile ruminantların işkembelerinde amonyak kullanımını düzenleyerek mikrobiyal büyümeyi hızlandırmakta, rumende amonyak fazlalığını kontrol altına alarak proteinlerin daha iyi değerlendirilmesini ve mikrobiyal yolla daha aktif protein sentezi sağlamakta ve böylece kan amonyak düzeyini kontrol etmekte ve dolayısıyla üreme performansını olumlu etkilemektedir. Benzer etki tek mideli olan kanatlılarda ise, bağırsak mikroorganizmaları aracılığıyla görülmektedir. Patojen bakteri
ve protozoaların bağırsak ortamında kontrolü ile kanatlıların besin maddelerinden daha iyi yararlanmasını sağlamaktadır. Sindirim sistemindeki olumlu etkileri sayesinde yucca, gübre ile azot kaybını azaltmakta ve böylece kümeslerde gübreden kaynaklanan amonyak birikimini önleyerek hayvanlar için daha uygun çevre sağlamaktadır (Headon ve Dawson, 1990).
A.B.D. Georgia Üniversitesi’nde yürütülen çalışmada, amonyağın kümes hayvanları üzerindeki zararlı etkileri üzerinde durulmuştur. 130 ppm sıvı Yucca ekstratı katkılı rasyonla beslenen kanatlı hayvanlarda kontrol grubuna göre daha düşük amonyak üretimi görülmüştür. Yumurtacı tavuklarda yucca ekstraktının gübre ile etkileşime girdiği ve gübreden kaynaklanan amonyağın kontrol altına alınmasında etkili olduğu bildirilmiştir (Bastien, 1988).
Kedi ve köpek yemlerinde saponin içeren yucca bitkisine dayalı besleme ile gübre kokusunun azaltılabileceği gösterilmiştir. Yucca bitkisinin kedi yemlerine %49 oranında, köpek yemlerine ise %56 oranında katılması sonucu gübre kokusu azaldığı tespit edilmiştir (McFarlane, 1988).
Gübrede amonyak üretimine yol açan bir mikrobiyal enzim olan üreazın, yemlere veya altlığa saponin (Yucca schidigera ve
Quillaja) katılmasıyla inhibe edilebileceği bildirilmiştir (Preston ve ark., 1987). Analitik test olarak bilinen I50’in, Yucca
Schidigera’nın üreazı inhibe etme yeterliliğini ölçebildiği belirtilmektedir. I50 değeri standart bir üreaz enziminin %50’sinin inhibisyonunda gereksinilen Yucca Schidigera miktarı olup miligram olarak ifade edilmekte ve bu miktara bağlı olarak ürünün
etkinliği de belirlenmektedir.
Ancak I50 test’i bazı Yucca schidigera ürünlerinde bulunabilecek eksojen madde miktarından büyük ölçüde etkilenebilmektedir. Örneğin üreaz ağır metallerin varlığında da inhibe edilebilmektedir. Yuccanın üreaz faaliyetini önleyici etkisi onun amonyak
bağlayıcı etkisine benzer ve aynı zamanda onunla bağlantılıdır. Çünkü yuccanın üreaz üreten bakterilerinin faaliyetini azaltıcı
etkisi, üreaz oluşumun da azalmayı da beraberinde getirmektedir (Anonim, 1997).
Yucca schidigera saponinlerinin siliat protozoalarının aktivitelerini önlemek amacıyla kullanılması sonucu rumende mikrobiyal gelişmede ve hayvanların proteinden faydalanabilirliğinde bir artış meydana geldiği de bilinmektedir (Wallace ve ark., 1994).
Ayrıca, amonyağın bulunduğu ortamda açığa çıkmasından çok amonyak nitrojenininden yararlanma oranını değiştiren Yucca schidigera’nın steroid saponinleri etki gücünü inceleyen araştırma sonuçları birbirini destekler niteliktedir. Özellikle ideal
ortamlardan uzaklaştıkça Yucca schidigera ekstraktı mikrobiyal gelişmeyi uyararak amonyak ve diğer yem maddelerinin
kullanımını arttırmakta ve böylece daha hızlı bir sindirimin gerçekleşmesini sağlamaktadır.
Özellikle suda oksijen seviyesinin sorun olduğu tropik ve subtropik iklim kuşaklarında saponinli yem ile beslenen balıkların
büyüme amaçlı daha az oksijen kullanması çok büyük avantaj olarak ortaya çıkmaktadır. Oksijen kullanımındaki yüksek etkinlik, protein ve yağ sentezinde artışa, dışarıya saçılan ısı miktarında (kayıp enerji) azalmaya imkan sağlamaktadır. Özetle, yem
enerjisinin büyük oranda vücutta tutulması dışarıya daha az atılması hem üretim hem de çevre kirliliğinin azaltılması
bakımından önemlidir (Francis ve ark., 2005).
Anti-protozoal aktivitesi nedeniyle çiftlik hayvanlarında sık görülen giardiasiz ve koksidiosiz problemlerinin önlenmesinde de
yuccanın olumlu etkiye sahip olduğu ve spor oluşumunu önemli oranda engellediği bilinmektedir. Yuccanın protozoalar
üzerine öldürücü etkisi (Şekil 2); yucca saponininin protozoa hücre duvarının kolesterol içeriği ile bir kompleks yapı
oluşturmasına ve hücrenin geçirgenliğini kaybederek ölmesi ile açıklanmaktadır (Xiao, 1994; Olson ve ark., 1995).
Şekil 2. Saponinlerin protozoaların hücre membranı üzerine etki mekanizması











