1 皂甙的结构
皂甙(Saponins)是一类比较复杂的化合物，它的水溶液振摇时能产生大量持久的蜂窝状泡沫，与肥皂相似，故名皂甙。它是由皂甙元(Sapogenins)和糖、糖醛酸或其他有机酸所组成，皂甙植物中的成分因不同地区和不同季节有所不同。组成皂甙的糖常见的有葡萄糖、半乳糖、鼠李糖、阿拉伯糖、木糖及其它戊糖类。根据其化学结构可分为三萜皂甙(由三萜通过碳氧键与糖链相连)和甾体皂甙(甾体通过碳氧键与糖链相连)两大类。三萜皂甙在豆科、五加科、伞形花科、报春花科、葫芦科等植物中比较普遍，药用植物中含三萜皂甙类的有人参、甘草、牛膝、远志、黄芪、续断、旋花、地肤子、沙参、王不留行、酸枣和大枣；甾体皂甙类主要存在于单子叶植物百合科的丝兰属、知母属、菝葜科、薯蓣科、龙食兰科等，双子叶植物也有发现，如豆科、玄参科、茄科等，含甾体皂甙的有天门冬、麦门冬、薯蓣、白英及蒺藜子。
三萜皂甙中又分五环三萜皂甙和四环三萜皂甙，而以五环三萜为常见。五环三萜皂甙中作药用的以齐墩果烷(Oleanolanetype)分布最广，研究最多；四环三萜皂甙中以达玛烷型(Dammaranetype)皂甙研究较多较深入。甾体皂甙中又分为螺旋甾型(Spirostanolstype)皂甙和呋喃甾型(Furosianclstype)皂甙，以螺旋甾型皂甙生理活性较显著。这些皂甙由于三萜或甾体上取代基不同，连结糖的种类和数目的不同，糖链多少的不同而生理作用有差别或强弱之分。随着皂甙化学研究进展，各种皂甙的生物活性和药用价值也被重视而进行研究。尤其是对一些著名中草药中皂甙研究已形成热点。
2 皂甙的生物活性
2.1 增强机体的免疫功能
研究表明黄芪皂甙和人参皂甙均能增强网状内皮系统的吞噬功能，促进抗体生成，加快抗原抗体反应和淋巴细胞转化。党参皂甙及其水溶性成分均能提高动物巨噬细胞功能，使细胞内的脱氧核糖核酸、糖类酸性磷酸酮、琥珀脱氢酶的活性增强。黄芪皂甙对增强体液免疫、细胞免疫和免疫调节作用有广泛影响。氧化芍药甙、苯甲酰芍药甙、苯甲酰氧化芍药甙能增强动物肝脏杯氏细胞吞噬碳粒的作用，增加腹腔渗出液细胞数，能缩短体内碳粒廓清时间。
周小玲等(2001)实验结果表明，三七总皂甙可降低外周血白细胞移行抑制指数，增强机体的全身性特异性细胞免疫功能。外周血中性粒细胞和肺泡巨噬细胞具有趋化、粘附及吞噬杀菌的功能，因此在抗细菌感染及清除入侵病原方面具有重要作用；三七总皂甙还能明显提高外周血中性粒细胞和肺泡巨噬细胞的吞噬率，说明它对机体的非特异性细胞免疫功能有增强作用。研究结果显示皂甙对体内形成抗体的B淋巴细胞增殖方面无明显的影响。王斌等(1999)通过检测脾细胞增殖反应以及白介素1(IL－1)和白介素2(IL－2)活性，研究绞股蓝总皂甙体外对免疫细胞功能的影响，结果表明，2～50mg/L可明显促进刀豆蛋白A诱导小鼠T淋巴细胞增殖反应和脂多糖诱导B淋巴细胞增殖反应；还可促进大鼠腹腔巨噬细胞产生IL－1活性以及脾细胞产生IL－2活性。王先远等（2001）研究苦瓜皂甙对衰老小鼠免疫功能的影响，发现苦瓜皂甙不影响脾脏指数，但胸腺指数有升高趋势，实验组吞噬指数、血清IL－2水平明显升高。