Análisis de la composición química de la corteza de las ramas de diferentes clones de Eucommia ulmoides bajo la modalidad de bosque foliar de ciclo corto
Eucommia ulmoides Oliv. es un género único de especies arbóreas relictas que sobrevivieron en China tras la invasión glaciar del Cuaternario. También es una importante especie arbórea medicinal en China, conocida por la extracción de su corteza y su uso medicinal desde la antigüedad. La corteza de Eucommia ulmoides es rica en compuestos como lignanos, terpenos de éter de ciclohexeno, fenilpropanoides, flavonoides, etc. Por ejemplo, el genipósido tiene los efectos de bajar y regular la presión sanguínea, el genipósido tiene actividad antitumoral y propiedades anticomplementarias, y la aucubina tiene fuertes efectos analgésicos, antibacterianos y antiinflamatorios. Y los lignanos, como los diglucósidos de trementina, son ingredientes activos conocidos de la corteza de Eucommia ulmoides que tienen efectos hipotensores. Por lo tanto, la corteza de Eucommia ulmoides desempeña un papel muy importante como medicina tradicional china en la atención sanitaria y otros campos.

Con la propuesta del concepto integral de desarrollo y utilización de Eucommia ulmoides, el modo de cultivo de Eucommia ulmoides también ha evolucionado desde el modo de cultivo medicinal tradicional a varios modos de gestión, como el modo de cultivo de frutos de Eucommia ulmoides, el modo de cultivo de flores masculinas, el modo de cultivo de doble uso medicinal de madera y el modo de cultivo de hojas. El modo de cultivo forestal de hojas de Eucommia ulmoides utiliza la fuerte capacidad de brotación de Eucommia ulmoides, acorta el ciclo de gestión, mejora en gran medida el rendimiento y la calidad de las hojas y la corteza de Eucommia ulmoides, y tiene importantes beneficios económicos. Se realizó un análisis comparativo de la composición química de las hojas de Eucommia ulmoides entre los modelos tradicionales de bosque caducifolio y bosque de hoja, y se descubrió que los metabolitos secundarios pueden distinguir eficazmente el bosque caducifolio del bosque de hoja. Además, el contenido de ácido clorogénico en las hojas y la corteza de Eucommia ulmoides en el modelo de bosque de hoja es superior al del modelo de bosque caducifolio, lo que indica que el cultivo en bosque de hoja es el modo de cultivo óptimo. Otro estudio sugiere que la aplicación de hormonas exógenas puede aumentar significativamente el contenido de goma de las hojas y la corteza de Eucommia ulmoides en bosques de hoja a corto plazo. Sin embargo, no se han llevado a cabo investigaciones sobre la composición química de la corteza entre diferentes clones de Eucommia ulmoides bajo el modo de cultivo de bosque de hoja, lo que limita el desarrollo y la utilización de los recursos de corteza bajo el modo de cultivo de bosque de hoja.

La microextracción en fase sólida del espacio de cabeza (HS-SPME) es una técnica de pretratamiento de muestras que integra extracción, concentración y desorción. Este método es fácil de utilizar, requiere un tamaño de muestra mínimo y no tiene un proceso de pretratamiento complicado. También puede evitar la oxidación y descomposición de componentes inestables en la muestra. En los últimos años, la combinación de cromatografía de gases-espectrometría de masas (GC-MS) se ha utilizado ampliamente en el estudio de los componentes volátiles de las plantas. La investigación ha demostrado que muchos compuestos volátiles no sólo se pueden utilizar directamente para la resistencia a los insectos, aplicaciones medicinales, o como componentes principales en la síntesis orgánica, sino que también sirven como intermediarios importantes en diversas vías metabólicas de las plantas, proporcionando orientación para el análisis de las redes metabólicas de las plantas y el estudio de las respuestas de autodefensa de las plantas. La espectroscopia infrarroja por transformada de Fourier (FTTR) es también un método analítico de uso común en la evaluación de la calidad, que puede analizar cualitativamente muestras en su conjunto y tiene las características de ser rápido, preciso y no destructivo. Por lo tanto, en este estudio, se utilizó la cromatografía líquida de alta resolución (HPLC) para determinar el contenido de siete ingredientes activos principales en la corteza de ocho clones de Eucommia ulmoides bajo el modo de cultivo de bosque de hoja de ciclo corto. En combinación con la tecnología de cromatografía de gases-espectrometría de masas con microextracción en fase sólida del espacio de cabeza (HS-SPME-GC-MS), se analizaron los componentes volátiles para identificar las sustancias volátiles diferenciales en la corteza de los clones de Eucommia ulmoides, y se utilizó la espectroscopia infrarroja para el análisis comparativo. La determinación preliminar de las características químicas de cada clon, con el fin de proporcionar una base científica para el control de calidad, el cultivo dirigido, y el desarrollo de recursos y la utilización de la corteza de rama bajo el modelo de bosque de hoja de ciclo corto de Eucommia ulmoides.