(Hücre zarı ile interaksiyonu; saponinler hücre zarındaki sterolleri bağlar)

Kümes içi amonyak düzeyinin etlik piliçlerin verimleri üzerine etkisinin incelendiği bir çalışmada ise, ortamdaki amonyak düzeyinde %10’luk bir artışın kanatlı hayvanlarda canlı ağırlığı yaklaşık %1 oranında azalttığı saptanmıştır. Kümes içinde fark edilebilir amonyak kokusunun canlı ağırlığı %1-2 oranında düşürdüğü; göz ve burunda fark edilebilir bir irritasyona neden olan kümes içi amonyak düzeyinin ise canlı ağırlığı %25 oranında azalttığı saptanmıştır. Ayrıca, kümes içi amonyak düzeyinde her 10 ppm’lik bir artışın yumurtacı tavuklarda 1.5 yumurta/yıl/tavuk verim kaybına, amonyak düzeyinde her 10 ppm’lik bir artış etlik piliçler için 15 g canlı ağırlık/hayvan bir azalmaya neden olacağı, Yucca schidigera'nın amonyağı etkili bir şekilde kontrol altına aldığı sürece kanatlı hayvanların performansını iyileştirmeye yönelik önemli gelişmeler sağlayacağı bildirilmiştir (Attar ve Brake, 1988).
Rowland ve ark. (1994) Texas Üniversitesinde yürüttükleri bir çalışmada, 31 veya 155 ppm Yucca schidigera katılan rasyonla beslenen yumurtacı tavuklarda yumurta üretiminin arttığını ve amonyak düzeyinin 20 ppm’in altında kaldığını saptamışlardır.
Al-bar ve ark. (1993) yumurtacı civcivler üzerinde yürüttükleri bir çalışmada, saponinleri büyüme ve ortam amonyak düzeyi üzerine olumlu etkilerini bulmuşlar, 125 ppm yucca schidigera ekstraktı katkısını önermişlerdir (Çizelge 1).

Çizelge 1. Rasyona katılan Yucca schidigera ekstratının Yumurtacı Civcivlerin Büyüme Performansı ve Ortam Amonyak Düzeyi Üzerine Etkisi (Al-Bar ve ark., 1993),











Glade (1992), atların yemlerine Yucca schidigera ekstraktı katkısının nitrol kullanımını olumsuz yönde etkilemeksizin ortamda açığa çıkan amonyağı azaltabileceğini gözlemiştir. Standart yemlere Yucca schidigera katkısı ile ayrıca yemdeki kuru madde ve ham selülozun sindirilebilirliğinin de artırılabileceği saptanmıştır.

Saponinler sadece hayvansal üretim de değil bitkisel üretimde ve toprak mineral içeriğinin düzenlenmesinde de olumlu etkilere sahiptir. Saponinle muamele edilmiş topraklarda bitki gelişiminin iyileştiği saptanmıştır. Bu olumlu etki, saponinlerin toprakta nitrat birikimini önlemelerine bağlanmıştır. İsrail’in Hebrew Üniversitesi’nde yapılan bir seri araştırma sonunda, saponin içeren bitkilerin yetiştirildiği topraklarda azot minerali birikiminin yavaşladığı, nitrat birikiminin önemli düzeyde azaldığı ve toprakta nitrat birikimi ile ortaya çıkan çevre kirliliğinin de önemli düzeyde önlendiği saptanmıştır.
Özellikle bitkisel üretimde verim artışı sağlayan; ancak insan sağlığını tehdit eden kimyasal maddelerden uzaklaşılması, doğadan gelen bereketin doğal yolla sağlanması ve toprak yorgunluğu ve çevre kirliliğinin önlenmesi gerekmektedir. Bu nedenlerle bitkisel üretimde verimliliğini artırılmasında %100 doğal olan Yucca ekstraktı gibi maddelerin kullanımı günümüz ve gelecekte insanların sağlıklı beslenmesi ve çevre kirliliğinin önlenmesi için büyük önem taşımaktadır. Kentucky Devlet Üniversitesinde yürütülen bir araştırmada, Yucca schidigera’nın su filitrasyonunda kullanılabileceği, suyun amonyak ve nitrit düzeyini düşürücü yönde önemli etkilere sahip olduğu gösterilmiştir (Tidwell ve ark, 1992).

