Determinación de componentes volátiles en diferentes especies de flores de paulownia mediante tecnología combinada HS-SPME y GC-MS
Paulownia es un término colectivo para las plantas de la familia Scrophulariaceae, pertenecientes al género Paulownia. Actualmente existen 11 especies, 2 variedades y 6 formas, distribuidas de forma natural en 24 provincias, municipios y regiones autónomas. Como importante especie maderera de crecimiento rápido originaria de China, su historia de cultivo y utilización es muy larga. Los principales métodos de cultivo incluyen bosques de rápido crecimiento y alto rendimiento, bosques protectores de tierras de cultivo, plantación de árboles en todos los lados y paisajismo. Debido a su sistema radicular bien desarrollado, su tolerancia a la esterilidad y su gran adaptabilidad, la paulownia puede adsorber metales pesados en sus hojas, tallos y raíces. Por ello, también ha atraído la atención en campos de ingeniería ecológica como la restauración ecológica y la forestación en lugares difíciles. Las flores, las hojas, los frutos, las raíces y la corteza de la paulownia pueden utilizarse como medicamentos y tienen buenos efectos terapéuticos en infecciones de las vías respiratorias superiores, bronquitis, paperas y otras enfermedades. La investigación sobre su composición química y sus actividades biológicas y farmacológicas se ha convertido gradualmente en un tema candente. Investigaciones anteriores han aislado más de 130 componentes de las plantas de Paulownia y verificado la actividad biológica de algunos compuestos. Entre ellos, se han identificado cinco compuestos, rutina, apigenina, luteolina, ácido ursólico y kaempferol, en las flores de Paulownia elongata, que tienen las funciones de reducir la presión arterial, ablandar los vasos sanguíneos e inhibir la proliferación de células tumorales; El extracto de metanol de las flores de paulownia tiene cierto efecto terapéutico en la enfermedad de manos, pies y boca causada por el enterovirus EV71. El extracto etanólico tiene una fuerte actividad inhibidora contra conservantes alimentarios comunes como Aspergillus niger, Aspergillus oryzae y Staphylococcus aureus. Además de su uso medicinal, la paulownia tiene una fuerte fragancia floral y es rica en sustancias aromáticas naturales. Puede seguir utilizándose como aditivo natural puro en alimentos, bebidas y productos químicos de uso cotidiano.
Los recursos de flores de paulownia en nuestro país son muy abundantes. En comparación con otros tejidos y órganos de la paulownia, son más fáciles de recoger y tienen un menor impacto en el crecimiento nutricional del árbol tras la recolección, lo que las hace más valiosas para la investigación y el desarrollo. Actualmente existen informes sobre los componentes volátiles de las flores de paulownia. Zhang et al. identificaron 67 compuestos volátiles de la paulownia Lankao, entre ellos olefinas (41,54%), alcoholes (23,92%) y ésteres (14,82%); Zheng et al. identificaron 58 compuestos, entre ellos aniseno (25,83%), 3-octanona (14.08%), y p-metil anisol (12.06%), de Paulownia tomentosa; Wang et al. utilizaron la destilación al vapor para extraer el aceite esencial de flores de paulownia, e identificaron su composición química utilizando la tecnología GC-MS. Se obtuvo un total de 69 componentes, siendo los principales el alcohol bencílico (13,276%), el 1,2,4-trimetoxibenceno (8,342%) y el tricosano (3,682%).
Sin embargo, las investigaciones y los materiales experimentales anteriores eran todos de una sola especie de paulownia, sin incluir las principales variedades de paulownia ni el análisis de las diferencias entre las distintas especies. Los métodos de extracción de los componentes volátiles también eran inconsistentes, y aún no se ha llevado a cabo una evaluación sistemática de los componentes volátiles de las flores de la planta paulownia. Basándose en esto, este estudio seleccionó cinco especies principales de paulownia cultivadas en el mismo lugar de cultivo y utilizó la tecnología de microextracción en fase sólida del espacio de cabeza (HS-SPME) y la tecnología combinada de cromatografía de gases-espectrometría de masas (GC-MS) para determinar y analizar sistemáticamente los componentes volátiles y sus contenidos relativos en las flores de paulownia, proporcionando una referencia para la evaluación precisa y la utilización eficiente de los componentes volátiles en diferentes especies de flores de paulownia.

