辣椒总碱对肠道健康的时效性影响

叶 敏，田宝明，张 磊，刘 雄*

（西南大学食品科学学院，重庆 400715）

摘 要：目的：研究喂食辣椒总碱时间的长短对大鼠肠道健康的影响。方法：将96 只SD大鼠按体质量随机分成3 批，每批32 只。再将每批32 只按体质量随机分为4 组，每组8只。在正常饲养条件下，每天分别给大鼠灌以辣椒总碱剂量为0（空白组）、4 mg/（kg•d）（低剂量）、8 mg/（kg•d）（中剂量）、12 mg/（kg•d）（高剂量）的大豆油溶液。并且每天称得采食量，喂养4、8、12 周后处死大鼠并收集盲肠、盲肠内容物，测定内容物和肠壁量、游离氨、pH值、短链脂肪酸、微生物等反映肠道健康的指标。结果：灌胃大鼠4 周后，各剂量组的双歧杆菌显著增加，高剂量组的大肠杆菌显著降低；灌胃8 周后，各剂量组体质量显著降低、乳酸菌含量显著升高，中、高剂量组的盲肠面积显著降低，高剂量组的厌氧菌显著升高且大肠杆菌显著降低；灌胃12 周后，各剂量组体质量显著降低、盲肠面积显著降低、pH值显著升高、乙酸和丙酸浓度显著降低、厌氧菌和肠球菌含量显著升高，中、高剂量组的乳酸菌含量显著降低。结论：短期食用辣椒总碱可以促进肠道健康，但是长期食用辣椒总碱会严重损害肠道健康。

关键词：辣椒总碱；肠道健康；游离氨；短链脂肪酸；微生物

Effect of Capsaicinoid Dose and Duration of Administration on Intestinal Health in Rats

YE Min, TIAN Bao-ming, ZHANG Lei, LIU Xiong*

(College of Food Science, Southwest University, Chongqing 400715, China)

Abstract: Objective: This study aimed to investigate the effect of different doses and durations of administration of capsaicinoids on intestinal health in rats. Methods: A total of 96 Sprague-Dawley (SD) rats were stochastically divided into three batches with 32 in each batch, each of which was further randomly divided into four groups by body weight with 8 in each group. Under normal feeding conditions, these four groups of rats were administered daily with capsaicinoids at doses of 0 (CON), 4 (low dose, LD), 8 (moderate dose, MD), and 12 mg/(kg•d) (high dose, HD) in soybean oil solution, respectively. Food intake was recorded daily. After being fed for 4, 8 and 12 weeks, the rats were executed and their cecum samples were collected for the determination of cecal contents, cecal wall, free ammonia, pH, short chain fatty acids (SCFA) and microorganisms to evaluate the intestinal health status. Results: After being fed for 4 weeks, the number of bifidobacteria in all three dose groups was increased significantly whereas the number of Escherichia coli (E. coli) in the LD group was significantly decreased. After feeding for 8 weeks, body weight was significantly decreased and lactic acid bacteria were significantly increased in these dose groups, the cecal area was significantly decreased in the MD and HD groups, and the number of anaerobes was significantly increased but the number of E. coli was significantly decreased in the HD group. After being fed for 12 weeks, the body weight and cecal area were significantly decreased and pH was increased significantly, the concentrations of acetic acid and propionic acid were significantly decreased. Anaerobic bacteria and enterococci were significantly increased in the three dose groups, and lactic acid bacteria were significantly decreased in both MD and HD groups. Conclusion: Short-term administration of capsaicinoids can improve the intestinal health but long-term administration will cause serious damage to the intestinal health.

Key words: chili alkaloids; intestinal health; free ammonia; short chain fatty acids; microbiology

中图分类号：TS201.4 文献标志码：A 文章编号：1002-6630（2014）11-0235-06

doi:10.7506/spkx1002-6630-201411047

辣椒是一种常见的茄科辣椒属植物，在部分地区内被广泛食用。辣椒总碱是辣椒辛辣成分的主要物质，是一类香草酰胺类生物碱，具有镇痛止痒[1-2]、抗肿瘤[3-4]、心血管和胃肠道保护[5-6]等多种生理功能。

辣椒总碱分子式为C18H27NO3，化学名称为反-8-甲基-N-香草基-6-壬烯基酰胺，是辣椒中辣味儿的主要成分。天然辣椒总碱由辣椒总碱、二氢辣椒总碱、降二氢辣椒总碱、高二氢辣椒总碱和高辣椒总碱，其中辣椒总碱和二氢辣椒总碱约占辣椒中辣椒总碱量的90%[7-8]。中医认为，辣椒味辛、性热，入心、脾二经，有温中散寒、开胃消食的功效，可治寒滞腹痛、呕吐、泻痢等。近年来国内外研究表明，辣椒总碱药理作用广泛，在镇痛方面具有重要作用，同时具有防治心血管疾病、呼吸系统疾病的作用，还能用于抗癌、减肥、治疗风湿性关节炎、银屑病等。

