肉桂精油對(duì)小鼠肝腸組織抗氧化能力以及腸道菌群結(jié)構(gòu)的調(diào)節(jié)作用

肖 瀛，許豪杰，楊昌銘，宋曉秋，周小理

（上海應(yīng)用技術(shù)大學(xué)香料香精技術(shù)與工程學(xué)院，上海 201418）

肉桂又稱玉桂，是樟科樟屬植物，原產(chǎn)中國，早在春秋時(shí)期肉桂就被作為食用香辛料使用[1]，15世紀(jì)時(shí)肉桂更作為重要香辛料存在于世界貿(mào)易中，是烘焙食品、肉制品與飲料中最主要的香料之一[2]。肉桂精油作為肉桂的主要提取物，在食品添加劑、調(diào)香、醫(yī)藥等領(lǐng)域具有不可替代的優(yōu)勢(shì)[3]，僅美國可口可樂公司每年就需400 t肉桂精油[4]。

越來越多的證據(jù)表明，膳食結(jié)構(gòu)是影響整個(gè)腸道菌群組成最重要的因素[5]，人類腸道微生物群通過產(chǎn)生非人類基因組編碼的酶，提高機(jī)體肝臟和腸道黏膜酶的活性[6]，對(duì)關(guān)鍵膳食成分的分解、吸收和代謝作出重要貢獻(xiàn)；因此腸道微生物與人體免疫調(diào)節(jié)緊密關(guān)聯(lián)，對(duì)于維持人體健康具有重要影響[7]。肉桂精油中富含肉桂醛及其他芳香化合物[8]，具有體外抑菌（李斯特菌、金黃色葡萄球菌、大腸桿菌、沙門氏菌等食源性微生物）和抗氧化等活性[9-10]。然而，肉桂精油的日常膳食攝入對(duì)于腸道菌群的影響鮮有報(bào)道。

本研究采用二代測(cè)序Illumina MiSeq技術(shù)，通過使小鼠攝入不同劑量的肉桂精油，探究肉桂精油對(duì)于小鼠肝組織酶活性，肝、十二指腸、結(jié)腸組織機(jī)體抗氧化能力及腸道菌群構(gòu)成的調(diào)節(jié)作用，評(píng)價(jià)肉桂精油的攝入對(duì)于機(jī)體健康的潛在影響。

1 材料與方法

1.1 動(dòng)物、材料與試劑

SPF級(jí)C57BL/6健康雄性小鼠24 只，體質(zhì)量（18±2）g，8 周齡，購自上海靈暢生物科技有限公司。實(shí)驗(yàn)動(dòng)物生產(chǎn)許可證號(hào)：SCXK（滬）2018-0003；動(dòng)物處理及飼養(yǎng)條件遵照動(dòng)物福利的相關(guān)規(guī)定及《中華人民共和國實(shí)驗(yàn)動(dòng)物管理?xiàng)l例》和《實(shí)驗(yàn)動(dòng)物質(zhì)量管理辦法》實(shí)施。實(shí)驗(yàn)飼料為美國AIN-93G標(biāo)準(zhǔn)飼料，購于南通特洛菲飼料科技有限公司；實(shí)驗(yàn)所用墊料、飼料經(jīng)過輻照殺菌處理，飲用水經(jīng)高壓滅菌處理，符合SPF級(jí)動(dòng)物使用標(biāo)準(zhǔn)。

肉桂精油（純度99%） 西安綠天生物科技有限公司；經(jīng)氣相色譜-質(zhì)譜（gas chromatography-mass spectrometry，GC-MS）鑒定為肉桂醛質(zhì)量分?jǐn)?shù)58.3%、乙酸肉桂酯質(zhì)量分?jǐn)?shù)10.5%、丁香酚質(zhì)量分?jǐn)?shù)2.3%。

