Bestemmelse af flygtige komponenter i forskellige arter af paulownia-blomster ved hjælp af kombineret HS-SPME- og GC-MS-teknologi
Paulownia er en fællesbetegnelse for planter i Scrophulariaceae-familien, der tilhører Paulownia-slægten. Der findes i øjeblikket 11 arter, 2 sorter og 6 former, som er naturligt fordelt i 24 provinser, kommuner og autonome regioner. Som en vigtig hurtigtvoksende træart med oprindelse i Kina er dens dyrknings- og anvendelseshistorie meget lang. De vigtigste dyrkningsmetoder omfatter hurtigtvoksende skove med højt udbytte, skove til beskyttelse af landbrugsjord, træplantning på alle sider og landskabspleje. På grund af sit veludviklede rodsystem, tolerance over for ufrugtbarhed og stærke tilpasningsevne kan paulownia adsorbere tungmetaller i sine blade, stængler og rødder. Derfor har den også tiltrukket sig opmærksomhed inden for økologiske ingeniørområder som økologisk restaurering og skovrejsning på vanskelige steder. Paulownias blomster, blade, frugter, rødder og bark kan alle bruges som medicin og har gode terapeutiske virkninger på infektioner i de øvre luftveje, bronkitis, fåresyge og andre sygdomme. Forskning i deres kemiske sammensætning, biologiske og farmakologiske aktiviteter er efterhånden blevet et varmt emne. Tidligere forskning har isoleret over 130 komponenter fra Paulownia-planter og verificeret den biologiske aktivitet af nogle forbindelser. Blandt dem er fem forbindelser, rutin, apigenin, luteolin, ursolsyre og kaempferol, blevet identificeret i blomsterne af Paulownia elongata, som har funktionerne til at sænke blodtrykket, blødgøre blodkar og hæmme tumorcelleproliferation; Methanolekstraktet af paulownia-blomster har en vis terapeutisk effekt på hånd-, fod- og mundsygdom forårsaget af enterovirus EV71. Ethanol-ekstraktet har stærk hæmmende aktivitet mod almindelige fødevarekonserveringsmidler som Aspergillus niger, Aspergillus oryzae og Staphylococcus aureus. Ud over medicinsk brug har paulownia en stærk blomsterduft og er rig på naturlige aromastoffer. Det kan stadig bruges som et rent naturligt tilsætningsstof i fødevarer, drikkevarer og daglige kemiske produkter.
Ressourcerne af paulownia-blomster i vores land er meget rigelige. Sammenlignet med andre væv og organer fra paulownia er de lettere at plukke og har mindre indflydelse på træets ernæringsmæssige vækst efter høst, hvilket gør dem mere værdifulde for forskning og udvikling. Der findes i øjeblikket rapporter om de flygtige komponenter i paulownia-blomster. Zhang et al. identificerede 67 flygtige forbindelser fra Lankao Paulownia, herunder olefiner (41,54%), alkoholer (23,92%) og estere (14,82%); Zheng et al. identificerede 58 forbindelser, herunder anisen (25,83%), 3-octanon (14.08%) og p-metylanisol (12.06%), fra Paulownia tomentosa; Wang et al. brugte dampdestillation til at udtrække den æteriske olie af paulownia-blomster og identificerede dens kemiske sammensætning ved hjælp af GC-MS-teknologi. I alt 69 komponenter blev opnået, hvor hovedkomponenterne var benzylalkohol (13,276%), 1,2,4-trimethoxybenzen (8,342%) og tricosan (3,682%).
Tidligere forskning og forsøgsmaterialer var dog alle enkelte arter af paulownia uden at involvere de vigtigste sorter af paulownia og analysen af forskelle mellem forskellige arter. Udvindingsmetoderne for flygtige komponenter var også inkonsekvente, og der er endnu ikke foretaget en systematisk evaluering af de flygtige komponenter i paulownia-planteblomster. På baggrund af dette valgte denne undersøgelse fem vigtige paulownia-arter, der dyrkes på det samme dyrkningssted, og brugte headspace solid phase microextraction-teknologi (HS-SPME) og gaskromatografi-massespektrometri (GC-MS) kombineret teknologi til at bestemme og systematisk analysere de flygtige komponenter og deres relative indhold i paulownia-blomster, hvilket giver en reference til den nøjagtige evaluering og effektive udnyttelse af flygtige komponenter i forskellige arter af paulownia-blomster.

