辣椒总碱与花椒麻味素不同质量比对
高脂模型大鼠肠道健康的影响

叶 敏1，张 磊2，王倩倩1，刘庆庆1，刘 雄1,*

（1.西南大学食品科学学院，重庆 400715；2. 重庆师范大学生命科学学院，重庆 401331）

摘 要：目的：研究辣椒总碱和花椒麻味素不同质量比对大鼠肠道健康的影响。方法：将56 只Sprague-Dawley（SD）雌性大鼠按体质量随机分为空白对照组、高脂对照组、高脂并灌胃3 mg/kg花椒麻味素（HF-3S组）、高脂并灌胃9 mg/kg辣椒总碱（HF-9C组）、高脂并灌胃1 mg/kg花椒麻味素和8 mg/kg辣椒总碱（HF-1S∶8C组）、高脂并灌胃2 mg/kg花椒麻味素和7 mg/kg辣椒总碱（HF-2S∶7C组）、高脂并灌胃3 mg/kg花椒麻味素和6 mg/kg辣椒
（HF-3S∶6C组），共7 组，每组8 只，饲养期间自由采食和饮水，喂养30 d后解剖，测定盲肠内容物质量、盲肠壁面积、游离氨、pH值、短链脂肪酸和微生物。结果：HF-2S∶7C组的采食量、盲肠壁湿质量、pH值及总的短链脂肪酸含量都显著增加，肠球菌显著降低、乳酸菌和厌氧菌显著增加、大肠杆菌显著降低。结论：辣椒总碱和花椒麻味素对高脂大鼠肠道健康的最佳质量比为7∶2。

关键词：辣椒总碱；花椒麻味素；高脂模型；肠道健康

Intestinal Health Effect of Capsaicin and Sanshool in Female Sprague-Dawley Hyperlipidemia Rats

YE Min1, ZHANG Lei2, WANG Qian-qian1, LIU Qing-qing1, LIU Xiong1,*

(1. College of Food Science, Southwest University, Chongqing 400715, China;

2. College of Life Sciences, Chongqing Normal University, Chongqing 401331, China)

Abstract: Objective: To study the potential intestinal health effect of capsaicin and sanshool in hyperlipidemia rats. Methods: A total of 56 Female Sprague-Dawley (SD) rats were randomly divided into blank (CON), high-fat-control
(HF-CON), high-fat plus 3 mg/kg sanshool (HF-3S), high-fat plus 9 mg/kg capsaicin (HF-9C), high-fat plus 1 mg/kg sanshool and 8 mg/kg capsaicin (HF-1S:8C), high-fat plus 2 mg/kg sanshool and 7 mg/kg capsaicin (HF-2S:7C), high-fat plus 3 mg/kg
sanshool and 6 mg/kg capsaicin (HF-3S:6C) groups based on their weights with 8 rats in each group. Under normal feeding conditions, feed intake was recorded daily. After being fed for 30 days, the rats were executed. Their cecum samples were weighted. Free ammonia, pH, short chain fatty acids (SCFAs) and microorganisms in cecum were determined. Results: Feed intake, and cecum wall wet weight, pH and SCFAs in HF-2s:7c group were significantly increased; Enterococcus and E. coli counts were decreased significantly, while lactic acid bacteria and anaerobic bacteria were increased significantly. Conclusion: proper intake of capsaicin and sanshool can be beneficial to intestinal health in hyperlipidemia rats and the optimum proportion of capsaicin and sanshool for rat intestinal health is 7:2.

Key words: capsaicin; sanshool; hyperlipidemia model; intestinal health

中图分类号：TS201.4 文献标志码：A 文章编号：1002-6630（2014）21-0190-06

doi:10.7506/spkx1002-6630-201421037

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]、保护心血管和胃肠道[5-6]等多种生理功能。辣椒总碱的分子式为C18H27NO3，化学名称为反-8-甲基-N-香草基-6-壬烯基酰胺。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组成，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]。

花椒别名川椒、红椒、蜀椒、大红袍，花椒麻味素是花椒中重要的活性成分，是花椒呈麻味的主要成分，花椒麻味素在花椒中大多以链状不饱和脂肪酸酰胺的形式存在，在其他物质中则以带芳环的酰胺形式存在[9]，所以又称花椒酰胺。花椒的麻味成分不仅具有麻醉、兴奋、抑菌、祛风除湿、杀虫和镇痛等功效，同时还具有抗血小板凝集、松弛胃体的环形肌和回肠纵向肌等有益健康的功能[10]。

肠道健康与人体健康关系密切，肠道健康又与肠道构成及肠道活性物质紧密联系。现如今，肥胖问题已成为一个世界性难题，肥胖患者肠道肯定发生了一系列的病理变化，本实验室的前期研究结果表明单独食用
3 mg/kg的花椒麻味素和9 mg/kg的辣椒总碱能改善高脂大鼠肠道健康状态，那么辣椒总碱与花椒麻味素配伍对高脂模型大鼠肠道环境又是如何影响的呢？在此设想的基础上，本实验探讨辣椒总碱与花椒麻味素的不同质量比对高脂模型大鼠肠道健康的影响。

1 材料与方法

1.1 动物、材料与试剂

Sprague-Dawley（SD）健康大鼠56 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，动物许可证号：SCXK（渝）20070008。