吐溫-80 上海泰坦科技股份有限公司；肝素鈉、無水硫酸鈉、無水乙醚、氯化鈉、濃硫酸、乙酸、丙酸、丁酸 國藥集團(tuán)化學(xué)試劑（上海）有限公司；天門冬氨酸氨基轉(zhuǎn)移酶（aspartate aminotransferase，AST）、丙氨酸氨基轉(zhuǎn)移酶（alanine aminotransferase，ALT）、總膽汁酸（total bile acid，TBA）、總抗氧化能力（total antioxidant capacity，T-AOC）、總超氧化物歧化酶（total superoxide dismutase，T-SOD）、過氧化氫酶（catalase，CAT）、丙二醛（malondialdehyde，MDA）檢測(cè)試劑盒南京建成生物工程研究所有限公司；糞便DNA快速純化試劑盒（QIAamp DNA Stool Mini Kit） 德國Qiagen公司；熒光定量試劑SYBR Premix ExTaq、DNA純化試劑盒、D2000 DNA Marker 天根生化科技（北京）有限公司。

1.2 儀器與設(shè)備

BIOBASE-EL10A酶標(biāo)儀 山東博科生物產(chǎn)業(yè)有限公司；XMTD-204數(shù)顯式電熱恒溫水浴鍋 天津市歐諾儀器有限公司；XW-80型混合器 江蘇海門其林貝爾儀器有限公司；K280R冷凍離心機(jī) 英國森特恩公司；TQ8040 GC-MS儀 日本島津公司；Miseq PE300高通量測(cè)序平臺(tái) 美國Illumina公司；TGL-16M臺(tái)式高速冷凍離心機(jī) 湖南湘儀實(shí)驗(yàn)室儀器開發(fā)有限公司。

1.3 方法

1.3.1 動(dòng)物分組及處理

8 周齡小鼠在SPF級(jí)動(dòng)物房內(nèi)，溫度20～25 ℃、相對(duì)濕度50%～55%，給予12 h光照/12 h黑暗交替條件，自由飲食、飲水適應(yīng)1 周。然后隨機(jī)分為對(duì)照（CON）組、肉桂精油低劑量（CIN-L）組、肉桂精油高劑量（CIN-H）組。每組2 籠，每籠8 只。

使用體積分?jǐn)?shù)0.5%吐溫-80作為乳化劑混合肉桂精油，CIN-L、CIN-H組小鼠分別灌胃100、300 mg/（kg·d），連續(xù)灌胃4 周，對(duì)照組每天灌胃等體積0.5%吐溫-80，灌胃體積0.2 mL/只。所有小鼠均處于適宜生存環(huán)境中，自由進(jìn)食、飲水。

1.3.2 體質(zhì)量測(cè)定

小鼠自適應(yīng)期開始至灌胃結(jié)束，每天灌胃前觀察小鼠狀態(tài)，每周固定時(shí)間稱取并記錄小鼠體質(zhì)量。

1.3.3 血漿AST、ALT活力和TBA濃度測(cè)定

灌胃結(jié)束后，小鼠禁食禁水12 h，次日早晨，稱體質(zhì)量后用無水乙醚麻醉，眼球取血，放入預(yù)先準(zhǔn)備好經(jīng)0.1 g/100 mL肝素鈉溶液預(yù)處理的1.5 mL無菌離心管中，3 000 r/min離心15 min，取上清液于1.5 mL離心管中，-80 ℃冰箱保存，待測(cè)。按照試劑盒說明書相關(guān)操作進(jìn)行血漿AST、ALT活力和TBA濃度測(cè)定， AST、ALT活力以每毫克蛋白質(zhì)量計(jì)。

1.3.4 十二指腸、結(jié)腸、肝組織抗氧化能力及臟器指數(shù)的測(cè)定

眼球取血完畢后，小鼠頸椎脫臼處死，解剖，取心、肝、脾、腎、結(jié)腸、十二指腸6 個(gè)臟器和腹脂，稱質(zhì)量。每只小鼠取相同位置肝、十二指腸和結(jié)腸組織0.1 g，放入勻漿器中，加入9 倍體積的生理鹽水，于冰浴條件下勻漿，制成10 g/100 mL的組織勻漿液。將組織勻漿液于4 ℃、3 500 r/min下離心10 min，取上清液，-80 ℃保存，用于抗氧化能力測(cè)定。按照試劑盒說明書操作步驟測(cè)定小鼠肝、十二指腸、結(jié)腸組織T-AOC，T-SOD、CAT活力和MDA含量，均以蛋白質(zhì)量計(jì)。臟器和腹脂指數(shù)均按下式計(jì)算。

