Κουρέας Δ. & Κοκκίνη Σ.

Χρήση μορφομετρικών δεδομένων για την εκτίμηση της περιεκτικότητας σε

αιθέριο έλαιο αυτοφυών φυτών του γένους Thymus L.

Κουρέας Δ. & Κοκκίνη Σ.

Αριστοτέλειο Πανεπιστήμιο ΘεσσαλονίκηςΤμήμα Βιολογίας

Εργαστήριο Συστηματικής Βοτανικής & Φυτογεωγραφίας

12ο Επιστημονικό Συνέδριο | Ελληνική Βοτανική Εταιρεία | Ρέθυμνο 2011

Thyme

Ένας από τους πλέον εμπορικούς όρους

θυμάρι [el]thymian [de]thym [fr]kekik [tu]tomillo [sp]

Βότανα & καρυκεύματα(herbs and spices)

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

Αιθέρια Έλαια (ΑΕ)

Ελάχιστη περιεκτικότητα σε ΑΕ

εισαγωγή

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 1996 Thyme

ISO 6754: 1996 1,0

Παγκόσμιος Οργανισμός Υγείας (WHO)Monographs on selected medicinal plants, v. 1 1999 Thyme 1,0

Ευρωπαϊκή Επιστημονική Συνεργασία στη Φυτοθεραπεία (ESCOP)Monographs of Scientific Foundation for Herbal Medicinal Products

2003 Thyme 1,2

Ευρωπαϊκός Σύνδεσμος Μπαχαρικών(ESA)Quality Minima Document 2004 Thyme 1,0

Διεθνείς και Ευρωπαϊκές Προδιαγραφές:«Thyme»

Ελάχιστη περιεκτικότητα σε ΑΕ: 1,0 - 1,2 mL 100 g-1

εισαγωγή

Thyme

Φυτά υπό τον εμπορικό όρο «θυμάρι»

εισαγωγή

Φυτά του γένους Thymus L.

Th. sibthorpii Benth.&

Th. capitatus Hoffmans. & Link (Syn. Coridothymus capitatus (L.) Reichenb. fil. & Thymbra

capitata (L.) Cav.)

Βοτανικός προσδιορισμός

Ειδικό εργαστηριακό εξοπλισμό

Εξειδικευμένο προσωπικό

Χρόνο

Αυξημένη ακρίβεια

Επιστημονικώς αποδεκτή

Προσδιορισμός της περιεκτικότητας σε ΑΕ

Έλεγχος περιεκτικότητας μεγάλου αριθμού αυτοφυών φυτών;

Υδροαπόσταξη(συσκευές τύπου clevenger)

εισαγωγή

Προσδιορισμός της περιεκτικότητας

Επεξεργασία δεδομένων &

εξαγωγή συμπερασμάτων

Μελέτη του αδενικού

τριχώματος

Μέτρηση της περιεκτικότητας σε

ΑΕ ανά φυτικό άτομο

Επιλογή της περιοχής μελέτης

- Συλλογή φυτικών

ατόμων

Σκοπός

Η συσχέτιση της περιεκτικότητας σε αιθέριο έλαιο φυτών του

γένους Thymus με μορφομετρικά δεδομένα,

και η κατασκευή μαθηματικού μοντέλου εκτίμησής της

Προσέγγιση

σκοπός

μεθοδολογία

μεθοδολογια

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

Th. sibthorpii Benth.

Χημειότυποι φαινολικών ενώσεων(οσμή «θυμαριού»)

Επιλογή του Th. sibthorpii

GR1270005 : Όρος Στρατονικό – Κορυφή ΣκαμνίGR1270001 : Όρος Χολομώντας

Επιλογή περιοχής μελέτης


Κεντρική περιοχή εξάπλωσης του Th. sibthorpii στην Ελλάδα (Κουρέας αδημοσίευτα δεδομένα)Κεντρική περιοχή εξάπλωσης του Th. sibthorpii στην Ελλάδα (Κουρέας αδημοσίευτα δεδομένα)

Σημαντική ποικιλότητα ενδιαιτημάτων (Τύποι Οικοτόπων σύμφωνα με Οδηγία 92/43/ΕΟΚ)Σημαντική ποικιλότητα ενδιαιτημάτων (Τύποι Οικοτόπων σύμφωνα με Οδηγία 92/43/ΕΟΚ)


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)

Προσδιορισμός περιεκτικότητας

Essential Oil Content

Μορφομετρία

μεθοδολογία

απουσία αδενικών τριχών (capitate glandular hairs)

Ανάλυση Εικόνας με τη χρήση Η/Υ(λογισμικό: ImageJ & ImagePro Plus)

Αδενικά λέπια(peltate glandular hairs)

Αδενικά λέπια(peltate glandular hairs)

Μέσος αριθμός αδενικών λεπίων ανά mm2

της κάτω επιφάνειας του φύλλου

Number of Glandular Hairs

Μέση διάμετρος (σε κάτοψη) αδενικών λεπίων της κάτω επιφάνειας του φύλλου

Size of Glandular Hairs

Φωτογράφηση των δειγμάτωνΣε ειδική φωτογραφική διάταξη

αποτελέσματα

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


Περιεκτικότητα σε αιθέριο έλαιο

ΣΥΜ

ΠΕΡ

ΑΣΜ

ΑΣΥ

ΜΠ

ΕΡΑΣ

ΜΑ

Έντονη διακύμανση της περιεκτικότητας σε ΑΕ μεταξύ των ατόμων του είδους


Περιεκτικότητα σε αιθέριο έλαιο

24% < 1,2 mL 100g-1

ΣΥΜ

ΠΕΡ

ΑΣΜ

ΑΣΥ

ΜΠ

ΕΡΑ

ΣΜΑ

Σημαντικό ποσοστό (24%) των ατόμων δεν πληρούν τις προϋποθέσεις ελάχιστης περιεκτικότητας σε αιθέριο έλαιο


