12ο Επιστημονικό Συνέδριο | Ελληνική Βοτανική Εταιρεία | Ρέθυμνο 2011 Αριστοτέλειο Πανεπιστήμιο Θεσσαλονίκης Τμήμα Βιολογίας Εργαστήριο Συστηματικής Βοτανικής & Φυτογεωγραφίας Χρήση μορφομετρικών δεδομένων για την εκτίμηση της περιεκτικότητας σε αιθέριο έλαιο αυτοφυών φυτών του γένους Thymus L. Κουρέας Δ. & Κοκκίνη Σ. 12ο Επιστημονικό Συνέδριο | Ελληνική Βοτανική Εταιρεία | Ρέθυμνο 2011 1

ΚΥΡΙΕΣ ΠΑΡΑΓΩΓΕΣ ΧΩΡΕΣ εισαγωγή Thyme Ένας από τους πλέον εμπορικούς όρους ΚΥΡΙΕΣ ΠΑΡΑΓΩΓΕΣ ΧΩΡΕΣ Ισπανία | Πορτογαλία | Τουρκία | Ισραήλ | Βουλγαρία | Ουγγαρία | Γαλλία | Ελλάδα Thyme θυμάρι [el] thymian [de] thym [fr] kekik [tu] tomillo [sp] Βότανα & καρυκεύματα (herbs and spices) Αιθέρια Έλαια (ΑΕ) Παγκόσμια αύξηση εξαγωγών (2004: > 3000 μετρικοί τόνοι) (International Trade Centre UNCTAD/WTO 2006) Ανάπτυξη προδιαγραφών στο πλαίσιο της διασφάλισης ποιότητας αλλά και της δημόσιας υγείας Ελάχιστη περιεκτικότητα σε ΑΕ

Διεθνείς και Ευρωπαϊκές Προδιαγραφές: εισαγωγή Thyme Διεθνείς και Ευρωπαϊκές Προδιαγραφές: «Thyme» Οργανισμός έκδοσης Έτος Αναφορά Ελάχιστη περιεκτικότητα (mL 100g-1 ξηρού βάρους) Ευρωπαϊκή Φαρμακοποιία (Eur.Ph) European Pharmacopoeia, Third Ed., Council of Europe 1996 Thymi herba 1997:0865 1,2 Διεθνής Οργανισμός Τυποποίησης (ISO) International Standard Thyme ISO 6754: 1996 1,0 Παγκόσμιος Οργανισμός Υγείας (WHO) Monographs on selected medicinal plants, v. 1 1999 Ευρωπαϊκή Επιστημονική Συνεργασία στη Φυτοθεραπεία (ESCOP) Monographs of Scientific Foundation for Herbal Medicinal Products 2003 Ευρωπαϊκός Σύνδεσμος Μπαχαρικών(ESA) Quality Minima Document 2004 Ελάχιστη περιεκτικότητα σε ΑΕ: 1,0 - 1,2 mL 100 g-1

Φυτά υπό τον εμπορικό όρο «θυμάρι» Φυτά του γένους Thymus L. εισαγωγή Βοτανικός προσδιορισμός Φυτά υπό τον εμπορικό όρο «θυμάρι» Προδιαγραφές ευρωπαϊκών & διεθνών Οργανισμών Εθνοβοτανικά δεδομένα & δεδομένα από αγορές βοτάνων & καρυκευμάτων Περιγραφές σε Ιστορικά βοτανικά χειρόγραφα (κείμενα Διοσκουρίδη & Θεόφραστου) Φυτά του γένους Thymus L. Th. sibthorpii Benth. & Th. capitatus Hoffmans. & Link (Syn. Coridothymus capitatus (L.) Reichenb. fil. & Thymbra capitata (L.) Cav.)

Έλεγχος περιεκτικότητας μεγάλου αριθμού αυτοφυών φυτών; εισαγωγή Προσδιορισμός της περιεκτικότητας Προσδιορισμός της περιεκτικότητας σε ΑΕ Υδροαπόσταξη (συσκευές τύπου clevenger) Αυξημένη ακρίβεια Επιστημονικώς αποδεκτή Ειδικό εργαστηριακό εξοπλισμό Εξειδικευμένο προσωπικό Χρόνο Έλεγχος περιεκτικότητας μεγάλου αριθμού αυτοφυών φυτών;

σκοπός Σκοπός Η συσχέτιση της περιεκτικότητας σε αιθέριο έλαιο φυτών του γένους Thymus με μορφομετρικά δεδομένα, και η κατασκευή μαθηματικού μοντέλου εκτίμησής της Προσέγγιση Επιλογή της περιοχής μελέτης - Συλλογή φυτικών ατόμων Μέτρηση της περιεκτικότητας σε ΑΕ ανά φυτικό άτομο Μελέτη του αδενικού τριχώματος Επεξεργασία δεδομένων & εξαγωγή συμπερασμάτων