Kaynaklar
Al-Bar, A., İsmail, A., Cheeke, P.R. and Nakaue, H.S. (1993). Effect of dietary yucca schidigera extract (Deodorase) on environmental ammonia and growth performance of chickens and rabbits. Proc. Western Section, Am. Soc. Anim. Sci., 44: 106-108.
Anonim (1997). Desert King Livestock Industry Technical Manual. Desert King International, 3802 Main Street Chula Vista, CA 91911, USA.
Attar, A.J. and Brake, T.J. (1988). Ammonia control: benefits and trade-offs. Poultry Digest. Watt Publishing Co., Mount Morris, IL, p.362.
Bastien, R.W. (1988). Reducing ammonia levels with yucca extract. Canada Poultryman, June, 1988.
California Üniversitesi (1994). Process to remove cholesterol from dairy products. US Patent Office, Number 5, 326, 579, 5th July, 1994, USA.
Glade, M.J. (1992). Effects of yucca schidigera extract on feed utilisation by equine weanlings. J. Equine Vet. Sci., 12:93-98.
Francis, G., Harinder P.S., Makkarb, K.B. (2005). Quillaja saponins—a natural growth promoter for fish. Animal Feed Science and Technology 121 (2005) 147–157
Hiley, P. (1998). Kişisel görüşme. 3802 Main Street Chula Vista, CA 91911, USA.
Hostetmann, K. and Marston, L. (1995). Saponins. Cambridge University Press. Cambridge, UK.
Jenkins, K.J. and Atwal, A.S. (1994). Effects of dietary saponins on fecal bile acids and neutral sterols and availability of vitamin A and E in chicks. J. Nutr. Biochem., 5:134-137.
Küçükkurt, İ. Ve Fidan, A.F. (2008). Saponinler ve bazı biyolojik etkileri. Kocatepe Veteriner Dergisi, 1:89-96.
McAllister, T.A., Wang, Y., Hristov, A.N., Olson, M.E. and Cheeke, P.R. (1998). Applications of yucca schidigera in livestock production. Proc. 33rd. Annual Pacific Northwest Animal Nutrition Conference, 13-15 October 1998, Vancouver, B.C.
McFarlane, J. (1988). Pet waste control?. Petfood Industry, November/December 1988.
McKeen, J.R. and Haas, W.J. (1964). Animal feed containing steroidal sapogenins. US Patent Office, Number, 3, 144, 337. USA.
Muñoz O., Montes M. & T. Wilkomirsky (1999). Plantas Medicinales de Uso en Chile. Química y F armacología. Colección textos Universitarios, Vicerrectoría de Asuntos Académicos. Universidad de Chile. pp 330.
Preston, R.L., Bartle, S.J., May, T. and Goodall, S.R. (1987). Influence of sarsaponin on growth, feed and nitrogen utilization in growing male rats fed diets with added urea or protein. J. Anim. Sci., 65:481-487.
Price K.R., Johnson, I.T. and Fendwick, G.R. (1987). The chemistry and biological significance of saponins in food and feedstuff. CRC Crit. Rev. Food Sci. Nutr. 26:27-135.
Roner, M.R., Sprayberry, J., Spinks, M. & Dhanji, S. (2007). Antiviral activity obtained from aqueous extracts of the Chilean oapbark tree (Quillaja saponaria Molina). J Gen Virol 88, 275–285.
Rowland, L.O., Plyler, J.E. and Bradley, J.W. (1976). Yucca schidigera extract effect on egg production and house ammonia levels. Poult. Sci., 55:2086.
Tidwell, J.H., Webster, C.D., Clark, J.A. and Yancey, D.H. (1992). Effect of yucca schidigera on water quality and fish growth in recirculating-water aquaculture system. Prog. Fish. Cult., 54: 196-201.
Xiao, L. (1994). Giardia infection in farm animals. Parasitol. Today, 10:436-438.



 
lityum.com ©2007