Détermination des composants volatils dans différentes espèces de fleurs de paulownia à l'aide de la technologie combinée HS-SPME et GC-MS
Paulownia est un terme collectif désignant les plantes de la famille des Scrophulariaceae, appartenant au genre Paulownia. Il existe actuellement 11 espèces, 2 variétés et 6 formes, réparties naturellement dans 24 provinces, municipalités et régions autonomes. En tant qu'importante espèce d'arbre à bois à croissance rapide originaire de Chine, sa culture et son utilisation sont très anciennes. Les principales méthodes de culture comprennent les forêts à croissance rapide et à haut rendement, les forêts de protection des terres agricoles, la plantation d'arbres sur tous les côtés et l'aménagement paysager. Grâce à son système racinaire bien développé, à sa tolérance à la stérilité et à sa forte capacité d'adaptation, le paulownia peut adsorber les métaux lourds dans ses feuilles, ses tiges et ses racines. C'est pourquoi il a également attiré l'attention dans les domaines de l'ingénierie écologique tels que la restauration écologique et le reboisement sur des sites difficiles. Les fleurs, les feuilles, les fruits, les racines et l'écorce du paulownia peuvent tous être utilisés comme médicaments et ont de bons effets thérapeutiques sur les infections des voies respiratoires supérieures, la bronchite, les oreillons et d'autres maladies. La recherche sur leur composition chimique et leurs activités biologiques et pharmacologiques est progressivement devenue un sujet d'actualité. Des recherches antérieures ont permis d'isoler plus de 130 composants des plantes de Paulownia et de vérifier l'activité biologique de certains composés. Parmi eux, cinq composés, la rutine, l'apigénine, la lutéoline, l'acide ursolique et le kaempférol, ont été identifiés dans les fleurs de Paulownia elongata, qui ont pour fonction d'abaisser la tension artérielle, d'assouplir les vaisseaux sanguins et d'inhiber la prolifération des cellules tumorales. L'extrait de méthanol de fleurs de paulownia a un certain effet thérapeutique sur la maladie des mains, des pieds et de la bouche causée par l'entérovirus EV71. L'extrait d'éthanol a une forte activité inhibitrice contre les conservateurs alimentaires courants tels que Aspergillus niger, Aspergillus oryzae et Staphylococcus aureus. Outre son utilisation médicinale, le paulownia a un fort parfum floral et est riche en substances aromatiques naturelles. Il peut encore être utilisé comme additif naturel pur dans les aliments, les boissons et les produits chimiques quotidiens.
Les ressources en fleurs de paulownia sont très abondantes dans notre pays. Comparées à d'autres tissus et organes du paulownia, elles sont plus faciles à cueillir et ont moins d'impact sur la croissance nutritionnelle de l'arbre après la récolte, ce qui les rend plus précieuses pour la recherche et le développement. Il existe actuellement des rapports sur les composants volatils des fleurs de paulownia. Zhang et al. ont identifié 67 composés volatils du paulownia Lankao, dont des oléfines (41,54%), des alcools (23,92%) et des esters (14,82%) ; Zheng et al. ont identifié 58 composés, dont l'anisène (25,83%), la 3-octanone (14.08%) et le p-méthyl anisole (12,06%), provenant de Paulownia tomentosa ; Wang et al. ont utilisé la distillation à la vapeur pour extraire l'huile essentielle des fleurs de paulownia et ont identifié sa composition chimique à l'aide de la technologie GC-MS. Un total de 69 composants a été obtenu, les principaux étant l'alcool benzylique (13,276%), le 1,2,4-triméthoxybenzène (8,342%) et le tricosane (3,682%).
Cependant, les recherches précédentes et le matériel expérimental étaient tous des espèces uniques de paulownia, sans impliquer les principales variétés de paulownia et l'analyse des différences entre les différentes espèces. Les méthodes d'extraction des composants volatils n'étaient pas non plus uniformes et aucune évaluation systématique des composants volatils des fleurs de paulownia n'a encore été réalisée. Sur cette base, cette étude a sélectionné cinq espèces principales de paulownia cultivées sur le même site et a utilisé la technologie de microextraction en phase solide dans l'espace de tête (HS-SPME) et la technologie combinée de chromatographie en phase gazeuse et de spectrométrie de masse (GC-MS) pour déterminer et analyser systématiquement les composants volatils et leurs teneurs relatives dans les fleurs de paulownia, fournissant ainsi une référence pour l'évaluation précise et l'utilisation efficace des composants volatils dans les différentes espèces de fleurs de paulownia.