 

En este estudio, se utilizaron HPLC y HP-SPME-GC-MS para detectar y analizar cuantitativamente los componentes químicos de la corteza de diferentes clones de Eucommia ulmoides bajo la modalidad de bosque foliar de periodo corto. Al mismo tiempo, se utilizó la espectroscopia de infrarrojos para la comparación y se extrajeron espectros de huellas dactilares de la corteza de 8 clones. Se analizó preliminarmente la relación entre los componentes químicos y los espectros infrarrojos. Se descubrió que había diferencias en los componentes químicos de la corteza de 8 clones de Eucommia ulmoides. Entre los 7 ingredientes activos principales, se encontró que los compuestos iridoides como la aucubina, el genipósido y el genipósido tenían contenidos más altos en la corteza de diferentes clones de Eucommia ulmoides. Los terpenos circenos tienen varias actividades biológicas, por lo que pueden ser utilizados en la corteza de diferentes clones de Eucommia ulmoides bajo el modelo de bosque de hojas. Zhang et al. descubrieron que el contenido de diglucósido de sitosterol en la corteza de Eucommia ulmoides aumenta con la edad del árbol, lo que indica que el contenido de diglucósido de sitosterol es mayor en la corteza vieja y menor en la corteza nueva. El contenido medio del compuesto característico diglucósido de trementina en la corteza de Eucommia ulmoides de Yeyonglin es relativamente bajo, y sólo las cepas asexuales EU1, EU4 y EU7 tienen un contenido superior a 0,1%, que cumple los requisitos de la edición de 2020 de la Farmacopea China. Por lo tanto, cuando se utiliza el diglucósido de trementina como indicador de calidad medicinal, estas tres cortezas asexuales de Eucommia ulmoides deben seleccionarse para su utilización.

Los compuestos volátiles específicos de las plantas desempeñan un importante papel de señalización en la transmisión de información vegetal. Este estudio utilizó la estrategia de la metabolómica vegetal para investigar los tipos y cantidades de sustancias volátiles liberadas por la corteza de Eucommia ulmoides. Los datos obtenidos de la metabolómica de plantas necesitan ser preprocesados mediante alineación de picos, corte y filtrado de ruido. Por lo tanto, se seleccionó el software MS-DIAL para realizar la coincidencia, alineación y extracción de los picos de espectrometría de masas de múltiples muestras. En combinación con la base de datos, se detectaron 70 componentes de sustancias volátiles en siete categorías principales: ésteres, alcoholes, aldehídos, terpenos, cetonas, lactonas y alquenos. Wu Tingting et al. descubrieron que los aldehídos y los compuestos lipídicos son los principales componentes de los compuestos volátiles totales en los árboles de té en monocultivo y en cultivos intercalados de cacahuete y té, y que desempeñan un papel fundamental en la repulsión de plagas y la atracción de enemigos naturales. Alcoholes, aldehídos y ésteres son los principales compuestos volátiles en la corteza de diferentes clones de Eucommia ulmoides, que pueden desempeñar un papel importante en la defensa contra los insectos herbívoros y requieren más investigación. El isofitol es un alcohol terciario insaturado de veinte carbonos de diterpenos compuesto por cuatro moléculas de isopreno conectadas de extremo a extremo. Es la principal materia prima para la producción de vitamina E. La sustancia terpenoide isophytol tiene el mayor contenido relativo en los clones EU2, EU5 y EU8, y contiene volátiles terpénicos como tetrahidrogeraniol, etilinalol, naringenina y cicuta. Tiene propiedades farmacológicas como efectos antiinflamatorios, antibacterianos y antitumorales, que tienen cierta importancia orientativa para el desarrollo ulterior del valor medicinal de la corteza de Eucommia ulmoides.

Los métodos supervisados se utilizan para explorar características de los datos completamente desconocidas, clasificar la información de los datos brutos en función de las características de la muestra, agrupar los datos objetivo con características similares en clases homólogas y utilizar las técnicas de visualización correspondientes para expresarlas visualmente. En la actualidad, los métodos no supervisados más comunes incluyen el análisis de conglomerados y el análisis de componentes principales. Este artículo utiliza datos de medición UPLC para la agrupación, dividiendo 8 clones de Eucommia ulmoides en 3 grupos. El análisis de componentes principales extrae 3 componentes principales, entre los que las sustancias terpenoides de éter ciclohexeno genipósido, genipósido y aucubina son las que más contribuyen en la primera dimensión. Además, se utilizó el modelo PLS-DA para analizar las diferencias en los componentes volátiles de la corteza de Eucommia ulmoides entre diferentes clones, y se seleccionaron 22 sustancias volátiles como componentes volátiles diferenciales, principalmente componentes volátiles éster. Los terpenos de éter de ciclohexeno, como la aucubina y el genipósido, son los principales metabolitos secundarios de la corteza de Eucommia ulmoides, y sus precursores sintéticos son monoterpenos como la vainillina. Por lo tanto, el siguiente paso es considerar el uso de la tecnología GC-MS para el análisis metabolómico específico de terpenos volátiles en la corteza de Eucommia ulmoides. Además, Eucommia ulmoides presenta las mismas características de corteza en sus primeras etapas, con un color gris azulado, sin grietas, poros cutáneos significativos y sin rasgos morfológicos identificables. La tecnología de espectroscopia infrarroja por transformada de Fourier puede aplicarse para distinguir rápidamente la corteza de Eucommia ulmoides de diferentes clones en la modalidad de bosque de hojas en la fase más tardía.