1.3.5 腸道菌群樣本收集

灌胃第4周開始，每日9∶00將小鼠按組轉(zhuǎn)移到干凈的鋪有無菌濾紙的空鼠籠中，待小鼠排便后立即收集糞便樣本裝入滅菌的5 mL運(yùn)輸管中，每只小鼠每日收集1 次，每次收集約0.2 g，收集好的糞便樣本于-80 ℃冰箱凍存，連續(xù)收集3 d。

1.3.6 糞便中DNA提取與菌群測(cè)序

按照試劑盒說明書對(duì)24 管小鼠糞便樣品提取DNA，將DNA樣品寄送至上海美吉生物醫(yī)藥科技有限公司，按照V3～V4區(qū)域設(shè)計(jì)引物聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)擴(kuò)增序列。引物序列為338F：5’-ACTCCTACGGGAGGCAGCAG-3’；806R：5’-GGACTACHVGGGTWTCTAAT-3’。采用Illumina MiSeq PE300平臺(tái)對(duì)小鼠糞便腸道菌群進(jìn)行高通量測(cè)序，獲得16S rDNA數(shù)據(jù)。

1.3.7 糞便中SCFAs的測(cè)定

取0.1 g糞便置于2 mL離心管中，加入500 μL飽和NaCl溶液，在冰浴條件下用粉碎機(jī)打碎均質(zhì)至無明顯塊狀，加入20 μL體積分?jǐn)?shù)10% H2SO4進(jìn)行酸化，漩渦振蕩混勻，于通風(fēng)櫥中加入500 μL無水乙醚萃取短鏈脂肪酸（short chain fatty acids，SCFAs），振蕩混勻后14 000 r/min離心15 min，取上清液置于裝有0.25 g無水硫酸鈉的2 mL離心管中，再以同樣條件離心，取上清液于氣相瓶中待測(cè)。

GC-MS條件：Rtx?-WAX色譜柱（30 m×0.25 mm，0.25 μm）；進(jìn)樣口溫度250 ℃；柱溫100 ℃；離子源溫度220 ℃；接口溫度250 ℃；升溫程序：100 ℃以7.5 ℃/min的速率升溫至140 ℃，保持4 min，再以60 ℃/min升溫至200 ℃；樣品進(jìn)樣量1 μL；載氣He；分流比10∶1；流速2 mL/min；溶劑延遲1.5 min；Q3 Scan方式采集1.5～9.5 min，質(zhì)量掃描范圍m/z20.0～300.0。

將檢測(cè)到的質(zhì)譜信息與標(biāo)準(zhǔn)譜圖對(duì)照，結(jié)合檢索數(shù)據(jù)庫及各物質(zhì)碎片離子m/z進(jìn)行SCFAs定性分析。采用外標(biāo)法定量，繪制乙酸、丙酸、丁酸標(biāo)準(zhǔn)工作曲線，根據(jù)峰面積計(jì)算糞便中SCFAs含量。

1.4 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析

體質(zhì)量、臟器指數(shù)、酶活性、抗氧化指標(biāo)、SCFAs含量結(jié)果以平均值±標(biāo)準(zhǔn)差表示，采用SPSS 22.0軟件用Duncan’s方法進(jìn)行單因素方差分析，P＜0.05表示有顯著性差異。腸道菌群原始數(shù)據(jù)通過Usearch平臺(tái)進(jìn)行優(yōu)化處理，按照97%相似性對(duì)不含單序列的非重復(fù)序列進(jìn)行操作分類單元（operational taxonomic unit，OTU）聚類，并采用RDP classifier貝葉斯算法進(jìn)行分類學(xué)分析。使用美吉生物云平臺(tái)（www.majorbio.com）在OTU分類基礎(chǔ)上進(jìn)行多樣性分析并采用Student’st檢驗(yàn)進(jìn)行組間差異顯著性分析，對(duì)多樣本群落組成進(jìn)行可視化分析，使用Wilcoxon秩和檢驗(yàn)分析方法進(jìn)行組間差異顯著性檢驗(yàn)。

