Определение летучих компонентов в цветках различных видов павловнии с помощью комбинированной технологии HS-SPME и ГХ-МС
Paulownia - это собирательный термин для растений семейства Scrophulariaceae, принадлежащих к роду Paulownia. В настоящее время насчитывается 11 видов, 2 разновидности и 6 форм, которые в естественных условиях распространены в 24 провинциях, муниципалитетах и автономных районах. Как важная быстрорастущая древесная порода родом из Китая, ее выращивание и использование имеет очень долгую историю. Основные методы выращивания включают быстрорастущие и высокопродуктивные леса, защитные леса на сельскохозяйственных землях, посадки деревьев со всех сторон и озеленение. Благодаря хорошо развитой корневой системе, устойчивости к бесплодию и высокой адаптивности павловния может адсорбировать тяжелые металлы в своих листьях, стеблях и корнях. Поэтому она привлекает внимание и в таких областях экологической инженерии, как экологическое восстановление и лесовосстановление на сложных участках. Цветы, листья, плоды, корни и кора павловнии могут использоваться в качестве лекарственного средства и оказывают хорошее терапевтическое воздействие при инфекциях верхних дыхательных путей, бронхите, свинке и других заболеваниях. Изучение их химического состава, биологической и фармакологической активности постепенно становится актуальной темой. В ходе предыдущих исследований из растений павловнии было выделено более 130 компонентов и подтверждена биологическая активность некоторых соединений. Среди них пять соединений - рутин, апигенин, лютеолин, урсоловая кислота и каэмпферол - были обнаружены в цветках Paulownia elongata, которые обладают функциями снижения кровяного давления, смягчения кровеносных сосудов и ингибирования пролиферации опухолевых клеток; метанольный экстракт цветков паулонии оказывает определенное терапевтическое действие на болезнь рук, ног и рта, вызванную энтеровирусом EV71. Этанольный экстракт обладает сильной ингибирующей активностью против распространенных пищевых консервантов, таких как Aspergillus niger, Aspergillus oryzae и Staphylococcus aureus. Помимо лекарственного применения, павловния обладает сильным цветочным ароматом и богата натуральными ароматическими веществами. Ее можно использовать как чистую натуральную добавку в продуктах питания, напитках и товарах повседневной химии.
Ресурсы цветков павловнии в нашей стране очень богаты. По сравнению с другими тканями и органами павловнии, они легче собираются и оказывают меньшее влияние на питательный рост дерева после сбора, что делает их более ценными для исследований и разработок. В настоящее время имеются сообщения о летучих компонентах цветков павловнии. Чжан и др. идентифицировали 67 летучих соединений из паулонии Ланкао, включая олефины (41,54%), спирты (23,92%) и эфиры (14,82%); Чжэн и др. идентифицировали 58 соединений, включая анисен (25,83%), 3-октанон (14.Wang et al. использовали паровую дистилляцию для извлечения эфирного масла цветков павловнии и определили его химический состав с помощью технологии ГХ-МС. Всего было получено 69 компонентов, основными из которых являются бензиловый спирт (13,276%), 1,2,4-триметоксибензол (8,342%) и трикозан (3,682%).
Однако все предыдущие исследования и экспериментальные материалы относились к одному виду павловнии, без привлечения основных сортов павловнии и анализа различий между разными видами. Методы экстракции летучих компонентов также были непоследовательными, и систематическая оценка летучих компонентов цветков павловнии еще не проводилась. Исходя из этого, в данном исследовании были отобраны пять основных видов павловнии, выращиваемых на одном и том же участке культивирования, и использована технология твердофазной микроэкстракции в головном пространстве (HS-SPME) и комбинированная технология газовой хроматографии-масс-спектрометрии (ГХ-МС) для определения и систематического анализа летучих компонентов и их относительного содержания в цветках павловнии, что послужит основой для точной оценки и эффективного использования летучих компонентов в различных видах цветков павловнии.

