합성 계면활성제는 환경적 우려와 관련되어, 사포닌(saponins)과 같은 천연 대체물로의 전환이 요구된다. 본 연구에서는 Box–Behnken 설계와 반응표면분석법(response surface methodology, RSM)을 통해 환류(reflux) 방법으로 비누열매(soapnut)에서 사포닌을 추출하는 조건을 최적화하였다. 사포닌 용액으로부터 생성된 거품은 거품 특성 분석과 함께 암모니아 및 입자상 물질(particulate matter, PM) 제거에 대한 제거 효율을 평가하였다. 최적화된 사포닌 추출은 30.18%의 사포닌을 수득하여, 통상적 방법에서 얻은 수율을 초과하였다. 추출된 사포닌은 농도가 증가할수록 거품형성능이 향상되었으며, 이로 인해 표면적이 확장되어 거품 기반 흡착을 통해 암모니아 및 PM 제거가 촉진되었다. 또한 중성 pH 조건에서 사포닌 농도가 임계미셀농도(critical micelle concentration, CMC) 이상일 때, 거품형성능과 안정성이 증가함에 따라 암모니아 제거가 더욱 향상되었다. 사포닌 기반 거품의 PM 제거 효율이 합성 계면활성제와 비슷한 수준임을 보여줌으로써, 사포닌 기반 거품은 대기오염 제어를 위한 효과적이면서도 환경친화적인 해결책으로서의 잠재력을 뒷받침한다.