以前人们会认为，经常吃辣椒可能刺激胃部，甚至引起胃溃疡。但事实刚好相反。辣椒总碱不但不会引起胃酸分泌的增加，反而会抑制胃酸的分泌，刺激碱性黏液的分泌，有助于预防和治疗胃溃疡。同时能增强肠胃蠕动，促进消化液分泌，改善食欲，并能抑制肠内异常发酵。

但是也有研究表明辣椒使用过多会导致肠道灼烧，疼痛难受，同时会促进肠道有害微生物的生长，那么到底多少剂量是对机体最有利的呢？本实验经过长达3个月的实验研究得出辣椒总碱对肠道健康的影响。

1 材料与方法

1.1 材料、试剂与仪器

天然辣椒总碱（辣椒碱含量为95.7%）购于河南倍特生物科技有限公司，按照0.5 mL/100 g大鼠体质量灌喂量，在万分之一位分析天平上分别称取320、640、960 mg辣椒总碱（辣椒总碱含量95.7%）溶于400 mL食用大豆油中，100%功率超声波超声30 min使辣椒总碱溶解，配制成剂量4、8、12 mg/（kg•d）辣椒总碱的大豆溶液。空白组为食用大豆油。

巴豆酸（色谱级） 日本东京天成工业株式会社；氢氧化钠、苯酚、次氯酸钠、钨酸钠、硫酸（均为分析纯） 成都市科龙化工试剂厂；乙酸（色谱级） 英国Johnson Matthey公司；丙酸、丁酸、异丁酸（均为色谱级） 梯希爱（上海）化成工业发展有限公司；亚硝基铁氰化钠（分析纯） 天津市光复精细化工研究所。

GC-2010高效气相色谱仪 日本岛津公司；H18424pH计 意大利Hanna公司；Spectrumlab 22可见光分光光度计 上海棱光技术有限公司；HZT-A+300千分之一天平 福州华志科学仪器公司。

1.2 动物分组和喂养

SD健康大鼠96 只，体质量70～120 g，清洁级，购自重庆滕鑫比尔实验动物销售有限公司。饲养条件：室温26～32 ℃，相对湿度40%～60%，自由进食饮水，基础饲料配方见表1。每天称得采食量，3 d称一次体质量。96 只SD大鼠适应环境1 周后按体质量随机分为3 批，再将各批按体质量随机分为4 组，每组8 只。分别喂养4、8、12 周后解剖，测定各批盲肠内容物质量、盲肠壁面积、游离氨、pH值和短链脂肪酸（short-chain fatty acid，SCFA）和微生物。

表 1 基础饲料配方

Table 1 Composition of the basal diet

1.3 指标检测

1.3.1 SCFA测定

将预处理的盲肠内容物样品在4 000 r/min离心15 min，吸取上清液转移至预处理10 mL离心管中，10 000 r/min继续离心15 min，1 mL一次性注射器吸取上清液1mL，0.25 μm滤膜过滤至2 mL进样小瓶中待测[9]。

气相色谱条件：进样量1 μL；进样口温度220 ℃；柱流量0.95 mL/min，柱温90 ℃、平衡时间0.5 min，5 ℃/min
升温至150 ℃，保留时间7 min；检测器温度230 ℃；氢气流量40 mL/min，空气流量400 mL/min，尾吹流量40 mL/min[10]。

1.3.2 pH值测定

采用pH计电位法测定。称取一定质量的新鲜盲肠内容物于10mL去离子水预处理离心管中，加入10倍（V/m）去离子水，旋涡混合仪上混匀后静置，测上清液pH值。

1.3.3 盲肠内容物及肠壁质量

采用称质量法。

1.3.4 游离氨含量测定

采用比色法测定。

无氨水制备[11]：在1 000 mL蒸馏水中加入0.10 mL硫酸（ρ=1.84 g/mL），并在全玻璃蒸馏器中重蒸馏，弃去前50 mL蒸出液，然后将蒸出液收集在带有玻璃塞的玻璃瓶中。

将预处理的盲肠内容物样品4 000 r/min离心5 min，吸取上清液1 mL，依次加入1 mL含有0.001mol/L亚硝基铁氰化钠的0.5 mol/L苯酚溶液和1 mL含有0.03 mol/L次氯酸钠的0.625 mol/L氢氧化钠溶液，60 ℃保温5 min，625 nm波长处测吸光度[12]。