Μορφομετρικά δεδομένα

Ελάχιστη τιμή Μέγιστη τιμή Μέσος όρος Τυπική απόκλιση (±)

No. / mm2 4,9 22,9 12,3 3,7

LGN = 22,8 αδενικά λέπια / mm 2 LGN = 5 αδενικά λέπια / mm 2

Κά

ννα

βο

ς 1

mm

2

Ελάχιστη τιμή Μέγιστη τιμή Μέσος όρος Τυπική απόκλιση (±)

μm 62,7 116,5 88,9 10,1

SGH= 117 μmSGH= 63 μm

Κά

ννα

βο

ς 1

mm

2


Μορφομετρικά δεδομένα

p < 0,050,05F = 8,8768,876R2 = 0,2780,278

Ανάλυση γραμμικής παλινδρόμησης (linear regression)

ΣΥΜ

ΠΕΡ

ΑΣΜ

ΑΣΥ

ΜΠ

ΕΡΑΣ

ΜΑ

Η πυκνότητα των αδενικών λεπίων συνδέεται με την περιεκτικότητα σε ΑΕ με μία ασθενή γραμμική σχέση


Ανάλυση παλινδρόμησης



Volume of Glandular Hairs

Όγκος αδενικού λεπίου

Ασθενής γραμμική συσχέτιση

Πιο ισχυρή συσχέτιση ?

Υπολογισμός LGV


Vsub: Υπεφυμενιδικός εκκριματοδόχος χώρος Vcell: όγκος κυττάρων κεφαλής R: ακτίνα αδενικού λεπίου σε κάτοψη και Rh: μέγιστο ύψος του υπεφυμενιδικού εκκριματοδόχου χώρου.

Υπεφυμενιδικός εκκριματοδόχος χώρος

Κύτταρα κεφαλής

Κύτταρο μίσχου

εφυμενίδα

Κύτταρο βάσης

SGH

Με βάση μελέτη αδενικών λεπίων στα:Thymus vulgaris L. (Bruni & Modenesi 1983)

Satureja thymbra L. (Bosabalidis 1990)Vsub

Vcell

VGH

8 10 12 14 16 18 20 22

LGN (No / mm2)

80000

100000

120000

140000

160000

180000

200000

220000

240000

260000

280000

300000

320000

340000

360000

LGV

(μm

3 )

Η περιεκτικότητα σε αιθέριο έλαιο περιγράφεται από τη γραμμική συνάρτηση:

CV (% )

5 4 3 2 1 0 8 10 12 14 16 18 20 22

LGN (No / mm2)

80000

100000

120000

140000

160000

180000

200000

220000

240000

260000

280000

300000

320000

340000

360000

LGV

(μm

3 )

EOC (%)

R2 = 0,813


mL 100g-1

No. / mm2

μm

3



Μοντέλο εκτίμησης (LGN, LGV)

mL 100g-1

No. / mm2

μm3

Όταν στη συνάρτηση

Αντικατασταθεί o VGH με SGH τότε:



Μοντέλο εκτίμησης (NGH, SGH)

mL 100g-1

No. / mm2

μm


Κατηγοριοποίηση

L Χαμηλή <1,2 mL 100g-1

Μ Μεσαία 1,2-2,5 mL 100g-1

Η Υψηλή >2,5 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

EOC > 2,5 mL 100 g-1EOC > 2,5 mL 100 g-1

EOC > 1,2 mL 100 g-1EOC > 1,2 mL 100 g-1

EOC > 1,2 mL 100 g-1EOC > 1,2 mL 100 g-1

EOC < 1,2 mL 100 g-1EOC < 1,2 mL 100 g-1

EOC < 1,2 mL 100 g-1EOC < 1,2 mL 100 g-1

Υψηλή περιεκτικότητα(αποδεκτή)

Χαμηλή περιεκτικότητα(μη αποδεκτή)

Χαμηλή περιεκτικότητα(μη αποδεκτή)


Δενδρόγραμμα απόφασης

Μέση περιεκτικότητα(αποδεκτή)

Μέση περιεκτικότητα(αποδεκτή)

LMH

Classification & Regression Tree(μέθοδος CRT)

Διχοτομική κλείδα για την εκτίμηση της περιεκτικότητας σε ΑΕ

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 σαςΣας ευχαριστώ για την προσοχή σας

Χρήση μορφομετρικών δεδομένων για την εκτίμηση της περιεκτικότητας σε

αιθέριο έλαιο αυτοφυών φυτών του γένους Thymus L.

Κουρέας Δ. & Κοκκίνη Σ.

Αριστοτέλειο Πανεπιστήμιο ΘεσσαλονίκηςΤμήμα Βιολογίας

Εργαστήριο Συστηματικής Βοτανικής & Φυτογεωγραφίας

12ο Επιστημονικό Συνέδριο | Ελληνική Βοτανική Εταιρεία | Ρέθυμνο 2011

Κουρέας Δ. & Κοκκίνη Σ.

Documents

Transcript of Κουρέας Δ. & Κοκκίνη Σ.