Σύγκριση αρωματικών φαρμακευτικών φυτών τύπου "καρβακρόλης" από την Κεφαλονιά και την Ικαρία ως προς τα αναπαραγωγικά, χημειοτυπικά και βιοδραστικά τους χαρακτηριστικά

Abstract

Από τη δεκαετία του ’80 οι ερευνητές επιδεικνύουν αυξημένο ενδιαφέρον για τις φαινολικές ενώσεις και τα αντιοξειδωτικά συστατικά, γενικά. Ο βασικός λόγος γι’αυτό το μεγάλο ενδιαφέρον είναι η αναγνώριση των αντιοξειδωτικών ικανοτήτων τους, η μεγάλη αφθονία τους στα τρόφιμα και ο πιθανός ρόλος τους στην πρόληψη ποικίλλων ασθενειών που σχετίζονται με το οξειδωτικό στρες, όπως ο καρκίνος τα καρδιοαγγειακά νοσήματα και οι εκφυλιστικές ασθένειες. Τα αιθέρια έλαια μαζί με τα αλκαλοειδή και τα φαινολικά συστατικά είναι σημαντικά συστατικά του δευτερογενούς μεταβολισμού του φυτού. Η αξία τους κρίνεται τόσο από τη μέχρι σήμερα γνωστή χρήση τους από τη βιομηχανία φαρμάκων, τροφίμων και αρωμάτων, αλλά και από τις αντιμικροβιακές και αντιοξειδωτικές ιδιότητές τους που ενισχύουν η χρήση των αιθερίων ελαίων στα τρόφιμα. Μεγάλο ενδιαφέρον παρατηρείται, επίσης, στην μελέτη συγκεκριμένων ενζύμων τα οποία σχετίζονται με την σωστή και υγιή λειτουργία των οργανισμών. Σκοπός της συγκεκριμένης μεταπτυχιακής διατριβής είναι η σύγκριση και η μελέτη των μορφολογικών-αναπαραγωγικών , χημικών και βιοδραστικών χαρακτηριστικών πέντε αρωματικών και φαρμακευτικών φυτικών ειδών (Origanum vulgare spp hirtum L., Origanum onites L., Coridothymus capitatus L. , Satureja thymbra L. και Thymus holosericeus L.) για το χρονικό διάστημα Νοέμβριος 2013-Νοέμβριος 2014 . Έγινε εκτίμηση φαινοτυπικών και χημειοτυπικών διαφορών μεταξύ ειδών τύπου καρβακρόλης, προερχόμενων από τις νήσους Ικαρία και Κεφαλονιά. Έγιναν μετρήσεις φυτικών χαρακτηριστικών, καθώς και περιεκτικότητας επί τοις % συγκέντρωσης σε αιθέριο έλαιο. Γι’ αυτό το λόγο μελετήθηκαν σε επιλεγμένους βιοτύπους κάθε φυτικού είδους ( σε φυτά αυτοφυή προερχόμενα από το νησί της Κεφαλονιάς, σε φυτά που μεταφυτεύτηκαν από τη Κεφαλονιά στο πειραματικό αγρό του Γ.Π.Α. στα Σπάτα τον Νοέμβριο του 2013 και σε φυτά προερχόμενα από τη νήσο Ικαρία μεταφυτευμένα στα Σπάτα ήδη 3 χρόνια) τα φυτικά χαρακτηριστικά του υπέργειου μέρους (μέσος αριθμός βλαστών, μέσος αριθμός ταξιανθιών, μέσος αριθμός φύλλων, μέσο μήκος ταξιανθιών, μέσο μήκος βλαστών, μέσο έλλειμμα υγρασίας φύλλων, βλαστών και ανθέων, μέσο ξηρό βάρος βλαστών, μέσο ξηρό βάρος ταξιανθιών, μέσο ξηρό βάρος φύλλων, μέσο ύψος φυτού, μέσο μήκος βλαστού, διάμετρος φυτών, μέσο νωπό βάρος φύλλων , νωπό βάρος βλαστών και άνθεων). Τα ξηρά βάρη όλων των φυτικών μερών των ΑΦΦ μετρήθηκαν με ξήρανση με φυσικό τρόπο για 15 ημέρες στο εργαστήριο της Γεωργίας στο Γεωπονικό Πανεπιστήμιο Αθηνών έτσι ώστε να προσδιοριστεί το ποσοστό υγρασίας των φυτικών ιστών. Επίσης, μελετήθηκαν τα χημικά τους χαρακτηριστικά (ποιοτικά και ποσοτικά), όπως η περιεκτικότητα σε αιθέριο έλαιο και η σύσταση του αιθερίου ελαίου τους (εκατοστιαία περιεκτικότητα σε καρβακρόλη, π-κυμένιο, γ-τερπινένιο και β-καρυοφυλλένιο) με τη μέθοδο παραλαβής αιθέριου ελαίου (υδροαπόσταξη με χρήση της συσκευής Clevenger με μια μεταχείριση του προς απόσταξη υλικού {ξηρό φυτικό υλικό} ). Τέλος , τα φυτικά εκχυλίσματα των ειδών χρησιμοποιήθηκαν για μέτρηση της αντιοξειδωτικής χωρητικότητας in vitro των δειγμάτων αυτών ώστε τα αποτελέσματα να βοηθήσουν περαιτέρω στην αξιολόγηση τροφών και συμπληρωμάτων για την επιστήμη της διατροφής. Επιπλέον , μέσω συγκεκριμένων μεθόδων ενζυμικής τεχνολογίας διερευνάται ο ποσοτικός προσδιορισμός συγκέντρωσης πρωτεϊνης και ο ποσοτικός προσδιορισμός αντιοξειδωτικής κατάστασης των φυτικών δειγμάτων. Παράλληλα μελετήθηκε στα φυτικά εκχυλίσματα η ύπαρξη αναστολέων συγκεκριμένων ενζύμων (τυροσινάσης) που σχετίζονται με τη επιστήμη της Κοσμητολογίας και τη Φαρμακοβιομηχανία. Τα αποτελέσματα, όπως ήταν αναμενόμενο, φανέρωσαν ότι τα ΑΦΦ είναι πλούσια σε αντιοξειδωτικά συστατικά και ότι οι παράγοντες προσαρμοστικότητα, έδαφος, θερμοκρασιακές συνθήκες και ποικιλία επηρεάζουν τις βιοδραστικές τους ιδιότητες. Συγκεκριμένα η ποικιλία του φυτού φαίνεται να επηρεάζει σε μεγαλύτερο βαθμό την βιοχημική σύσταση των εκχυλισμάτων του. Επίσης, ο συνδυασμός περιβαλλοντικών συνθηκών κατά την καλλιέργειά τους, μπορεί να επηρεάσει τις βιοδραστικές τους ιδιότητες. Τέλος, σύμφωνα με τα αποτελέσματα, τα φυτικά εκχυλίσματα των ΑΦΦ είναι κατάλληλα για την εφαρμογή τους στην ανάπτυξη προϊόντων τόσο στην φαρμακευτική όσο και στην κοσμετολογία.