1.3.5 盲肠壁面积测定

首先用冰冷生理盐水洗净盲肠，充分展开后固定在A4纸上，勾出其轮廓，待纸干燥后将盲肠壁轮廓复写在厚的打印纸上，然后将纸上的盲肠轮廓图剪下。用精密度为0.000 1 g的电子秤准确称量轮廓图纸质量（m2）和1 cm2的打印纸质量（m1），然后按以下公式计算盲肠表面积（cm2）。

1.3.6 盲肠内容物菌群测定

取新鲜的盲肠内容物0.2 g左右，加入10 倍（V/m）无菌生理盐水，旋涡混合仪振荡混匀，制得10-1稀释度盲肠内容物。依次10 倍稀释至10-8稀释度，选择10-1、10-2、10-3 3 个稀释度，用于大肠杆菌和肠球菌的培养计数；选择10-4、10-5、10-6 3 个稀释度，用于双歧杆菌和乳酸杆菌的培养计数，选择10-2、10-3、10-4 3 个稀释度，用于厌氧菌的培养计数，接种量为200 μL。菌数测定：双歧杆菌：BLL培养基37 ℃、48 h厌氧培养。乳杆菌：MRS培养基37 ℃、48 h培养。肠杆菌：伊红美蓝培养基37 ℃、24 h培养。肠球菌：叠氮钠-结晶紫-七味苷培养基37 ℃、48 h培养。厌氧菌：靛基质培养基37 ℃、48 h培养。结果均以lg（CFU/g）表示。

1.4 统计处理

采用SPSS 19.0统计软件建立数据库并进行分析，组间比较采用ANOVA方差分析，数据以

±s表示，检验水准为α＝0.05。各组间差异的检验先进行方差齐性检验，如果符合方差齐，用单因素试验方差分析的方法进行分析；如果方差不齐需进行相应的数据转换后再进行统计分析。

2 结果与分析

2.1 辣椒总碱对大鼠体质量增加量与采食量的影响

2.1.1 辣椒总碱对大鼠体质量增加量的影响

图 1 辣椒总碱对雌性SD大鼠体质量增加量的影响

Fig.1 Effect of dietary capsaicinoids on body weight gain in female Sprague-Dawley rats

由图1可知，不同剂量的辣椒总碱喂养大鼠4 周时，大鼠的体质量增加量不具显著性；喂养8 周后，辣椒总碱能减少大鼠体质量增加量的效果开始体现，与空白组相比，中、高剂量的辣椒总碱能显著减少大鼠的体质量增加量，呈现明显剂量效应；喂食12 周后，低剂量组的体质量增加量也显著低于空白组。研究结果说明辣椒总碱对实验大鼠体质量的降低存在时间效应关系。

2.1.2 辣椒总碱对SD大鼠采食量的影响

在整个实验过程中大鼠生长良好，食欲正常，并未出现死亡或病态表现。不同剂量的辣椒总碱对SD大鼠采食量的影响见表2。无论是低、中和高辣椒总碱剂量都对大鼠的采食量无显著性影响。

表 2 辣椒总碱对雌性SD大鼠采食量的影响（

x

±s，n = 8）

Table 2 Effect of dietary capsaicinoids on food intake in female Sprague-Dawley rats (

x

±s，n = 8)

2.2 辣椒总碱对大鼠盲肠壁湿质量与盲肠总质量之比的影响

表 3 辣椒总碱对雌性SD大鼠壁湿质量与盲肠总质量比值的影响
（

x

±s，n = 8）

Table 3 Effect of dietary capsaicinoids on ratio of wet weight of cecal wall to total cecal weight in female SD rats (

x

±s，n = 8)

注：同列字母不同表示差异显著（P＜0.05）。下同。

由表3可知，喂养大鼠4周后，中剂量组的壁湿质量与总质量之比相对于空白组和低剂量组有所增加但不显著，喂食大鼠8周后，中、高剂量组相对于空白组和低剂量组有所增大，喂食12周后，低剂量组大鼠的壁湿质量和总质量之比相对于空白组显著性增大了，中、高剂量组反而有下降的趋势。研究结果表明长期低剂量的辣椒总碱可以促进盲肠生长，但是长期中、高剂量的辣椒总碱相对于低剂量组来说有显著抑制盲肠组织生长的作用。

