DOI: https://doi.org/10.3389/fpls.2026.1780030
PMID: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/41993733
تاريخ النشر: 2026-04-01
المؤلف: Xiangyang Guo
الموضوع الرئيسي: الزيوت الأساسية والنشاط المضاد للميكروبات
نظرة عامة
تستكشف هذه الدراسة الملفات المتطايرة لزهور الشامباكا البيضاء الطازجة والمجففة (Michelia alba D. C.)، مع تسليط الضوء على التأثير الكبير لحالتها الفيزيائية وطرق الاستخراج على خصائص العطر. باستخدام تقنيات الاستخراج الميكروي في الطور الصلب (SPME) واستخراج الفضاء العلوي (HS) بالتزامن مع الكروماتوغرافيا الغازية-مطيافية الكتلة (GC-MS)، حددت الدراسة ما مجموعه 207 مركب متطاير. أسفرت طريقة HS عن أعلى عدد من المركبات (150) من الزهور المجففة، بينما استخرجت SPME 83 من الزهور المجففة و78 من الزهور الطازجة. ومن الجدير بالذكر أن الزهور المجففة تميزت بوجود مركبات الألكين والكحول، بينما كانت الزهور الطازجة تحتوي على الاسترات والمركبات الحلقية غير المتجانسة. قامت تحليل المكونات الرئيسية (PCA) بتمييز ملفات العطر بين العينات بفعالية، مما كشف عن اختلافات كبيرة.
كما حدد التحليل 15 مركبًا رئيسيًا ذو نشاط رائحة نسبي (rOAV) أكبر من 1، وهو أمر حاسم للعطر العام. كان ميثيل أنثرانيلات (rOAV = 100) هو المساهم الرئيسي في النوتات الفاكهية في العينات الطازجة والمجففة باستخدام SPME، بينما هيمن اللينالول (rOAV = 100) على الرائحة الزهرية في العينات المجففة باستخدام HS. تؤكد هذه النتائج على أهمية كل من الحالة الفيزيائية للزهور وطريقة الاستخراج في تحديد ملفات العطر، مما يوفر إطارًا نظريًا للاستخدام المستهدف للشامباكا البيضاء في صناعات العطور والنكهات. يُوصى بإجراء أبحاث مستقبلية تشمل تقييمات حسية واستكشاف آليات إطلاق المركبات المتطايرة أثناء التجفيف، مما قد يعزز الفهم والتطبيق لهذه الزهرة العطرية في صناعات متنوعة، بما في ذلك الشاي ومستحضرات التجميل والعلاج بالروائح.
مقدمة
تسلط مقدمة ورقة البحث الضوء على الاهتمام المتزايد للمستهلكين بالمنتجات الطبيعية، مع التركيز بشكل خاص على الشامباكا البيضاء (Michelia alba D.C.)، وهي نبات مزهر يُقدّر لجودته الجمالية والعطرية في الصين وجنوب شرق آسيا. لا تعزز هذه الأنواع البيئات الحضرية من خلال تحسين الراحة الحرارية والتخفيف من تأثير جزيرة الحرارة الحضرية فحسب، بل تمتلك أيضًا فوائد بيئية وصيدلانية كبيرة، بما في ذلك خصائص مضادة لحب الشباب، ومضادة للأكسدة، ومضادة للفطريات، ومضادة للبكتيريا، ومضادة للسكري، وخصائص قاتلة لليرقات. تلعب رائحة الشامباكا البيضاء، التي تُعزى بشكل أساسي إلى المركبات المتطايرة مثل اللينالول والكاريوبيلين، دورًا حاسمًا في قيمتها الاقتصادية وتفضيل المستهلك، خاصة في صناعات العطور والشاي.