Headspace solid-phase microextraction-teknologien til udvinding af flygtige stoffer er enkel, hurtig og effektiv med minimalt prøveforbrug og tab af flygtige stoffer og kræver ikke forbehandling med opløsningsmiddelekstraktion. Den er blevet brugt i vid udstrækning i planter som grøntsager, frugt og traditionel kinesisk medicin. I denne undersøgelse blev headspace solid-phase microextraction og gaskromatografi-massespektrometri brugt til at identificere 45 flygtige forbindelser fra fem forskellige typer paulownia-blomster, der hovedsageligt blev plantet i produktionen. Blandt dem blev 24, 17, 27, 23 og 19 flygtige forbindelser identificeret fra henholdsvis hvidblomstret paulownia, Lankao paulownia, catalpa-leaved paulownia, Mao paulownia og naturlige hybrider af hvidblomstret paulownia. Desuden var de naturlige hybridblomster af catalpa-leaved paulownia og white flowered paulownia de første til at udvinde flygtige forbindelser. Dette resultat kan bruges som reference til præcis evaluering og udvikling af forskellige typer paulownia-blomster. Den naturlige hybrid af hvidblomstret paulownia har ingen unikke flygtige stoffer, hvilket kan hænge sammen med dens hybridegenskaber. Li et al. udtrak 8 forbindelser fra hvidblomstrede paulownia-blomster indsamlet i Lanzhou, som ikke havde nogen fælles komponenter med de hvidblomstrede paulownia-blomster fra Sanming City i Fujian-provinsen i dette eksperiment; Zhang et al. brugte tre forskellige ekstraktionsmetoder til at udtrække i alt 10 flygtige forbindelser fra blomsterne af Paulownia grandiflorum. Blandt dem var 2 forbindelser (1-octen-3-ol, p-dimethoxybenzen) i overensstemmelse med resultaterne af denne undersøgelse og havde et højt indhold; Zheng et al. brugte fastfasemikroekstraktion og gaskromatografi-massespektrometri-teknologi til at udtrække 58 forbindelser fra blomsterne af Paulownia-træer, som delte 7 komponenter med Paulownia-træer i dette eksperiment, hovedsageligt inklusive 2 terpener, 2 alkoholer, 2 estere og 1 benzen. Selvom de eksperimentelle materialer, der blev brugt i ovenstående undersøgelse, var den samme type paulownia, var de flygtige stoffer, der blev udvundet, ikke helt de samme. Det formodes, at dette hovedsageligt skyldes forskellige ekstraktionsmetoder og forsøgsbetingelser. Selv om det er den samme type paulownia, tilhører den forskellige sorter og varianter, og indsamlingsstedet er forskelligt.
Fyton, som har en urteagtig og træagtig aroma, er en karakteristisk flygtig komponent i Eucommia ulmoides bladte. Det terpenoide stof, tertiær alkohol fra appelsinblomst, har en blomster- og træaroma, der minder om roser og æbler. Cinnamomum camphora og β-violet keton er vigtige aromakomponenter i osmanthus, og farnesol er også et stof, der bidrager til aromaen i mange aromatiske planter. Ovenstående fem komponenter er vigtige aromatiske stoffer i paulownia-blomster. Det antages, at forskellene i sammensætningen og det relative indhold af flygtige komponenter er hovedårsagerne til forskellene i aroma mellem forskellige arter af paulownia-blomster. Som en af de traditionelle kinesiske plantelægemidler indeholder både "Compendium of Materia Medica" og "Handbook of Chinese Herbal Medicine in Henan" relevante oplysninger om paulownia-blomsten. Den har den virkning, at den fjerner vind og varme, renser leveren og forbedrer synet, renser varmen og afgifter, tørrer fugt og stopper dysenteri. Det bruges hovedsageligt til behandling af øvre luftvejsinfektioner, bronkitis, akut flad ferskenbetændelse, akut konjunktivitis og andre sygdomme. Derudover har paulownia-blomsten stadig antioxidant-, anti-aging-, blodtrykssænkende, anti-cancer- og anti-inflammatoriske effekter. Forskning har vist, at det phenoliske stof eugenol har antibakterielle og hypotensive virkninger og har stærk bakteriedræbende kraft; Terpenoidstoffet linalool har farmakologiske aktiviteter såsom antibakterielle, antiinflammatoriske, smertestillende, beroligende, hypnotiske og antitumorvirkninger; Ud over dets antibakterielle og antiinflammatoriske virkninger bruges citral, et aldehydstof, også ofte som et tilsætningsstof til essens og duft. Det spekuleres i, at eugenol, linalool og citral kan være de vigtige effektive ingredienser i paulownia-blomster til antibakterielle og antiinflammatoriske. Det relative indhold af eugenol er højest i hvidblomstrede paulowniablomster, hvilket er i overensstemmelse med Chu et al.s opfattelse af, at eugenol ophobes mere under varme forhold, og linalool er et unikt stof i hvidblomstrede paulowniablomster. Derfor spekuleres der i, at de antibakterielle og antiinflammatoriske virkninger af hvidblomstrede paulowniablomster kan være mere betydningsfulde. Det fenoliske stof 2,6-di-tert-butyl-p-cresol (også kendt som BHT) er en vigtig antioxidant, der kan bruges i forskellige fødevarer og som stabilisator for syntetisk gummi, polypropylenfibre osv. 1-octen-3-ol, et alkoholstof, bruges ofte som dufttilsætning og myggelokkemiddel og har betydelige giftige og skadelige virkninger på dyrenes nervesystem. Selvom paulownia-blomster har en lang historie med medicinsk brug, og forskellige flygtige komponenter er blevet udvundet fra forskellige typer paulownia-blomster, er den kemiske sammensætning og det relative indhold af forskellige typer paulownia-blomster forskellige, og der er ingen systematisk rapport om de farmakologiske virkninger af forskellige typer paulownia-blomster og deres sammenhæng med kemiske komponenter, hvilket kræver yderligere dybtgående udforskning.