苦瓜皂甙能明显增加胸腺中CD8T细胞数，显著降低胸腺和脾脏中CD4＋、CD8＋双阳性T细胞数。体外实验表明，苦瓜皂甙不但可促进脾脏分泌IL－2，还可显著增强腹腔巨噬细胞分泌肿瘤坏死因子α(TNFα)，但不影响胸腺细胞凋亡百分率。这表明苦瓜皂甙可通过改变T细胞各亚群比例，促进IL－2分泌，增强吞噬指数，提高衰老小鼠免疫功能。王庭富等(1999)对人参皂甙Rg3的免疫功能进行实验研究，结果表明人参皂甙Rg3能明显提高小鼠碳粒廓清速率、免疫器官重量、血清溶血素含量、脾淋巴细胞转化和自然杀伤细胞(NK)活性，其结果均具有显著性差异。高瑞兰等报道了人参总皂甙通过刺激健康人和再生障碍性贫血患者的红系、粒系和巨核系祖细胞增殖而促进血细胞生成。陈小红等(2001)观察发现，人参皂甙能够明显地刺激红系、粒单系、巨核系细胞数的增殖及转录因子的诱导作用，有效调控血细胞与增殖或分化有关基因的表达。
2.2 调节机体的物质代谢
研究表明皂甙能够促进核酸及蛋白质的合成，对血糖有调节作用，可使高胆固醇症动物体内胆固醇降低，但对正常动物则能促进脂质合成。苦瓜皂甙可通过调节糖皮质激素水平，调节酶活力，刺激糖原合成来降低血糖水平。文献报道，苦瓜皂甙可抑制葡萄糖－6－磷酸酶和果糖－1，6－二磷酸酶活力，从而抑制糖异生：调节细胞色素氧化酶P450活性，增强红细胞、肝脏中葡萄糖－6－磷酸脱氢酶活力，加速葡萄糖氧化；同时，葡萄糖－6－磷酸酶是糖原分解代谢酶－糖原磷酸化酶的抑制剂，葡萄糖－6－磷酸酶活性下降，对后者活性的抑制减轻，糖原分解代谢减弱，机体转而依靠血糖供能，这既降低了血糖水平，又可使糖原保持较高水平。王先远(2001)实验结果表明，苦瓜皂甙虽不影响禁食大鼠血浆胰岛素含量，却可明显升高血糖和皮质醇水平；显著降低进食后大鼠血糖和胆固醇水平，并维持适度的皮质醇水平，而肌糖原和肝糖原含量明显增加。人参皂甙不仅抑制试验型高脂动物甘油三脂(TG)升高，而且能显著降低胆固醇(TG)、低密度脂蛋白(LDL)、极低密度脂蛋白(VLDL)、磷脂质(PL)、过氧化脂质(HDL)。饲喂高糖、高脂饲料引起肥胖、脂肪肝、体内脂肪沉积的小鼠，在其饲料中添加人参皂甙时，小鼠体重明显降低和接近正常组水平。Kohno等研究表明柴胡皂甙能诱导脂皮质素合成，抑制磷脂酶A2活性。实验表明，柴胡皂甙具有促进糖原、肝细胞核糖核酸合成及脂质代谢作用。
2.3 抗氧化作用
王先远等(2001)实验结果表明，苦瓜皂甙具有良好的抗氧化功能，可显著增强超氧化物歧化酶(SOD)、谷胱甘肽过氧化物酶
(GSH－Px)活力，其机理可能与干扰素α(INFα)作用有关(Niwa，1996)，INFα具有诱导和增强SOD和GSH－Px活力的功能。苦瓜皂甙能够增强巨噬细胞分泌肿瘤坏死因子(TNFα)。但是苦瓜皂甙对血清、骨胳肌、肝脏GSH－Px活力的影响是不一样的。苦瓜皂甙明显增高血清、肝脏中GSH－Px活力，却不影响骨胳肌中GSH－Px活力。