Συγκριτική μελέτη αυτοφυούς και καλλιεργούμενου πληθυσμού του είδους Sideritis clandestina subsp. clandestina ως προς τον φαινότυπο, τη χημική σύσταση και τη βιοδραστικότητα τους

Abstract

Το είδος Sideritis clandestina subsp. clandestina αποτελεί ένα από τα σημαντικότερα ενδημικά φυτά του όρους Πάρνωνα. Οι ιδιόμορφες κλιματικές συνθήκες και το ιδιαίτερο ανάγλυφο του όρους δημιουργούν έναν ξεχωριστό χημειότυπο του είδους Sideritis clandestina που είναι γνωστό για το πλήθος των ιδιοτήτων που περιέχει και τις χρήσεις του στην λαϊκή κυρίως ιατρική. Υπό το πρίσμα των παραπάνω, η παρούσα μελέτη επιχειρεί την εκτενή μελέτη αυτοφυούς και καλλιεργούμενου πληθυσμού του είδους Sideritis clandestina subsp. clandestina με απώτερο σκοπό την μεταξύ τους σύγκριση. Πιο συγκεκριμένα, ο προσδιορισμός του φαινοτύπου, της χημικής σύστασης και της βιοδραστικότητας των δύο πληθυσμών καθώς επίσης και οι διαφορές που παρουσιάζουν μεταξύ τους αποτελεί τον σημαντικότερο στόχο της εργασίας. Επιπροσθέτως, η μελέτη του υδατικού εκχυλίσματος, υποπροϊόν της υδροαπόσταξης, που χρησιμοποιήθηκε για την παραλαβή των αιθέριων ελαίων, όπως επίσης και η περιγραφή του υποείδους αποτελούν ενδιαφέροντα σημεία της μελέτης. Αναλυτικότερα, ερευνητικές αποστολές έλαβαν χώρα σε αυτοφυή και καλλιεργούμενους οικοτόπους του ορεινού σχηματισμού, όπου εντοπίστηκε το φυτικό υλικό. Πραγματοποιήθηκαν εκτενείς μελέτες και μετρήσεις των πληθυσμών και των μορφολογικών χαρακτηριστικών των φυτών και η συλλογή τους στο στάδιο της πλήρης άνθισης. Ακολούθησε η αποξήρανση τους και η παραλαβή των αιθέριων ελαίων και των υδατικών εκχυλισμάτων τους με την μέθοδο της υδρο-απόσταξης με την χρήση της συσκευής Clevenger και η παραλαβή των υδρομεθανολικών εκχυλισμάτων με την μέθοδο της εκχύλισης στερεού-υγρού. Στην συνέχεια πραγματοποιήθηκε ο ποσοτικός και ποιοτικός προσδιορισμός, με την χρήση χρωματογραφικών και φασματοσκοπικών τεχνικών. Πιο αναλυτικά, τα συστατικά των αιθέριων ελαίων προσδιορίστηκαν και ταυτοποιήθηκαν με την χρήση της Αέριας Χρωματογραφίας συζευγμένη με Φασματομετρία Μαζών ενώ στην περίπτωση των εκχυλισμάτων ο προσδιορισμός έλαβε χώρα με την χρήση της Υγρής Χρωματογραφίας και η ταυτοποίηση με την βοήθεια της βιβλιογραφίας και καταλόγου πρότυπων ουσιών που διαθέτει το Εργαστήριο Χημείας του Γεωπονικού Πανεπιστημίου Αθηνών όπου και πραγματοποιήθηκε το εργαστηριακό κομμάτι της παρούσας εργασίας. Τέλος, η εργασία ολοκληρώθηκε με την μελέτη της βιοδραστικότητας των υπό μελέτη δειγμάτων με τις μεθόδους DPPH και ABTS για τον προσδιορισμό της αντιοξειδωτικής δράσης, με την μέθοδο Folin-Ciocalteu για τον προσδιορισμό των ολικών φαινολικών συστατικών και με την μέθοδο διάχυση σε τρυβλία για τον προσδιορισμό της αντιμικροβιακής δράσης των δειγμάτων έναντι παθογόνων και αλλοιωγόνων μικροοργανισμών. Κύρια αποτελέσματα της παρούσας εργασίας αποτελούν, η απουσία στατιστικά σημαντικών διαφορών των μορφολογικών χαρακτηριστικών των υπό μελέτη πληθυσμών, οι ομοιότητες στην χημική σύσταση των αιθέριων ελαίων τους, των υδρομεθανολικών και υδατικών εκχυλισμάτων τους, η βιοδραστικότητα των δειγμάτων που επηρεάζεται από τις εδαφοκλιματικές συνθήκες της περιοχής που αναπτύσσεται το φυτικό υλικό, παράγοντες που καθορίζουν τη περιεκτικότητα τους σε φαινολικά συστατικά και συνεπώς και την αντιοξειδωτική τους δράση και τέλος, η έλλειψη παρεμποδιστικής δράσης των υδατικών εκχυλισμάτων έναντι των μικροοργανισμών Staphylococcus aureus B134, Bacillus subtilis B109, Escherichia coli B16 & Pseudomonas fluorescens B29.

The species Sideritis clandestina subsp. clandestina is one of the most important endemic plants of Mount Parnonas. The peculiar climatic conditions and the special relief of the mountain create a distinct chemotype of the species Sideritis clandestina which is known for the multitude of properties it contains and its uses mainly in folk medicine. Considering the above, the current research focuses on an extensive study of native and cultivated populations of the subspecies Sideritis clandestina subsp. clandestina with the ultimate aim of comparing them. More specifically, the determination of the phenotype, the chemical composition and the bioactivity of the two populations as well as the differences between them, is the most important objective of the work. In addition, the study of the residual water extract, a by-product of the hydrodistillation which used to obtain the essential oils, as well as the description of the subspecies, are interesting points of the study. More specifically, research missions took place in natural and cultivated habitats of the mountain, where the plant material was located. Moreover, extensive studies and the measurements of the population and the morphological plant elements along with the harvest at the full bloom stage were conducted. Following was their drying and the reception of their essential oils and their residual water extract using the hydro-distillation technique with the Clevenger apparatus, as well as the reception of the hydromethanolic extracts by the method of solid-liquid extraction. Subsequently, the quantitative and qualitative determination was carried out, using chromatographic and spectroscopic techniques. More specifically, the components of the essential oils were determined and identified using Gas Chromatography coupled with Mass Spectrometry, while in the case of the extracts, the determination took place using Liquid Chromatography and the identification with the help of the bibliography and a list of standard substances which is available at the Chemistry Laboratory of the Agricultural University of Athens, where the laboratory part of the present work was carried out. Finally, the work was completed by studying the bioactivity of the samples with the DPPH and ABTS methods to determine the antioxidant activity, with the Folin-Ciocalteu method to determine the total phenolic components and with the plate diffusion method to determine the antimicrobial activity of the samples against pathogenic and microorganism contaminants. The main results of this work are the absence of statistically significant differences in the morphological characteristics between the native and cultivated plants population, the similarities in the chemical composition of their essential oils, their hydromethanolic and aqueous extracts, the bioactivity of the samples which is affected by the soil and climate conditions of the area where the plant material develops, factors that determine their content of phenolic components and therefore their antioxidant activity and finally, the lack of inhibitory action of the aqueous extracts against the microorganisms Staphylococcus aureus B134, Bacillus subtilis B109, Escherichia coli B16 and Pseudomonas fluorescens B29.