La technologie de microextraction en phase solide de l'espace de tête pour l'extraction des substances volatiles est simple, rapide, efficace, avec une consommation d'échantillon et une perte de substances volatiles minimales, et ne nécessite pas de prétraitement d'extraction par solvant. Elle a été largement utilisée pour les plantes telles que les légumes, les fruits et la médecine traditionnelle chinoise. Dans cette étude, la microextraction en phase solide dans l'espace de tête et la chromatographie en phase gazeuse avec spectrométrie de masse ont été utilisées pour identifier 45 composés volatils provenant de cinq types différents de fleurs de paulownia principalement plantées en production. Parmi eux, 24, 17, 27, 23 et 19 composés volatils ont été identifiés respectivement dans le paulownia à fleurs blanches, le paulownia de Lankao, le paulownia à feuilles de catalpa, le paulownia de Mao et les hybrides naturels de paulownia à fleurs blanches. En outre, les fleurs des hybrides naturels du paulownia à feuilles de catalpa et du paulownia à fleurs blanches ont été les premières à extraire des composés volatils. Ce résultat peut servir de référence pour l'évaluation précise et le développement de différents types de fleurs de paulownia. L'hybride naturel de paulownia à fleurs blanches ne présente pas de substances volatiles uniques, ce qui peut être lié à ses propriétés hybrides. Li et al. ont extrait 8 composés de fleurs de paulownia à fleurs blanches collectées à Lanzhou, qui n'avaient aucun composant commun avec les fleurs de paulownia à fleurs blanches provenant de la ville de Sanming, dans la province de Fujian, dans cette expérience ; Zhang et al. ont utilisé trois méthodes d'extraction différentes pour extraire un total de 10 composés volatils des fleurs de Paulownia grandiflorum. Zheng et al. ont utilisé la microextraction en phase solide et la chromatographie en phase gazeuse couplée à la spectrométrie de masse pour extraire 58 composés des fleurs de Paulownia, qui partagent 7 composants avec les Paulownia de cette expérience, dont principalement 2 terpènes, 2 alcools, 2 esters et 1 benzène. Bien que le matériel expérimental utilisé dans l'étude ci-dessus soit le même type de paulownia, les substances volatiles extraites ne sont pas tout à fait les mêmes. On suppose que cela est principalement dû à des méthodes d'extraction et des conditions expérimentales différentes. Bien qu'il s'agisse du même type de paulownia, il appartient à différentes variétés et variantes, et le lieu de collecte est différent.
La phytone, qui a un arôme herbacé et boisé, est un composant volatil caractéristique de l'infusion de feuilles d'Eucommia ulmoides. La substance terpénoïde, l'alcool tertiaire de fleur d'oranger, a un arôme floral et arborescent similaire à celui des roses et des pommes. Cinnamomum camphora et la β-cétone violette sont des composants aromatiques importants de l'osmanthus, et le farnésol est également une substance qui contribue à l'arôme de nombreuses plantes aromatiques. Les cinq composants susmentionnés sont des substances aromatiques importantes des fleurs de paulownia. On suppose que les différences dans la composition et la teneur relative des composants volatils sont les principales raisons des différences d'arôme entre les différentes espèces de fleurs de paulownia. Le "Compendium of Materia Medica" et le "Handbook of Chinese Herbal Medicine in Henan" contiennent des informations pertinentes sur la fleur de paulownia, l'une des plantes médicinales traditionnelles chinoises. Elle a pour effet de dissiper le vent et la chaleur, d'éclaircir le foie et d'améliorer la vision, d'éclaircir la chaleur et de désintoxiquer, d'assécher l'humidité et d'arrêter la dysenterie. Elle est principalement utilisée pour traiter les infections des voies respiratoires supérieures, la bronchite, l'inflammation aiguë de la pêche plate, la conjonctivite aiguë et d'autres maladies. En outre, la fleur de paulownia a encore des effets antioxydants, antivieillissement, hypotenseur, anticancéreux et anti-inflammatoires. La recherche a montré que la substance phénolique eugénol a des effets antibactériens et hypotensifs, et possède un fort pouvoir bactéricide ; la substance terpénoïde linalol a des activités pharmacologiques telles que des effets antibactériens, anti-inflammatoires, analgésiques, sédatifs, hypnotiques et antitumoraux ; en plus de ses effets antibactériens et anti-inflammatoires, le citral, une substance aldéhyde, est également souvent utilisé comme additif pour les essences et les parfums. On suppose que l'eugénol, le linalol et le citral peuvent être les ingrédients efficaces importants des fleurs de paulownia pour les effets antibactériens et anti-inflammatoires. La teneur relative en eugénol est la plus élevée dans les fleurs de paulownia à fleurs blanches, ce qui correspond à la croyance de Chu et al. selon laquelle l'eugénol s'accumule davantage dans des conditions chaudes, et le linalol est une substance unique dans les fleurs de paulownia à fleurs blanches. On peut donc supposer que les effets antibactériens et anti-inflammatoires des fleurs de paulownia à fleurs blanches sont plus importants. La substance phénolique 2,6-di-tert-butyl-p-crésol (également connue sous le nom de BHT) est un antioxydant important qui peut être utilisé dans divers aliments et comme stabilisateur pour le caoutchouc synthétique, les fibres de polypropylène, etc. Le 1-octen-3-ol, une substance alcoolique, est souvent utilisé comme additif de parfum et comme attractif pour les moustiques, et a des effets toxiques et dommageables importants sur le système nerveux des animaux. Bien que les fleurs de paulownia aient une longue histoire d'utilisation médicinale et que divers composants volatils aient été extraits de différents types de fleurs de paulownia, la composition chimique et la teneur relative des différents types de fleurs de paulownia sont différentes, et il n'existe pas de rapport systématique sur les effets pharmacologiques des différents types de fleurs de paulownia et leur corrélation avec les composants chimiques, ce qui nécessite une exploration plus approfondie.