μεθοδολογία

Th. sibthorpii Benth. μεθοδολογια Επιλογή του Th. sibthorpii Ένα από τα βασικά είδη στις αγορές βοτάνων & καρυκευμάτων της Β Ελλάδας υπό τον εμπορικό όρο «θυμάρι» Γεωγραφική εξάπλωση σε όλη σχεδόν τη Β Ελλάδα Χημειότυποι φαινολικών ενώσεων (οσμή «θυμαριού»)

Επιλογή περιοχής μελέτης μεθοδολογια Επιλογή περιοχής μελέτης GR1270001 : Όρος Χολομώντας GR1270005 : Όρος Στρατονικό – Κορυφή Σκαμνί Κεντρική περιοχή εξάπλωσης του Th. sibthorpii στην Ελλάδα (Κουρέας αδημοσίευτα δεδομένα) Σημαντική ποικιλότητα ενδιαιτημάτων (Τύποι Οικοτόπων σύμφωνα με Οδηγία 92/43/ΕΟΚ)

Συλλογή 120 φυτικών ατόμων του είδους Th. sibthorpii μεθοδολογια Προσδιορισμός περιεκτικότητας Συλλογή 120 φυτικών ατόμων του είδους Th. sibthorpii Μέτρηση της περιεκτικότητας σε φύλλα & ταξιανθίες με τη μέθοδο της υδρο-απόσταξης (σύμφωνα με ISO 6751:1984) EOC Essential Oil Content

NGH SGH μεθοδολογία Μορφομετρία Φωτογράφηση των δειγμάτων Σε ειδική φωτογραφική διάταξη Ανάλυση Εικόνας με τη χρήση Η/Υ (λογισμικό: ImageJ & ImagePro Plus) NGH Μέσος αριθμός αδενικών λεπίων ανά mm2 της κάτω επιφάνειας του φύλλου Number of Glandular Hairs SGH Μέση διάμετρος (σε κάτοψη) αδενικών λεπίων της κάτω επιφάνειας του φύλλου Size of Glandular Hairs Αδενικά λέπια (peltate glandular hairs) απουσία αδενικών τριχών (capitate glandular hairs)

αποτελέσματα

Περιεκτικότητα σε ΑΕ (mL · 100g-1) αποτελέσματα Περιεκτικότητα σε αιθέριο έλαιο EOC Περιεκτικότητα σε ΑΕ (mL · 100g-1) Ελάχιστη τιμή (%) Μέγιστη τιμή (%) Μέσος όρος (%) Τυπική απόκλιση (±) Φύλλα & Ταξιανθίες 0,2 3,5 1,47 0,76 Φύλλα – Ταξιανθίες & Βλαστοί 0,1 1,5 0,47 0,30 Έντονη διακύμανση της περιεκτικότητας σε ΑΕ μεταξύ των ατόμων του είδους ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑ

EOC αποτελέσματα Περιεκτικότητα σε αιθέριο έλαιο 24% < 1,2 mL 100g-1 EOC Σημαντικό ποσοστό (24%) των ατόμων δεν πληρούν τις προϋποθέσεις ελάχιστης περιεκτικότητας σε αιθέριο έλαιο ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑ

NGH αποτελέσματα Μορφομετρικά δεδομένα Ελάχιστη τιμή Μέγιστη τιμή Μέσος όρος Τυπική απόκλιση (±) No. / mm2 4,9 22,9 12,3 3,7 NGH LGN = 5 αδενικά λέπια / mm 2 Κάνναβος 1 mm2 LGN = 22,8 αδενικά λέπια / mm 2

SGH αποτελέσματα Μορφομετρικά δεδομένα Ελάχιστη τιμή Μέγιστη τιμή Μέσος όρος Τυπική απόκλιση (±) μm 62,7 116,5 88,9 10,1 SGH SGH= 63 μm Κάνναβος 1 mm2 SGH= 117 μm

NGH EOC EOC NGH Ανάλυση γραμμικής παλινδρόμησης F = 8,876 αποτελέσματα Ανάλυση παλινδρόμησης F = 8,876 R2 = 0,278 p < 0,05 Ανάλυση γραμμικής παλινδρόμησης (linear regression) NGH EOC EOC Η πυκνότητα των αδενικών λεπίων συνδέεται με την περιεκτικότητα σε ΑΕ με μία ασθενή γραμμική σχέση NGH ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑ

NGH EOC VGH αποτελέσματα Ανάλυση παλινδρόμησης Ασθενής γραμμική συσχέτιση EOC Πιο ισχυρή συσχέτιση ? VGH Volume of Glandular Hairs Όγκος αδενικού λεπίου