La tecnología de microextracción en fase sólida de espacio de cabeza para la extracción de sustancias volátiles es sencilla, rápida, eficaz, con un consumo de muestra y una pérdida de sustancias volátiles mínimos, y no requiere pretratamiento de extracción con disolventes. Se ha utilizado ampliamente en plantas como verduras, frutas y medicina tradicional china. En este estudio, se utilizaron la microextracción en fase sólida del espacio de cabeza y la cromatografía de gases-espectrometría de masas para identificar 45 compuestos volátiles de cinco tipos diferentes de flores de paulownia plantadas principalmente en producción. Entre ellos, se identificaron 24, 17, 27, 23, y 19 compuestos volátiles de paulownia de flor blanca, paulownia Lankao, paulownia de hoja de catalpa, paulownia Mao, e híbridos naturales de paulownia de flor blanca, respectivamente. Además, las flores híbridas naturales de paulownia de hoja de catalpa y paulownia de flor blanca fueron las primeras en extraer compuestos volátiles. Este resultado puede servir de referencia para la evaluación precisa y el desarrollo de diferentes tipos de flores de paulownia. El híbrido natural de paulownia de flor blanca no tiene sustancias volátiles únicas, lo que puede estar relacionado con sus propiedades híbridas. Li et al. extrajeron 8 compuestos de flores de paulownia de flor blanca recolectadas en Lanzhou, que no tenían componentes comunes con las flores de paulownia de flor blanca procedentes de la ciudad de Sanming, provincia de Fujian en este experimento; Zhang et al. utilizaron tres métodos de extracción diferentes para extraer un total de 10 compuestos volátiles de las flores de Paulownia grandiflorum. Entre ellos, 2 compuestos (1-octen-3-ol, p-dimetoxibenceno) eran consistentes con los resultados de este estudio y tenían altos contenidos; Zheng et al. utilizaron microextracción en fase sólida y tecnología de cromatografía de gases-espectrometría de masas para extraer 58 compuestos de las flores de los árboles de Paulownia, que compartían 7 componentes con los árboles de Paulownia en este experimento, incluyendo principalmente 2 terpenos, 2 alcoholes, 2 ésteres y 1 benceno. Aunque los materiales experimentales utilizados en el estudio anterior eran el mismo tipo de paulownia, las sustancias volátiles extraídas no eran totalmente iguales. Se especula que esto se debe principalmente a los diferentes métodos de extracción y condiciones experimentales. Aunque se trata del mismo tipo de paulownia, pertenece a distintas variedades y variantes, y el lugar de recolección es diferente.
La fitona, de aroma herbáceo y amaderado, es un componente volátil característico del té de ladrillo de hoja de Eucommia ulmoides. La sustancia terpenoide, alcohol terciario de azahar, tiene un aroma floral y arbóreo similar al de las rosas y las manzanas. Cinnamomum camphora y β - cetona violeta son importantes componentes aromáticos del osmanthus, y el farnesol es también una sustancia que contribuye al aroma de muchas plantas aromáticas. Los cinco componentes anteriores son importantes sustancias aromáticas de las flores de paulownia. Se especula que las diferencias en la composición y el contenido relativo de los componentes volátiles son las principales razones de las diferencias de aroma entre las distintas especies de flores de paulownia. Como una de las hierbas medicinales tradicionales chinas, tanto el "Compendium of Materia Medica" como el "Handbook of Chinese Herbal Medicine in Henan" recogen información relevante sobre la flor de paulownia. Tiene los efectos de disipar el viento y el calor, limpiar el hígado y mejorar la visión, limpiar el calor y desintoxicar, secar la humedad y detener la disentería. Se utiliza principalmente para tratar infecciones de las vías respiratorias superiores, bronquitis, inflamación aguda del melocotón plano, conjuntivitis aguda y otras enfermedades. Además, la flor de paulownia sigue teniendo efectos antioxidantes, antienvejecimiento, reductores de la presión arterial, anticancerígenos y antiinflamatorios. Las investigaciones han demostrado que la sustancia fenólica eugenol tiene efectos antibacterianos e hipotensores, y posee un fuerte poder bactericida; la sustancia terpenoide linalool tiene actividades farmacológicas como efectos antibacterianos, antiinflamatorios, analgésicos, sedantes, hipnóticos y antitumorales; además de sus efectos antibacterianos y antiinflamatorios, el citral, una sustancia aldehídica, también se utiliza a menudo como aditivo de esencias y fragancias. Se especula que el eugenol, el linalool y el citral pueden ser los ingredientes efectivos importantes de las flores de paulownia para los efectos antibacterianos y antiinflamatorios. El contenido relativo de eugenol es mayor en las flores de paulownia de flor blanca, lo que concuerda con la creencia de Chu et al. de que el eugenol se acumula más en condiciones cálidas, y el linalool es una sustancia única en las flores de paulownia de flor blanca. Por lo tanto, se especula que los efectos antibacterianos y antiinflamatorios de las flores de paulownia de flor blanca pueden ser más significativos. La sustancia fenólica 2,6-di-terc-butil-p-cresol (también conocida como BHT) es un importante antioxidante que puede utilizarse en diversos alimentos y como estabilizador para caucho sintético, fibras de polipropileno, etc. El 1-octen-3-ol, una sustancia alcohólica, se utiliza a menudo como aditivo de fragancias y atrayente de mosquitos, y tiene importantes efectos tóxicos y perjudiciales para el sistema nervioso animal. Aunque las flores de paulownia tienen una larga historia de uso medicinal y se han extraído varios componentes volátiles de diferentes tipos de flores de paulownia, la composición química y el contenido relativo de los diferentes tipos de flores de paulownia son diferentes, y no existe ningún informe sistemático sobre los efectos farmacológicos de los diferentes tipos de flores de paulownia y su correlación con los componentes químicos, lo que requiere una exploración más profunda.