على الرغم من أهمية الرائحة، فإن الأبحاث الحالية قد ركزت إلى حد كبير على الزيوت الأساسية والاستخراجات، مع وجود دراسات محدودة تفحص الملفات المتطايرة للزهور الطازجة مقابل المجففة. تهدف الدراسة الحالية إلى سد هذه الفجوة من خلال مقارنة منهجية لتراكيب المركبات المتطايرة لزهور الشامباكا البيضاء الطازجة والمجففة باستخدام تقنيات الاستخراج الميكروي في الطور الصلب (SPME) وفضاء الرأس (HS)، تليها تحليل الكروماتوغرافيا الغازية-مطيافية الكتلة (GC-MS). ستقوم الدراسة بتحديد كيفية تأثير التجفيف على التركيب الكيميائي والوفرة النسبية للمركبات المتطايرة، وتحديد المركبات الرئيسية، وتقييم فعالية تقنيات الاستخراج المختلفة. يسعى هذا العمل إلى توفير أساس نظري للمعالجة الصناعية وتطبيق زهور الشامباكا البيضاء، مما يعزز قيمتها في قطاعات متنوعة.
طرق
في هذه الدراسة، تم جمع زهور الشامباكا البيضاء الطازجة (Michelia alba D.C.) في مايو 2019 من مدينة جوانغدي، مقاطعة آنهوي، الصين. تضمنت المنهجية نهجين رئيسيين: تم تحليل جزء من عينات الزهور الطازجة مباشرةً للمركبات المتطايرة، بينما خضعت العينات المتبقية للتجفيف بالتجميد باستخدام مجفف تجميد مارتن كريست (نموذج ALPHA 1-4 LD plus). تم تفصيل البروتوكولات الشاملة لكل من جمع العينات وعملية التجفيف بالتجميد في قسم الطرق التكميلية من الورقة.
نتائج
في هذه الدراسة، كشفت تحليل شامل للملفات المتطايرة لزهور الشامباكا البيضاء الطازجة والمجففة عن ما مجموعه 207 مكون متطاير محدد، مع 31 مركب متطاير مشترك عبر ثلاث طرق أخذ عينات: الاستخراج الميكروي في الطور الصلب للزهور الطازجة (FF-SPME)، والاستخراج الميكروي في الطور الصلب للزهور المجففة (DF-SPME)، واستخراج الفضاء العلوي للزهور المجففة (DF-HS). من الجدير بالذكر أن الزهور المجففة أظهرت تنوعًا أكبر وكمية إجمالية من المركبات المتطايرة مقارنة بالزهور الطازجة، خاصة مع إظهار DF-HS لمجموعات إجمالية أعلى بكثير من كل من FF-SPME وDF-SPME. شملت المركبات المتطايرة المحددة فئات كيميائية متنوعة مثل الألكينات، والكحوليات، والكيتونات، والألدهيدات، والاسترات، والمركبات الحلقية غير المتجانسة، والهيدروكربونات، والعطرية.
أشار التحليل إلى أن مركبات الألكين كانت الأكثر انتشارًا، مع 31 و34 و60 مركبًا محددًا في FF-SPME وDF-SPME وDF-HS على التوالي. تميزت الزهور المجففة بوفرة أعلى من الألدهيدات والعطرية والمركبات الحلقية غير المتجانسة، بينما احتوت الزهور الطازجة على أعلى عدد من مركبات الهيدروكربون. ومن الجدير بالذكر أن الكيتونات كانت غائبة في FF-SPME لكنها وصلت إلى حد أقصى من ثمانية مركبات في DF-HS. اختلفت نسب فئات المركبات المتطايرة بشكل كبير بين العينات، حيث أظهرت الزهور المجففة هيمنة على مركبات الألكين والكحول، والتي شكلت أكثر من 57.0% و84.0% من إجمالي المركبات المتطايرة في DF-SPME وDF-HS على التوالي. في المقابل، تميزت الزهور الطازجة بنسب أعلى من المركبات الحلقية غير المتجانسة (44.51%)، والاسترات (27.67%)، والهيدروكربونات (5.34%)، بينما كانت لديها نسب أقل من الألكينات والكحوليات والألدهيدات والعطرية.