2 結(jié)果與分析

2.1 肉桂精油對(duì)小鼠體質(zhì)量和臟器指數(shù)的影響

表1 肉桂精油對(duì)小鼠體質(zhì)量和臟器指數(shù)的影響Table 1 Effect of cinnamon oil on body mass and visceral organ indexes of mice

本實(shí)驗(yàn)灌胃期間各組小鼠飲食、飲水正常，3 組小鼠的體質(zhì)量與臟器指數(shù)變化如表1所示。CIN-L、CIN-H組與CON組相比，小鼠體質(zhì)量略有降低，但無顯著性差異（P＞0.05）。與CON組相比，CIN-L、CIN-H組小鼠的心、肝、脾、腎、結(jié)腸、十二指腸的臟器指數(shù)均無顯著性變化（P＞0.05），腹脂指數(shù)顯著降低（P＜0.05）。

2.2 肉桂精油對(duì)小鼠肝臟代謝相關(guān)酶活力的影響

表2 肉桂精油對(duì)小鼠血漿肝臟代謝相關(guān)酶活力的影響Table 2 Effect of cinnamon oil on liver metabolism-related enzyme activities in mice

AST、ALT為催化體內(nèi)蛋白質(zhì)氨基酸轉(zhuǎn)化的酶，在肝臟中含量豐富，AST、ALT活力是肝臟代謝的重要指標(biāo)，TBA是膽固醇在肝臟分解及腸-肝循環(huán)中的代謝產(chǎn)物，與膽固醇的吸收、代謝及調(diào)節(jié)關(guān)系密切。由表2可知，CON、CIN-L、CIN-H組間小鼠血漿AST活力、TBA濃度均無顯著差異（P＞0.05），而攝入肉桂精油后，與CON組相比，CIN-L、CIN-H組小鼠血漿ALT活力顯著提高（P＜0.05）。

2.3 肉桂精油對(duì)小鼠十二指腸、結(jié)腸、肝組織抗氧化水平的影響

表3 肉桂精油對(duì)小鼠十二指腸抗氧化指標(biāo)水平的影響Table 3 Effect of cinnamon oil on antioxidant capacity in duodenum of mice

表4 肉桂精油對(duì)小鼠結(jié)腸抗氧化水平的影響Table 4 Effect of cinnamon oil on antioxidant capacity in colon of mice

表5 肉桂精油對(duì)小鼠肝臟抗氧化水平的影響Table 5 Effect of cinnamon oil on antioxidant capacity in liver of mice

由表3可知，攝入肉桂精油后，在小鼠十二指腸中，與CON組相比，CIN-L、CIN-H組抗氧化活性指標(biāo)整體上呈現(xiàn)不同程度的下降，其中T-AOC、MDA含量顯著降低（P＜0.05）；這可能是由于肉桂精油的抗氧化代償作用導(dǎo)致抗氧化酶活力整體下降，同時(shí)導(dǎo)致氧化損傷指標(biāo)MDA含量也降低。由表4可知，攝入肉桂精油后，與CON組相比，CIN-L、CIN-H組小鼠結(jié)腸中T-SOD活力、T-AOC、MDA含量有所提高，但變化不顯著，CIN-H組CAT活力顯著提高（P＜0.05）。由表5可知，攝入肉桂精油后，與CON組相比，CIN-L、CIN-H組小鼠肝組織內(nèi)CAT、T-SOD活力均顯著降低（P＜0.05），CIN-L組T-AOC降低但變化不顯著，CIN-H組T-AOC顯著降低（P＜0.05），MDA含量隨著肉桂精油攝入量的增加而增加，但變化不顯著（P＞0.05）。以上結(jié)果表明，肉桂精油對(duì)小鼠肝臟抗氧化活性有一定抑制作用，但對(duì)小鼠腸道氧化應(yīng)激水平有著調(diào)控作用。