2.3 辣椒总碱对大鼠盲肠面积与盲肠壁湿质量的影响

由表4可知，不同剂量辣椒总碱灌胃大鼠4周后，中、高剂量组的盲肠面积与壁湿质量之比并未显著高于空白组。当喂食8周后，中、高剂量组的盲肠面积与壁湿质量之比相对于空白组却显著降低了，低剂量组的盲肠面积与壁湿质量之比有增加的趋势，喂食12周后，各剂量组的盲肠面积与壁湿质量之比都显著降低了。结果表明长期中高剂量的喂食辣椒总碱可以抑制盲肠组织横向生长，从而抑制盲肠组织变薄。减小了盲肠内发酵面积。

表 4 辣椒总碱对SD大鼠盲肠面积与壁湿质量比值的影响
（

x

±s，n = 8）

Table 4 Effect of dietary capsaicinoids on ratio of cecal wall area to wet weight (

x

±s，n = 8)

2.4 辣椒总碱对大鼠盲肠内容物游离氨含量和pH值的影响

表 5 辣椒总碱对SD大鼠盲肠内容物中游离氨含量的影响（

x

±s，n = 8）

Table 5 Effect of dietary capsaicinoids on free ammonia in cecal contents (

x

±s，n = 8)

表 6 辣椒总碱对SD大鼠盲肠内容物中pH值的影响（

x

±s，n = 8）

Table 6 Effect of dietary capsaicinoid on pH of cecal contents

(

x

±s，n = 8)

由表5、6可知，喂养大鼠4周后，低、中剂量组的大鼠盲肠内游离氨含量相对于空白组显著增加，高剂量组大鼠游离氨含量相对于空白组却降低了，但并没未达到显著性。各剂量组的pH值相对于空白组却显著增加了。喂养8周后，各剂量组大鼠盲肠内游离氨都增加了，且低、中剂量组呈显著性增加，此时pH值受灌胃剂量影响不大。喂养12周后，各剂量组大鼠盲肠内游离氨含量都极显著降低了，但是各剂量组之间却没有显著性变化。此时剂量组大鼠的pH值也明显高于空白组。研究表明辣椒总碱能使盲肠内pH值升高从而抑制肠道细菌分泌的脲酶的活性，进而抑制了尿总碱的分解产生游离氨。

2.5 辣椒总碱对盲肠内容物中短链脂肪酸含量的影响

表 7 辣椒总碱对SD大鼠盲肠内容物中短链脂肪酸含量的影响
（

x

±s，n = 8）

Table 7 Effect of dietary capsaicinoid on short-chain fatty acids in cecal contents (

x

±s，n = 8)

由表7可知，对大鼠喂食不同剂量的辣椒总碱4周后，低、中剂量组就能提高盲肠内容物中乙酸和丙酸的含量，高剂量组却能显著降低乙酸和丙酸的水平，各剂量组的异丁酸和丁酸含量变化不大。喂养大鼠8周后，各剂量组的乙酸、丙酸、异丁酸、丁酸变化都不明显。喂养大鼠12周后，各剂量组的乙酸和丙酸水平都显著降低了，但是各剂量组之间没有量效关系，同时异丁酸和丁酸水平仍变化很微小。

说明辣椒总碱不影响盲肠内容物中异丁酸和丁酸的代谢。同时对乙酸和丙酸的代谢也不存在量效关系，但是存在时间效应关系。

2.6 辣椒总碱对盲肠内容物微生物的影响

表 8 辣椒总碱对SD大鼠盲肠内容物中微生物的影响

Table 8 Effect of capsaicinoid on microorganisms in cecal contents

由表8可知，用不同剂量辣椒总碱灌胃大鼠4周后，各剂量组大鼠盲肠内容物内的双歧杆菌都显著增加，且中剂量组达到最大值，乳酸杆菌的变化趋势尽管和双歧杆菌相似，但是却没达到显著性水平，厌氧菌则是随灌胃剂量的增大有增加的趋势。各剂量组的肠球菌也显著增加了，大肠杆菌的变化随剂量增加呈降低趋势且高剂量组的大肠杆菌相对其他实验组显著降低。

喂养8周后，各剂量组虽然也能增加双歧杆菌的含量，但是相对空白组，却不能达到显著性水平。此时各剂量组的乳酸菌却显著增加了，低、高剂量组的厌氧菌也显著增加了，高剂量组的肠球菌显著升高了，中、高剂量组的大肠杆菌却显著降低。

喂养12周后，各剂量组的双歧杆菌变化不大，但是有下降的趋势，中、高剂量组的乳酸菌也显著降低了，低剂量组的厌氧菌显著增加了，中、高剂量组的肠球菌显著增加了，低、中剂量组的大肠杆菌却显著降低了。