مناقشة
في هذه الدراسة، تم تحليل الملفات المتطايرة لزهور الشامباكا البيضاء الطازجة والمجففة باستخدام تقنيات الاستخراج الميكروي في الطور الصلب (SPME) وفضاء الرأس (HS)، تليها الكروماتوغرافيا الغازية-مطيافية الكتلة (GC-MS). أشارت النتائج إلى وجود اختلافات كبيرة في التركيب المتطاير بين الزهور الطازجة والمجففة، مع تحديد ما مجموعه 78 مركب متطاير في الزهور الطازجة و150 في الزهور المجففة. ومن الجدير بالذكر أن الإندول كان المركب الأكثر وفرة في الزهور الطازجة، بينما هيمن اللينالول على العينات المجففة، مما يؤكد مكانته كمركب عطر رئيسي. كما سلطت الدراسة الضوء على تأثير طرق الاستخراج على الملفات المتطايرة، حيث كشفت PCA عن تجمعات متميزة بين العينات، مما يشير إلى تغييرات منهجية في تركيب العطر بسبب التجفيف وتقنيات الاستخراج.
حدد تحليل قيمة نشاط الرائحة النسبي (rOAV) 15 مركبًا رئيسيًا يساهم في العطر العام، حيث كان ميثيل أنثرانيلات هو المساهم الرئيسي في النوتات الفاكهية في الزهور الطازجة والمجففة باستخدام SPME، وبرز اللينالول كالرائحة الزهرية السائدة في الزهور المجففة، خاصة في مستخلصات HS. بينما توفر حسابات rOAV رؤى حول المركبات الرئيسية المحتملة، تؤكد الدراسة على الحاجة إلى تقييم حسي للتحقق من الخصائص العطرية المدركة واستكشاف الآليات البيوكيميائية وراء إطلاق المركبات المتطايرة أثناء التجفيف. تقدم هذه النتائج أساسًا قيمًا لتحسين استخدام زهور الشامباكا البيضاء في صناعات متنوعة، بما في ذلك الشاي ومستحضرات التجميل والعلاج بالروائح.
DOI: https://doi.org/10.3389/fpls.2026.1780030
PMID: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/41993733
Publication Date: 2026-04-01
Author(s): Xiangyang Guo
Primary Topic: Essential Oils and Antimicrobial Activity
Overview
This study investigates the volatile profiles of fresh and dried white champaca (Michelia alba D. C.) flowers, highlighting the significant impact of their physical state and extraction methods on aroma characteristics. Utilizing solid-phase microextraction (SPME) and headspace (HS) extraction techniques in conjunction with gas chromatography-mass spectrometry (GC-MS), the research identified a total of 207 volatile compounds. The HS method yielded the highest number of compounds (150) from dried flowers, while SPME extracted 83 from dried and 78 from fresh flowers. Notably, dried flowers were characterized by a predominance of alkene and alcohol compounds, whereas fresh flowers featured esters and heterocyclic compounds. Principal component analysis (PCA) effectively distinguished the aroma profiles among the samples, revealing significant differences.
The analysis further identified 15 key odorants with relative odor activity values (rOAV) greater than 1, crucial for the overall aroma. Methyl anthranilate (rOAV = 100) was the primary contributor to fruity notes in fresh and SPME-dried samples, while linalool (rOAV = 100) dominated the floral scent in HS-dried samples. These findings underscore the importance of both the flower’s physical state and the extraction method in determining aroma profiles, providing a theoretical framework for the targeted use of white champaca in the fragrance and flavor industries. Future research is recommended to include sensory evaluations and explore the mechanisms of volatile release during drying, which could enhance the understanding and application of this aromatic flower in various industries, including tea, cosmetics, and aromatherapy.
Introduction
The introduction of the research paper highlights the growing consumer interest in natural products, particularly focusing on white champaca (Michelia alba D.C.), a flowering plant valued for its aesthetic and aromatic qualities in China and Southeast Asia. This species not only enhances urban environments by improving thermal comfort and mitigating the urban heat island effect but also possesses significant ecological and pharmacological benefits, including anti-acne, antioxidant, antifungal, antibacterial, antidiabetic, and larvicidal properties. The aroma of white champaca, primarily attributed to volatile compounds like linalool and caryophyllene, plays a crucial role in its economic value and consumer preference, especially in the fragrance and tea industries.