2.4 肉桂精油對(duì)小鼠腸道菌群多樣性的影響

圖1 攝入肉桂精油后小鼠腸道菌群多樣性的變化Fig.1 Effect of cinnamon oil on intestinal floral diversity in mice

圖2 不同組小鼠腸道菌群OTUs水平主坐標(biāo)分析Fig.2 Principal coordinate analysis of operational taxonomic units(OTUs) of intestinal flora in mice from different groups

本研究采集3 組小鼠共24 份腸道菌群樣本，經(jīng)過OTU聚類后，共獲得207 個(gè)OTU，均歸屬于同1 個(gè)域、界，但來自于7 門、13 綱、17 目、32 科、70 屬、106 個(gè)物種。由圖1A可知，對(duì)3 組小鼠腸道菌群OTU水平進(jìn)行分析，繪制的Rank-Abundance曲線長且平滑程度高，表明樣本的物種豐富度高，且分布均勻。通過Venn圖[11]比較CON組與CIN-L、CIN-H組小鼠腸道菌群的物種組成情況和相似度，由圖1B可知，3 組小鼠腸道菌群共有OTUs數(shù)為152，CON組獨(dú)有OTUs數(shù)為9，CIN-L、CIN-H組的獨(dú)有OTUs數(shù)分別為4和14，CIN-H組獨(dú)有OTUs數(shù)高于CIN-L和CON組。對(duì)3 組小鼠腸道菌群OTU進(jìn)行多樣性分析，由圖1C、D可知，CON組Sobs指數(shù)顯著高于CIN-L、CIN-H組（P＜0.05），說明肉桂精油會(huì)導(dǎo)致小鼠腸道菌群的豐富度下降，但3 組Shannon指數(shù)無顯著差異，表明攝入肉桂精油不會(huì)對(duì)小鼠腸道菌群多樣性產(chǎn)生明顯影響。

3 組小鼠腸道菌群OTUs的主坐標(biāo)分析結(jié)果如圖2所示。第1主成分對(duì)樣本菌群結(jié)構(gòu)差異的貢獻(xiàn)率為42.43%，第2主成分為19.18%。3 組間區(qū)別明顯，攝入肉桂精油后，CIN-L、CIN-H組均與CON組距離較遠(yuǎn)，且與CIN-L組相比，CIN-H組與CON組距離更遠(yuǎn)，說明肉桂精油能夠調(diào)節(jié)小鼠體內(nèi)腸道菌群總體結(jié)構(gòu)變化，攝入肉桂精油后，小鼠腸道菌群結(jié)構(gòu)存在明顯差異，且呈劑量依賴效應(yīng)。

2.5 肉桂精油對(duì)小鼠腸道菌群物種組成的影響

由圖3A可知，3 組小鼠腸道菌群組成以厚壁菌門（Fimicutes）、擬桿菌門（Bacteroidetes）、疣微菌門（Verrucomicrobia）、放線菌門（Actinobacteria）和變形菌門（Proteobacteria）為主，其中Fimicutes和Bacteroidetes為主要優(yōu)勢(shì)菌門。攝入肉桂精油后，小鼠糞便中軟壁菌門（Tenericutes）相對(duì)豐度降低明顯。

圖3 不同組小鼠腸道菌群門水平（A）和屬水平（B）分布熱圖Fig.3 Heatmaps showing the phylum-level (A) and genus-level (B)distribution of intestinal flora of mice from different groups

