Γεωγραφική και βοτανική ταξινόμηση ειδών Σιδερίτη (Sideritis spp) αυτοφυόμενων στην Ελλάδα, με χρήση της υπέρυθρης φασματοσκοπίας συνδυασμένης με χημειομετρικές μεθόδους

Abstract

Το φυτό του γένους Sideritis γνωστό και ως «τσάι του βουνού» χρήσιμοποιείται από αρχαιοτάτων χρόνων εξαιτίας των ευεργετικών και φαρμακολογικών ιδιοτήτων του με βάση τη λαϊκή φαρμακολογία, με κύρια χρήση του όπως υποδηλώνει και το ονομά του ως αφέψημα. Κατά τη διάρκεια της ιστορικής εξέλιξης , έχουν γίνει πολλές προσπάθειες για την ταξινόμηση του γένους Sideritis . Ο βαθμός πολυμορφισμο , η παρουσία της διακύμανσης οικοτύπου και ο συχνός υβριδισμός μεταξύ των ειδών , καθιστά δύσκολη την ταξινόμηση του γένους. Η κατάταξη του μέχρις στιγμής βασίζεται στα μορφολογικά, κυτταρολογικά, παλυνολογικά, γενετικά και χημικά χαρακτηριστικά του. Το αυξημένο καταναλωτικό ενδιαφέρον στην αναζήτηση τροφίμων με πιστοποίηση- επιβεβαίωση της γεωγραφικής καταγωγής. εχει οδηγήσει την επιστημονική κοινότητα στην ανάγκη της γεωγραφικής ταυτοποίησης με γρήγορους, εύκολους και αξιόπιστους εργαστηριακούς μεθόδους που θα δώσουν απάντηση σε αυτό το ζητούμενο. Σκοπός λοιπόν της συγκεκριμμένης μελέτης είναι η γεωγραφική και βοτανική ταξινόμηση του γένους με τη μέθοδο FT-IR σε συνδιασμό με χημειομετρικές μεθόδους. Για το σκοπό αυτό καταγράφηκαν με την τεχνική DRIFTS τα φάσματα των άνθεων, φύλλων/βρακτίων και στελεχών. Τα φάσματα αυτά λειάνθηκαν και διορθώθηκε η βασική τους γραμμή. Στη συνέχεια κανονικοποίηθηκαν ή επεξεργάστηκαν με τον αλγόριθμο Kubelka-Munk. Η διαχωριστική ανάλυση έγινε με χρήση του στατιστικού λογιμικού TQ Analyst. Πραγματοποιήθηκαν δύο πειράματα διαχωριστικής ανάλυσης, ένα για τη βοτανική ταξινόμηση του είδους/υποείδους και ένα για τη γεωγραφική τους ταξινόμηση. Κατά την βοτανική ταξινόμηση το ποσοστό επιτυχούς ταξινόμησης για τις τρείς μεθόδους (εξομαλυνθέντα, Kubelka-Munk και κανονοικοποιημένα φάσματα) ήταν παρόμοιο. Όσον αφορά τα μέρη του φυτκού υλικού τα στελέχη βρέθηκαν καταλληλότερα για τη βοτανική διαχωριστική ανάλυση. Κατά τη γεωγραφική ταξινόμηση οι μέθοδοι Kubelka-Munk και κανονικοποίησης παρουσίασαν υψηλότερα ποσοστά επιτυχούς ταξινόμησης από τα εξομαλυνθέντα, ενώ τα μέρη του φυτικού υλικού είχαν παρόμοια αποτελέσματα με τα φύλλα/βράκτια να παρουσιάζουν ένα σχετικό προβάδισμα. Η διαχωριστική ανάλυση της βοτανικής ταξινόμησης παρουσίασε καλύτερα αποτελέσματα από ότι της γεωγραφικής iii ταξινόμησης, παρόλα αυτά και στις δύο ταξινομήσεις το ποοσοστό επιτυχούς ταξινόμησης κυμαινόταν γύρω στο 93 με 96 % καθιστώντας τη μέθοδο κατάλληλη γα τη βοτανική και γεωγραφική ταξινόμηση του γένους.

The plant of Sideritis known as "mountain tea", is used since the ancient times because of its health promoting and pharmacological properties, according to the folk medicine. The main use of Sideritis is as a decoction, as its name indicates. During the historical evolution, there have been many attempts to classify the genus Sideritis. The degree of polymorphism, the presence of the variance ecotype and frequent hybridization between species, makes difficult the classification of the genus. The classification so far based on the morphological, cytological, palynology, genetic and chemical characteristics. The increased consumer interest about the food certification and the confirmation of geographical origin of products has led the scientific community in investigating of methods that could provide the geographical identification of a product with fast, easy and reliable laboratory methods. The aim of this study is the geographical and botanical classification of the genus Sidertis in Greece with the FT-IR method coupled with chemometrics methods. The technique recorded DRIFTS spectra flowers, leaves/ bracts and stems. These spectra were smoothed and corrected their baseline. Then normalized or were treated with the algorithm Kubelka-Munk. The discriminant analysis was performed using the Statistical software of TQ Analyst. The experiment was taken place with two kind of discriminant analysis, one of botanical classification and one of geographical. As concerns the discriminant analysis of botanical classification, the three methods (smoothed, Kubelka-Munk, normalized) occurred the same results, but the stems showed higher percentage of successful classification than the other two plant materials (flowers and leaves/bracts). At the geographical classification of species/subspecies, the methods of Kubelka-Munk and normalization showed higher percentage of successful classification than the smoothed. The parts of plant material (flowers, leaves/bracts and stems) had almost the same percentage of successful classification, with the leaves/bracts to be more adequate. The discriminant analysis of botanical classification showed better results than in the geographical classification. However in both classifications the percentage of a successful classification was around 93 to 96 % , making the method suitable for the botanical and geographical classification of the genus.