Since 80's decade, researchers show increased interest in phenolic compounds and antioxidants in general. The main reason for this great interest is the identification of their antioxidant capacity, high abundance in food and their possible role in the prevention of various diseases associated with oxidative stress such as cancer cardiovascular diseases and degenerative diseases. Essential oils together with alkaloids and phenolic components are important components of the secondary metabolism of the plant. Their value is deemed so by the date known use of the medicinal-products industry, food and perfumes, but also antimicrobial and antioxidant properties that enhance the use of essential oils in food.Grand interest in-bearing foods also occurs in the study of specific enzymes associated with the proper and healthy functioning of organizations. The purpose of this Postgraduate thesis is to compare and study the morphological-breeding, chemical and bioactive characteristics of five aromatic and medicinal natural species (Origanum vulgare spp hirtum L., Origanum onites L., Coridothymus capitatus L., Satureja thymbra L. and Thymus holosericeus L.) for the period November 2013-November 2014. Phenotypic and chemotype differences between species of type carvacrol were estimated , coming from the islands of Ikaria and Kefalonia. Measurements were made of plant characteristics and content in % concentration of essential oil. For this reason the study was held in selected biotypes of each plant species (in native plants from the island Kefalonia, in plants transplanted from Kefalonia in the experimental field of the AUA in Spata in November 2013 and plants from the island Ikaria transplanted in Spata already )and several sectors were estimated such as vegetable characteristics of overground part (average number of buds, average number of inflorescences, average number of leaves, inflorescences medium length, medium length shoots, average moisture deficit for leaves, stems and flowers , average dry weight of shoots, average dry weight of inflorescences, average dry weight of leaves, average plant height, average shoot length, plant diameter, average fresh weight of leaves, fresh weight of shoots and flowers). The dry weights of all plant parts of AFF measured by drying naturally for 15 days in the laboratory of Agriculture at the Agricultural University of Athens in order to determine the moisture content of plant tissues. Also, we studied the chemical characteristics (qualitative and quantitative), as the essential oil content and composition of the ethereal oil (percentage content of carvacrol, p-cymene, gamma-terpinene and beta-caryophyllene) by the method of acquiring the essential oil (hydrodistillation with the Clevenger apparatus using one treatment of the material to be distilled (dry plant material ){}). Finally, herbal extracts of species were used for measuring antioxidant capacity in vitro samples such that the effects assist in further in the evaluation of foods and supplements for the science of food. Moreover, through specific enzymatic technology methods were investigated the quantitative protein concentration determination and the quantification of antioxidant status of plant samples. In parallel, the plant extracts examined the presence of specific enzyme inhibitors (tyrosinase) related-out with the science of Cosmetology and pharmaceutical industry. The results, as expected, revealed that aromatic and medicinal plants are rich in antioxidants and that co-operating factors such as soil, temperature conditions and variety can affect the bioactive properties. Especially, the variety of the plant seems to be a significant bio-chemical composition of the extracts. Also, the combination of environmental conditions in their cultivation, may affect the bioactive properties. In the end, according to the results, herbal extracts of aromatic and medicinal plants are suitable for application in product development in both the pharmaceutical and cosmetology.