郭颂等1996)研究表明，人参茎叶皂甙按100，200mg/kg给小鼠连续腹腔注射7天，能明显降低阿霉素中毒小鼠血清及心肌组织中过氧化脂质(LPO)并提高SOD活性。范盘生等(1998)报道，人参皂甙对脂质过氧化有明显的对抗作用，能显著降低血脂及过氧化脂质的含量。张嘉麟等(2001)研究表明，人参皂甙Rb1及Rg1均具有较强的抗脂质过氧化作用，显著地降低血脂及脂质过氧化终产物丙二醛。王银萍等实验证明，大豆皂甙能减轻自由基对细胞的损伤，增加SOD的含量，降低脂质过氧化物浓度，消除自由基等。
2.4 抗菌、抗病毒、抗炎及抗诱变作用
近年来的研究表明，皂甙具有抗菌、抗病毒、抗炎及抗诱变作用。据应用药理学记载，甘草皂甙具有广谱抗菌作用，它对溶血性金黄色葡萄球菌、溶血性链球菌、肺炎双球菌、痢疾杆菌、伤寒杆菌、副伤寒杆菌、霍乱弧菌、大肠杆菌、变形杆菌、绿脓杆菌、百日咳杆菌及其常见的致病性皮肤真菌均有较强的抑制性；对白色念珠有抑制作用。甘草皂甙还能抑制艾磁病病毒、水痘病毒、带状疱疹病毒、乙型肝炎病毒的增殖。柴胡皂甙对许多炎症过程包括渗出、毛细血管通透性、炎症介质释放、白细胞游走和结缔组织增生等都有影响。
Wallace等(1994)报道，丝兰属植物提取物浓度为1000～10000μg／L能抑制牛链球菌和痢疾杆菌生长。在体外试验中，可刺激瘤胃中类菌体生长，减少原生动物的溶菌活动。HussaIn等(1995)发现丝兰提取物可能有选择抑制消化道微生物(细菌、酵母和原生动物)的作用。高仕瑛(1990)实验发现油茶皂甙对单细胞真菌(如白色念珠菌、新型隐球菌等)及多细胞丝状真菌的生长均有抑制作用。王俊湛等(1999)用小鼠试验，结果表明，党参皂甙对动物瘤株P388、EC及Hep有较明显的抑制作用。李平亚等(2001)实验表明，人参皂甙－Rg3具有抗单纯疱疹病毒Ⅰ型(HSV－1)和脊髓灰质炎病毒(PoliV)活性，人参皂甙－Rb3具有抗SV－1和滤泡性口炎病毒(VSV)活性。研究发现，醉鱼草皂甙可显著抑制对酞酸(terephthalicacid，TPA)诱发耳性水肿，抗炎强度与消炎痛相等；对苯丙炔酸乙酯(ethylpropiolaylphenylacetate，EPP)诱发小鼠耳性水肿和5－羟色胺诱发的小鼠足肿表现出相当强的抗炎活性，同时也可轻度抑制角叉菜胶引起的小鼠足肿(Recio，1995)。郑钦岳等(1992)研究表明，商陆皂甙甲(EsA)对多种急、慢性炎症模型也有明显抑制作用。研究表明，苦瓜皂甙能显著抑制环磷酰胺诱发的小鼠微粒染色体畸变，精子畸变。通过以阿地平、柔红霉素、迭氮化钠、丝裂霉素C作为沙门菌诱变菌株因子，观察苦瓜皂甙的抗诱变作用，发现苦瓜皂甙有较强的抗诱变力且具有明显的剂量效应关系。高铭鑫等(1998)试验结果表明，人参根总皂甙(GRS)具有明显的抗DNA损伤及抗突变效应。
3 皂甙在饲料中的应用