Υπεφυμενιδικός εκκριματοδόχος χώρος αποτελέσματα Υπολογισμός LGV Με βάση μελέτη αδενικών λεπίων στα: Thymus vulgaris L. (Bruni & Modenesi 1983) Satureja thymbra L. (Bosabalidis 1990) Vsub Vcell VGH Υπεφυμενιδικός εκκριματοδόχος χώρος εφυμενίδα Κύτταρα κεφαλής SGH Κύτταρο βάσης Κύτταρο μίσχου Vsub: Υπεφυμενιδικός εκκριματοδόχος χώρος Vcell: όγκος κυττάρων κεφαλής R: ακτίνα αδενικού λεπίου σε κάτοψη και Rh: μέγιστο ύψος του υπεφυμενιδικού εκκριματοδόχου χώρου.

EOC VGH NGH R2 = 0,813 αποτελέσματα Ανάλυση παλινδρόμησης mL 100g-1 Μετρήσεις NGH No. / mm2 Η περιεκτικότητα σε αιθέριο έλαιο περιγράφεται από τη γραμμική συνάρτηση:

EOC VGH NGH αποτελέσματα Μοντέλο εκτίμησης (LGN, LGV) mL 100g-1 μm3 No. / mm2

Αντικατασταθεί o VGH με SGH τότε: αποτελέσματα Όταν στη συνάρτηση Αντικατασταθεί o VGH με SGH τότε:

EOC SGH NGH αποτελέσματα Μοντέλο εκτίμησης (NGH, SGH) mL 100g-1 μm No. / mm2

EOC NGH SGH αποτελέσματα Κατηγοριοποίηση L Χαμηλή <1,2 mL 100g-1 NGH-L Χαμηλή < 9 αδένες ανά mm2 NGH-M Μεσαία 9-15 αδένες ανά mm2 NGH-H Υψηλή >15 αδένες ανά mm2 SGH-L Μικρή < 80 μm SGH-M Μεσαία 81-90 μm SGH-H Μεγάλη 91-100 μm SGH-VH Πολύ μεγάλη >100 μm

SGH NGH SGH NGH αποτελέσματα Δενδρόγραμμα απόφασης L M H Classification & Regression Tree (μέθοδος CRT) Διχοτομική κλείδα για την εκτίμηση της περιεκτικότητας σε ΑΕ SGH EOC > 2,5 mL 100 g-1 Υψηλή περιεκτικότητα (αποδεκτή) NGH Χαμηλή περιεκτικότητα (μη αποδεκτή) EOC < 1,2 mL 100 g-1 SGH Μέση περιεκτικότητα (αποδεκτή) EOC > 1,2 mL 100 g-1 NGH Χαμηλή περιεκτικότητα (μη αποδεκτή) Μέση περιεκτικότητα (αποδεκτή) EOC < 1,2 mL 100 g-1 EOC > 1,2 mL 100 g-1

συμπεράσματα Σύμφωνα με τις ισχύουσες προδιαγραφές για τα φυτά που διακινούνται εμπορικά υπό τον όρο «θυμάρι» ορίζεται ελάχιστη περιεκτικότητα 1,0-1,2 % (mL 100g-1) σε ΑΕ 1. Έντονη διαφοροποίηση της περιεκτικότητας σε ΑΕ στο εμπορικά σημαντικό είδος Th. sibthorpii [0,2 – 3,5% (mL 100g-1)] 2. Η περιεκτικότητα σε ΑΕ μπορεί να εκτιμηθεί με βάση μορφολογικούς χαρακτήρες όπως η πυκνότητα και το μέγεθος των αδενικών λεπίων της κάτω επιφάνειας των φύλλων 3. Η σχέση της πυκνότητας και μεγέθους αδενικών λεπίων με την περιεκτικότητα περιγράφεται από την συνάρτηση: 4. Η διάκριση των αυτοφυών ατόμων του Th. sibthorpii που πληρούν τις προδιαγραφές ελάχιστης περιεκτικότητας σε ΑΕ μπορεί να επιτευχθεί σε τέσσερα βήματα με τη χρήση διχοτομικών κλειδών 5.

Σας ευχαριστώ για την προσοχή σας

Αριστοτέλειο Πανεπιστήμιο Θεσσαλονίκης Τμήμα Βιολογίας Εργαστήριο Συστηματικής Βοτανικής & Φυτογεωγραφίας Χρήση μορφομετρικών δεδομένων για την εκτίμηση της περιεκτικότητας σε αιθέριο έλαιο αυτοφυών φυτών του γένους Thymus L. Κουρέας Δ. & Κοκκίνη Σ. 12ο Επιστημονικό Συνέδριο | Ελληνική Βοτανική Εταιρεία | Ρέθυμνο 2011 28