由圖3B可知，CON組小鼠腸道菌群中蘇黎世桿菌屬（Turicibacter）、厭氧細(xì)桿菌屬（Anaerofilum）、胃瘤球菌屬（[Ruminococcus]_torques_group）、葡萄球菌屬（Staphylococcus）、產(chǎn)乙醇醋弧菌屬（[Acetivibrio]_ethanolgignens_group）、布勞特氏菌屬（Blautia）、瘤胃梭菌屬（Ruminiclostridium_9）、厭氧棍狀菌屬（Anaerotruncus）、螺桿菌屬（Helicobacter）的相對(duì)豐度明顯較CIN-L、CIN-H組高。與CON組相比，攝入肉桂精油后，CIN-L、CIN-H組小鼠腸道菌群中羅氏菌屬（Roseburia）和糞芽孢菌屬（Coprobacillus）的相對(duì)豐度均明顯增加，高劑量組中Lachnospiraceae_NK4A136_group、梭菌屬（Clostridium_sensu_stricto_1）、unclassified_f_Erysipelotrichaceae、unclassified_f_Ruminococcaceae、腸球菌屬（Enterococcus）相對(duì)豐度明顯增加。

圖4 基于屬水平的小鼠腸道菌群組間差異顯著性Fig.4 Significance test of the genus-level differences in intestinal bacteria among mice groups

使用Wilcoxon秩和檢驗(yàn)分析方法進(jìn)行組間差異顯著性檢驗(yàn)，結(jié)果如圖4所示。在屬水平上，攝入肉桂精油導(dǎo)致小鼠腸道菌群中Blautia、[Acetivibrio]_ethanolgignens_group、[Ruminococcus]_torques_group、Roseburia、Coprobacillus等20 種菌屬有顯著性差異。其中，與CON組相比，攝入肉桂精油后，CIN-L、CIN-H組小鼠腸道菌群中Blautia、[Acetivibrio]_ethanolgignens_group、[Ruminococcus]_torques_group相對(duì)豐度均顯著降低，Roseburia、Coprobacillus相對(duì)豐度均顯著上升（P＜0.05或P＜0.01）。此外，與CON組相比，CIN-L組Ruminiclostridium_9、變形桿菌屬（Proteus）、unclassified_f_Erysipelotrichaceae、埃格特菌屬（Eggerthella）的相對(duì)豐度顯著降低（P＜0.05或P＜0.01）；與CON組相比，CIN-H組真桿菌屬（[Eubacterium]_fissicatena_group）、Anaerotruncus等菌屬相對(duì)豐度顯著降低，而Clostridium_sensu_stricto_1、Enterococcus、unclassified_f_Erysipelotrichaceae、unclassified_f_Ruminococcaceae等菌屬相對(duì)豐度顯著升高（P＜0.05或P＜0.01）。以上結(jié)果表明，肉桂精油對(duì)于小鼠腸道菌群門水平影響不明顯，而對(duì)于屬水平菌群結(jié)構(gòu)影響明顯。

2.6 肉桂精油對(duì)小鼠糞便中SCFAs含量的影響

表6 攝入肉桂精油后小鼠糞便中SCFAs含量變化Table 6 Effect of cinnamon essential oil on SCFAs contents in feces of mice

由表6可知，3 組小鼠糞便中丁酸含量無明顯變化。與CON組相比，CIN-L組小鼠糞便中乙酸、丙酸含量降低但均不顯著，總酸含量顯著降低（P＜0.05）；與CON組相比，CIN-H組小鼠糞便中乙酸、丙酸、總酸的含量均顯著降低（P＜0.05）。這表明攝入高劑量肉桂精油會(huì)抑制小鼠腸道中產(chǎn)酸菌的生理活性。