从植物提取皂甙作为中草药添加剂能代替抗生素，用作一种生长促进剂。近年来研究结果表明，萨洒皂甙在养禽业中能减少鸡舍空气的氨浓度，提高产蛋率，提高日增重和饲料利用率；能抑制尿酶，减少腹水症引发的死亡率。在反刍动物中，可有效地增加菌体蛋白的合成，抑制有害微生物生长，减慢氨的释放和甲烷气体生成量；减少胃肠胀气的发生，抗突变等。主要成分为三萜皂甙和总糖的糖萜素饲料添加剂具有增强机体免疫力和抵抗力，提高成活率；促进生长，提高日增重及饲料转化率；改善畜禽产品品质，降低重金属含量，提高苏氨酸含量等作用。
皂甙最早进入饲料界是在1961年，美国法札制药公司由Agavelacheguilla提出了smilagenin(菝葜皂配质)和sarsa－saponigen(洋菝葜皂配质)等植物类固醇，将此按2～24g/t的标准添加于肉牛及绵羊饲料中，发现摄食率及增重得到改善；用于猪也得到同样的效果，因而取得了专利，但未投入生产。到70年代，美国DistributorsProcessingInc.(DPI)把由丝兰提取的sarsa－asponine进一步加以研究，所获得成果如下：①在促进发育和摄食率方面，与投饲性激素的效果几乎相同，但没有出现性激素所致的副作用；②在去势牛的育肥方面，可增加莫能菌素的使用效果；③在碳水化合物的利用方面，可降低20％由莫能菌素导致的牛第一胃中丙酸生成增加和甲烷生成抑制。究其原因，可能是其参与了酸与氨的相互交换；④在以尿素作为牛的饲料时，sarsa－sasponine能够抑制尿酶活性，控制氨的生成，因此有助于微生物利用尿素合成蛋白质；⑤sarsa－sasponine在肠管内不被吸收，因此能延缓消化道内容物的通过，从而提高消化率。sarsa－sasponine在抑制了尿酶活性，防止氨产生的同时，又促进了厌气发酵，这在家畜体内表现为促进发育和健康，在外部环境中则呈现减少恶臭的效果。丝兰皂甙的效果和一些抗生素物质一样，但在作用机制上，则和抗生素物质有极大的差别。它不是抑制某种特定的微生物，而是由于抑制了尿酶的活性，阻抑了氨、硫化氢类有害气体的生成。这样，在促进家畜健康发育的同时，还加强厌氧性发酵，从而提高了消化率，控制了粪便所发出的恶臭，起到净化环境的效果。
糖萜素饲料添加剂是从植物中提取的纯天然产品，主要成分是三萜皂甙和总糖。糖萜素能明显提高动物机体神经及内分泌系统的免疫功能和抗病抗应激作用，促进肾上腺皮质激素的分泌，提高T3、T4，IL－2和免疫球蛋白G(IgG)的含量；消除机体有害自由基，提高机体组织细胞抗氧化功能；调节环磷酸腺苷(cAMP)、环鸟苷酸(cGMP)系统功能，促进蛋白质合成和消化酶活性的生理功能。糖萜素还能明显改善肉质，降低动物产品中重金属含量，并能提高肌肉脂肪和苏氨酸含量，对肌肉总色素和pH值有较明显的作用。糖萜素对沙门氏菌、大肠杆菌等多种致病菌、柔嫩艾美耳球虫和传染性法氏囊炎均有良好地抑制作用。糖萜素能提高养殖动物生产性能，提高成活率、日增重及饲料转化率。糖萜素的作用机理与抗生素有着明显的区别，抗生素主要是对某些致病菌有抑制和杀灭作用，可削弱动物小肠、盲肠等消化器官内的有害微生物，使肠壁变薄，有利于营养成分的渗透和吸收，从而增进动物的摄食能力，促进机体的生长发育。而糖萜素则是通过提高动物的整体免疫和内分泌系统功能，改善动物的健康水平，来改善动物的生产性能。