Технология твердофазной микроэкстракции головного пространства для извлечения летучих веществ проста, быстра, эффективна, с минимальным расходом образца и потерей летучих веществ, и не требует предварительной обработки экстракцией растворителями. Она широко используется в таких растениях, как овощи, фрукты и традиционная китайская медицина. В данном исследовании твердофазная микроэкстракция и газовая хромато-масс-спектрометрия были использованы для идентификации 45 летучих соединений из пяти различных видов цветков павловнии, в основном выращиваемых в производстве. Среди них 24, 17, 27, 23 и 19 летучих соединений были идентифицированы из цветков паулонии белоцветковой, паулонии Ланкао, паулонии катальпы, паулонии Мао и природных гибридов паулонии белоцветковой, соответственно. Более того, из цветков природных гибридов катальпы левидной и паулонии белоцветковой впервые были выделены летучие соединения. Этот результат может послужить основой для точной оценки и развития различных видов цветков павловнии. Природный гибрид белоцветковой павловнии не имеет уникальных летучих веществ, что может быть связано с его гибридными свойствами. Ли и др. извлекли 8 соединений из цветков белоцветковой павловнии, собранных в Ланьчжоу, которые не имели общих компонентов с цветками белоцветковой павловнии, взятыми для данного эксперимента из города Санмин, провинция Фуцзянь; Чжан и др. использовали три различных метода экстракции для извлечения в общей сложности 10 летучих соединений из цветков Paulownia grandiflorum. Среди них 2 соединения (1-октен-3-ол, п-диметоксибензол) соответствовали результатам данного исследования и имели высокое содержание; Zheng et al. использовали твердофазную микроэкстракцию и технологию газовой хроматографии-масс-спектрометрии для извлечения 58 соединений из цветков Paulownia trees, которые имели 7 общих компонентов с Paulownia trees в данном эксперименте, в основном включая 2 терпена, 2 спирта, 2 эфира и 1 бензол. Хотя экспериментальные материалы, использованные в вышеупомянутом исследовании, были одного и того же вида павлонии, извлеченные летучие вещества были не совсем одинаковыми. Предполагается, что это связано с различными методами экстракции и условиями эксперимента. Хотя это один и тот же вид павловнии, он относится к разным сортам и вариантам, а место сбора отличается.
Фитон, обладающий травяным и древесным ароматом, является характерным летучим компонентом кирпичного чая из листьев Eucommia ulmoides. Терпеноидное вещество, третичный спирт цветка апельсина, обладает цветочно-древесным ароматом, напоминающим розы и яблоки. Cinnamomum camphora и β-фиалковый кетон являются важными компонентами аромата османтуса, а фарнезол также вносит свой вклад в аромат многих ароматических растений. Перечисленные выше пять компонентов являются важными ароматическими веществами цветков павловнии. Предполагается, что различия в составе и относительном содержании летучих компонентов являются основными причинами различий в аромате между разными видами цветков павловнии. Как одно из традиционных китайских травяных лекарств, "Компендиум медицинской техники" и "Справочник по китайской травяной медицине в Хэнани" содержат соответствующую информацию о цветках павловнии. Он обладает такими свойствами, как рассеивание ветра и жара, очищение печени и улучшение зрения, очищение от жара и детоксикация, высушивание сырости и прекращение дизентерии. В основном его используют для лечения инфекций верхних дыхательных путей, бронхита, острого плоского воспаления персика, острого конъюнктивита и других заболеваний. Кроме того, цветки павловнии обладают антиоксидантным, антивозрастным, понижающим кровяное давление, противораковым и противовоспалительным действием. Исследования показали, что фенольное вещество эвгенол оказывает антибактериальное и гипотензивное действие, а также обладает сильной бактерицидной силой; терпеноидное вещество линалоол обладает фармакологической активностью, такой как антибактериальное, противовоспалительное, обезболивающее, седативное, гипнотическое и противоопухолевое действие; цитраль, альдегидное вещество, помимо антибактериального и противовоспалительного действия, также часто используется в качестве добавки к эссенции и аромату. Предполагается, что эвгенол, линалоол и цитраль могут быть важными эффективными ингредиентами цветков павловнии для антибактериального и противовоспалительного действия. Относительное содержание эвгенола выше всего в белых цветках павловнии, что согласуется с мнением Чу и др. о том, что эвгенол накапливается в теплых условиях, а линалоол является уникальным веществом в белых цветках павловнии. Поэтому можно предположить, что антибактериальное и противовоспалительное действие цветков павловнии белоцветковой может быть более значительным. Фенольное вещество 2,6-ди-терт-бутил-п-крезол (также известный как BHT) является важным антиоксидантом, который может использоваться в различных продуктах питания и в качестве стабилизатора для синтетического каучука, полипропиленовых волокон и т.д. 1-октен-3-ол, спиртовое вещество, часто используется в качестве ароматической добавки и аттрактанта комаров, оказывает значительное токсическое и повреждающее действие на нервную систему животных. Хотя цветки павловнии имеют давнюю историю использования в медицине, и различные летучие компоненты были извлечены из различных видов цветков павловнии, химический состав и относительное содержание различных видов цветков павловнии отличаются, и нет систематического отчета о фармакологических эффектах различных видов цветков павловнии и их корреляции с химическими компонентами, что требует дальнейшего углубленного изучения.