3 討 論

膳食與腸道菌群多樣性密切相關(guān)，通過“微生物-腸-肝”軸等途徑影響機(jī)體免疫能力、激素水平和代謝通路，從而影響宿主生理狀態(tài)[12]。普遍認(rèn)為，膳食纖維與低聚糖等能夠調(diào)節(jié)腸道菌群的結(jié)構(gòu)和穩(wěn)態(tài)進(jìn)而影響機(jī)體健康[13]，而食用香料對(duì)腸道菌群結(jié)構(gòu)的影響鮮有報(bào)道。肉桂精油是一種普遍使用的食用香料，肉桂精油中起主要作用的組分是肉桂醛、乙酸肉桂酯和丁香酚，肉桂醛與乙酸肉桂酯是同系物，它們與丁香酚都可以在精油中發(fā)揮抗氧化和抑菌效應(yīng)[10,14]。本實(shí)驗(yàn)探究肉桂精油對(duì)小鼠腸道菌群結(jié)構(gòu)和機(jī)體抗氧化水平的影響，結(jié)果表明，攝入肉桂精油會(huì)影響小鼠腸道菌群結(jié)構(gòu)，但在門水平上影響不明顯，僅Tenericutes相對(duì)豐度下降較為明顯。同時(shí)，CIN-L、CIN-H組小鼠體脂含量下降顯著，肝臟代謝相關(guān)酶活力上升。這與Tamura等[15]的研究結(jié)果類似，在高脂高糖飼料中添加肉桂醛，顯示出具有降低腎周和附睪脂肪組織質(zhì)量的趨勢(shì)。Pedersen等[16]研究表明，Tenericutes為肥胖個(gè)體中的優(yōu)勢(shì)菌種，推測(cè)Tenericutes豐度可能與肥胖水平有關(guān)。因此，膳食中攝入肉桂精油能夠促進(jìn)小鼠體脂降低，可能與調(diào)節(jié)Tenericutes豐度進(jìn)而調(diào)控脂肪相關(guān)代謝有關(guān)。

先前有研究報(bào)道，通過末端限制性片段多態(tài)性技術(shù)分析肉桂精油能對(duì)大鼠腸道梭菌屬IV簇細(xì)菌和擬桿菌屬的影響發(fā)現(xiàn)，擬桿菌屬數(shù)量增加，梭菌屬組成發(fā)生改變，梭菌屬IV簇細(xì)菌數(shù)量減少[17]。本研究通過Illumina MiSeq測(cè)序技術(shù)對(duì)小鼠腸道菌群進(jìn)行分析，攝入肉桂精油后，未發(fā)現(xiàn)擬桿菌屬相對(duì)豐度有明顯增加，腸道菌群中Blautia、[Ruminococcus]_torques_group、[Eubacterium]_fissicatena_group、Anaerotruncus等屬的相對(duì)豐度顯著降低。這些菌群與SCFAs產(chǎn)生有關(guān)，其中乙酸主要由Blautia等產(chǎn)生、丙酸主要由Ruminococcus等產(chǎn)生[18]，這可能導(dǎo)致小鼠糞便中SCFAs中乙酸、丙酸含量的降低。雖然腸道內(nèi)SCFAs中約有95%作為細(xì)胞能量來源物質(zhì)的底物被使用[19]，但某些有害菌（機(jī)會(huì)致病菌）也會(huì)增加腸道內(nèi)產(chǎn)氣和乙酸、丙酸等SCFAs含量，可能造成機(jī)體內(nèi)臟敏感性提高和腸道動(dòng)力的異常[20]，而腸道內(nèi)產(chǎn)生過多的丁酸會(huì)誘發(fā)腸易激綜合癥或?qū)е履c易激癥狀的加重[21]。因此，攝入肉桂精油可以通過降低SCFAs水平，適度調(diào)節(jié)腸道消化功能。