3 讨 论

大鼠体质量增加量间接反映饲料在胃肠道内消化吸收的利用情况，在机体运动量与基本代谢量一致的情况下，长期给大鼠灌喂不同剂量的辣椒总碱都能显著降低大鼠体质量，说明辣椒总碱对降低体质量有很好的作用。

盲肠作为膳食发酵的场所之一，其变化和膳食息息相关。从盲肠壁质量与盲肠总质量之比看出，短期辣椒总碱对其无影响，长期中、高剂量的辣椒总碱作用可以使盲肠壁质量比重相对低剂量组显著降低；说明长期中、高剂量辣椒总碱对雌性大鼠肠道系统有太大影响。

从单位质量的盲肠面积可以看出，短期中、高剂量辣椒总碱就能显著提高单位质量的面积，长期看，中高剂量组却显著降低了盲肠单位质量的面积，从而使其盲肠组织变厚。缩小了盲肠发酵面积。从而降低了食物残渣在盲肠中的停留时间。

饲料中的抗消化淀粉在肠道经厌氧菌发酵能产生短链脂肪酸，主要是乙酸、丙酸、丁酸，其次还有异丁酸[13-14]。SCFA是大肠通常的生理功能性物质，具有调节肠肌活力、刺激电解液和流体的增加、增加血流及修复DNA损伤等[15-18]。SCFA不仅为结肠黏膜提供了主要的能量供应，而且还可以维护肠道上皮细胞的完整性和杯状细胞的分泌功能。对黏膜免疫细胞有维护作用，还可以减少促炎因子的生成，有利于黏膜炎症的修复。乙酸有增强结肠血供给和氧摄取的作用，丙酸对葡萄糖的异生有一定作用[19]，丁酸是肠壁细胞首选的氧化底物，也能抑制肠癌细胞增生和增强脱噬作用[20-21]。SCFA还可以降低盲肠中pH值，进而促进肠健康[22]。

短期内，低、中剂量辣椒总碱对盲肠内容物乙酸和丙酸有显著升高作用，但没有达到极显著水平。低剂量的辣椒总碱在喂食8周后才能引起盲肠内容物乙酸和丙酸显著的增加。说明辣椒总碱辣椒总碱对盲肠内短链脂肪酸的影响具有剂量和时间的关系。喂食大鼠12周后，各剂量组SCFA相对空白组都显著降低了，说明长期食用辣椒总碱会抑制了厌氧菌发酵产生各种短链脂肪酸。

游离氨主要是小肠中谷氨酰胺代谢产生[23]，大肠微生物代谢也可以产生[24-26]。肠道内游离氨主要是由细菌分泌的脲酶分解尿总碱产生的，一部分游离氨在大肠中被用于细菌蛋白质的合成[27]。有研究表明，肠道菌群严重失调（双歧杆菌下降，大肠杆菌、梭菌大量繁殖），尿总碱合成受阻，会产生更多的氨[28]。在游离氨浓度的升高以及短链脂肪酸浓度下降的综合作用下，盲肠内容物pH值升高，pH值的改变也可以影响盲肠内容物微生物的生长。

作为肠道中的重要的生理菌群，双歧杆菌能大量合成动物所需的营养物质和维生素，对多种肠道病原微生物产生拮抗，调节肠道菌群，增强机体免疫力，还能抗肿瘤，抗衰老，抗感染，以及提高人体对放射线的耐受力。

人类肠道菌群可以看做是对宿主的营养代谢、上皮细胞的生长分化、免疫功能调节的一个重要影响因素，同时它们与宿主的某些疾病具有紧密联系，对人体肠道的免疫调节、营养代谢、消化道结构与功能均有重要的作用。在正常情况下，这些微生物与宿主互相依存，互相制约，维持平衡，保持一定的数量和比例。短期低、中剂量辣椒总碱可以促进肠道双歧杆菌，乳酸菌等有益菌，抑制大肠杆菌和肠球菌等有害菌的生长。长期食用辣椒总碱，则各剂量组的有益菌都降低了。

综合实验得出短期食用辣椒总碱对身体有好处，但是长期食用辣椒总碱会对肠道健康产生不良影响。可能原因是短期摄入辣椒可以加速机体的新陈代谢，促进机体各系统组织的更新，进而可以促进机体健康，但是长期食用则会对身体造成负面影响，因为辣椒的辛辣会刺激到三叉神经，进而引起一些不适症状，同时辣椒在机体不能被完全代谢会蓄积，增强辣椒的毒性。本实验只做了辣椒总碱对肠道健康影响的一些常用指标，由于时间关系，还没有深入对辣椒影响肠道健康的机理进行研究，所以实验还有待进一步进行。

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