Despite the importance of aroma, existing research has largely concentrated on essential oils and extracts, with limited studies examining the volatile profiles of fresh versus dried flowers. The current study aims to fill this gap by systematically comparing the volatile compositions of fresh and dried white champaca flowers using solid-phase microextraction (SPME) and headspace (HS) extraction methods, followed by gas chromatography-mass spectrometry (GC-MS) analysis. The research will quantify how drying affects the chemical composition and relative abundance of volatile compounds, identify key odorants, and evaluate the effectiveness of different extraction techniques. This work seeks to provide a theoretical foundation for the industrial processing and application of white champaca flowers, thereby enhancing their value in various sectors.
Methods
In this study, fresh flowers of white champaca (Michelia alba D.C.) were collected in May 2019 from Guangde City, Anhui province, China. The methodology involved two primary approaches: a portion of the fresh flower samples was analyzed directly for volatile compounds, while the remaining samples underwent freeze-drying using a Martin Christ Freeze Dryer (model ALPHA 1-4 LD plus). Comprehensive protocols for both sample collection and the freeze-drying process are detailed in the Supplementary Methods section of the paper.
Results
In this study, a comprehensive analysis of the volatile profiles of fresh and dried white champaca flowers revealed a total of 207 identified volatile components, with 31 volatiles common across three sampling methods: fresh flower solid-phase microextraction (FF-SPME), dried flower solid-phase microextraction (DF-SPME), and dried flower headspace (DF-HS). Notably, dried flowers exhibited a greater diversity and total quantity of volatiles compared to fresh flowers, particularly with DF-HS showing significantly higher total amounts than both FF-SPME and DF-SPME. The identified volatiles included various chemical classes such as alkenes, alcohols, ketones, aldehydes, esters, heterocyclics, hydrocarbons, and aromatics.
The analysis indicated that alkene compounds were the most prevalent, with 31, 34, and 60 identified in FF-SPME, DF-SPME, and DF-HS, respectively. Dried flowers were characterized by a higher abundance of aldehydes, aromatics, and heterocyclic compounds, while fresh flowers contained the highest number of hydrocarbon compounds. Notably, ketones were absent in FF-SPME but reached a maximum of eight compounds in DF-HS. The proportions of volatile categories varied significantly among the samples, with dried flowers showing a dominance of alkene and alcohol compounds, which constituted over 57.0% and 84.0% of the total volatiles in DF-SPME and DF-HS, respectively. In contrast, fresh flowers were characterized by higher proportions of heterocyclics (44.51%), esters (27.67%), and hydrocarbons (5.34%), while having lower proportions of alkenes, alcohols, aldehydes, and aromatics.
Discussion
In this study, the volatile profiles of fresh and dried white champaca flowers were analyzed using solid-phase microextraction (SPME) and headspace (HS) methods, followed by gas chromatography-mass spectrometry (GC-MS). The results indicated significant differences in the volatile composition between fresh and dried flowers, with a total of 78 volatiles identified in fresh flowers and 150 in dried flowers. Notably, indole was the most abundant compound in fresh flowers, while linalool dominated the dried samples, confirming its status as a key aromatic compound. The study also highlighted the influence of extraction methods on volatile profiles, with PCA revealing distinct clustering among the samples, indicating systematic changes in aroma composition due to drying and extraction techniques.
The relative odor activity value (rOAV) analysis identified 15 key odorants contributing to the overall aroma, with methyl anthranilate being the primary contributor to fruity notes in fresh and SPME-dried flowers, and linalool emerging as the dominant floral scent in dried flowers, particularly in HS extracts. While the rOAV calculations provide insights into potential key odorants, the study emphasizes the need for sensory evaluation to validate perceived aroma qualities and explore the biochemical mechanisms behind volatile release during drying. These findings offer a valuable foundation for optimizing the use of white champaca flowers in various industries, including tea, cosmetics, and aromatherapy.