多種腸道代謝疾病的發(fā)生與腸道微生態(tài)平衡被破壞、腸道菌群結(jié)構(gòu)改變，造成腸道通透性增加、腸道腐敗物質(zhì)增多有關(guān)[22]，如潰瘍性結(jié)腸炎和克羅恩病等炎癥性腸病或肥胖和糖尿病等代謝綜合征。研究表明腸易激綜合癥、潰瘍性結(jié)腸炎和克羅恩病患者腸道內(nèi)Blautia和Ruminococcus豐度較正常人群要高[23-24]。Ruminococcus豐度與生物體的衰老進(jìn)程和腸道微生物群落結(jié)構(gòu)脆弱情況呈正相關(guān)[25]。[Eubacterium]_fissicatena_group是一類口腔機(jī)會(huì)致病菌[26]，可以通過“口腔-腸道”途徑傳播定植于結(jié)腸[27]，其豐度的增加會(huì)導(dǎo)致潰瘍性結(jié)腸炎的產(chǎn)生[28]。Anaerotruncus屬于Tenericutes，因此其豐度可能影響機(jī)體肥胖水平和肝臟生理活性。肉桂精油的攝入可以降低腸道中機(jī)會(huì)致病菌豐度，抑制口腔中致病菌的轉(zhuǎn)移，從而預(yù)防代謝綜合征和腸道疾病的發(fā)生。此外，攝入肉桂精油可導(dǎo)致Roseburia、Coprobacillus、Lachnospiraceae_NK4A136_group、unclassified_f_Erysipelotrichaceae、Clostridium_sensu_stricto_1相對(duì)豐度顯著增加，這類產(chǎn)丁酸菌的分解代謝產(chǎn)物能夠?yàn)闄C(jī)體糖酵解提供底物，與腸道益生菌產(chǎn)生共生作用，且與肥胖、結(jié)腸癌的抑制有關(guān)[29]。有研究表明，Roseburia豐度的降低與克羅恩病和潰瘍性結(jié)腸炎患者的腸道微生態(tài)失衡具有相關(guān)性[30]，且在緩解內(nèi)毒素血癥、改善免疫紊亂和腸道屏障功能方面發(fā)揮作用[31]；Coprobacillus具有維持腸道穩(wěn)態(tài)的作用，且其豐度的降低與腸易激綜合癥2 個(gè)亞型癥狀的緩解有關(guān)[32-33]；unclassified_f_Erysipelotrichaceae的豐度與機(jī)體胃腸道疾病的炎癥和新陳代謝紊亂呈負(fù)相關(guān)，與腸道營養(yǎng)吸收呈正相關(guān)[34]。Clostridium_sensu_stricto_1屬于梭菌屬，能夠調(diào)節(jié)以琥珀酸為主的氨基酸代謝[35]，從而降低高血壓、缺血性心臟病、II型糖尿病和肥胖風(fēng)險(xiǎn)[36]。因此，肉桂精油的攝入可以降低腸道中條件致病菌豐度，增加有益菌群豐度，調(diào)節(jié)腸道菌群結(jié)構(gòu)，從而干預(yù)腸道生態(tài)紊亂。

本研究發(fā)現(xiàn)肉桂精油可調(diào)節(jié)機(jī)體腸道氧化還原狀態(tài)平衡，這可能與調(diào)節(jié)腸道菌群有關(guān)。當(dāng)機(jī)體內(nèi)自由基數(shù)量超過機(jī)體的抗氧化能力時(shí)，會(huì)導(dǎo)致氧化應(yīng)激反應(yīng)[37]。已有研究表明自由基增多會(huì)改變腸道內(nèi)環(huán)境，促進(jìn)大腸桿菌、葡萄球菌等條件性致病菌的增殖，抑制乳酸菌、雙歧桿菌等益生菌的生長[38-39]。而膳食中抗氧化劑可以有效清除自由基，促進(jìn)腸道內(nèi)有益菌增殖，抑制條件致病菌增殖[40]，Wei Hongkui等[41]的研究表明，植物多酚類化合物對(duì)腸球菌屬和大腸桿菌等產(chǎn)自由基細(xì)菌的生長具有抑制作用。另一方面，腸道中有益菌群可通過上調(diào)SOD、谷胱甘肽過氧化物酶等抗氧化相關(guān)酶系的表達(dá)，保持腸道內(nèi)氧化還原狀態(tài)的平衡[42]。

綜上所述，肉桂精油作為一種食物香料提取物，能夠調(diào)節(jié)腸道氧化還原狀態(tài)平衡，調(diào)節(jié)腸道菌群結(jié)構(gòu)。肉桂精油對(duì)于腸道菌群結(jié)構(gòu)的調(diào)節(jié)主要表現(xiàn)在屬水平上，即降低Blautia、[Eubacterium]_fissicatena_group等條件致病菌相對(duì)豐度，增加Roseburia、Coprobacillus等有益菌群相對(duì)豐度，表明其具有潛在促進(jìn)機(jī)體健康的作用。