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；花椒麻味素为实验室提取（纯度为95.7%）；在万分之一天平上分别称取300 mg花椒麻味素、900 mg辣椒总碱、100 mg花椒麻味素和800 mg辣椒总碱、200 mg花椒麻味素和700 mg辣椒总碱、300 mg花椒麻味素和600 mg辣椒总碱，依次溶于100 mL大豆油中配成3 mg/kg花椒麻味素溶液、9 mg/kg辣椒总碱溶液、1 mg/kg花椒麻味素和8 mg/kg辣椒总碱溶液、2 mg/kg花椒麻味素和7 mg/kg辣椒总碱溶液、3 mg/kg花椒麻味素和6 mg/kg辣椒总碱溶液。

基础饲料购自百森生物技术公司，其配方如表1所示；脂肪乳配方（以下均以质量分数表示）：30%猪油、20%胆固醇、10%丙二醇、3%胆酸钠、20%吐温-80、17%纯水。

表 1 基础饲料配方

Table 1 Composition of the basic diet

巴豆酸（色谱纯） 日本东京天成工业株式会社；乙酸（色谱纯） 英国Johnson Matthey公司；丙酸、丁酸、异丁酸（均为色谱纯） 梯希爱（上海）化成工业发展有限公司；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；亚硝基铁氰化钠（分析纯） 天津市光复精细化工研究所；SYBR® Green Realtime PCR Master Mix试剂盒
宝生物（大连）有限公司；引物由生工生物工程（上海）股份有限公司合成；粪便细菌基因组DNA提取试剂盒 北京天根科技有限公司。

1.2 仪器与设备

GC-2010高效气相色谱仪 日本岛津公司；H18424 pH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-300-A千分之一天平 福州华志科学仪器公司。

1.3 方法

1.3.1 动物分组和饲养

SD健康大鼠56 只，饲养条件：室温25 ℃，相对湿度40%～60%，自由进食饮水。每天记录采食量，3 d称1 次体质量。56 只SD大鼠适应环境1 周后按体质量随机分为7 组，每组8 只。空白对照组每天灌胃2 mL生理盐水，高脂对照组每天灌胃2 mL脂肪乳，其他各实验组每天13：00灌胃2 mL脂肪乳与辣椒总碱和花椒麻味素，分别为3 mg/kg花椒麻味素（HF-3S组）、9 mg/kg辣椒总碱（HF-9C组）、1 mg/kg花椒麻味素和8 mg/kg辣椒总碱（HF-1S∶8C组）、2 mg/kg花椒麻味素和7 mg/kg辣椒总碱（HF-2S∶7C组）、3 mg/kg花椒麻味素和6 mg/kg辣椒（HF-3S∶6C组）。灌胃剂量均为0.1mL/100g（以体质量计），饲养30 d后解剖，测定各组盲肠内容物质量、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。

1.3.2 检测指标

1.3.2.1 SCFA的测定

称取0.2 g盲肠内容物放入超纯水处理过的10 mL离心管中，立即加入2 mL含有5 mmol/L巴豆酸的
10 mmol/L氢氧化钠溶液，将预处理的盲肠内容物样品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离心15 min，1 mL一次性注射器吸取上清液1 mL，0.25 μm滤膜过滤至2 mL进样小瓶中待测[4]。

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[5]。

1.3.2.2 pH值的测定

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

1.3.2.3 盲肠内容物及肠壁质量的测定

用千分之一天平称量盲肠内容物及肠壁的质量。

1.3.2.4 饲料效率的测定

实验前测定每只大鼠的体质量，喂养期间每天记录采食量，喂养30 d后测定每只大鼠的体质量。计算出实验期30 d内大鼠体质量的增加量和总的饲料采食量，按照公式（1）计算饲料效率。

（1）

1.3.2.5 游离氨含量测定

无氨水的制备[6]：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。

将按1.3.2.1节预处理后的盲肠内容物样品4 000 r/min
离心5 min，吸取上清液1 mL，依次加入1 mL含有0.001 mol/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波长处测定吸光度[7]。

1.3.2.6 盲肠壁面积测定

首先用冰冷的生理盐水洗净盲肠，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的电子天平准确称量轮廓图纸质量（m2）和1 cm2的打印纸质量（m1），然后按照公式（2）计算盲肠壁面积/cm2。

（2）

1.3.2.7 盲肠内容物菌群测定

粪便样品DNA的提取：按照粪便基因组DNA提取试剂盒的说明进行提取。

各种细菌的基因序列如表2所示。

表 2 各种细菌的基因序列

Table 2 Gene sequences of strains tested in this study

实时荧光定量聚合酶链式反应：反应体系为20 μL：SYBR® Green Realtime PCR Master Mix 10 μL，上下游引物各0.8 μL，模板2 μL，蒸馏水6.4 μL。反应程序确定为：各细菌先经过95 ℃ 1 min的变性，之后为95℃ 5 s，56 ℃ 30 s，72 ℃ 1 min共40 个循环。得出各种细菌的Ct值。

由双歧杆菌的标准曲线方程y＝－3.38x＋43.6，相关系数为0.998；大肠杆菌的标准曲线方程y＝－3.27x＋
41.8，相关系数为0.997；肠球菌的标准曲线方程
y＝－3.38x＋47.3，相关系数为0.994；乳酸菌的标准曲线方程y＝－3.40x＋38.3，相关系数为0.999；厌氧菌的标准曲线方程y＝－3.36x＋45.4，相关系数为0.997，即可求出各细菌Ct值。

1.3.2.8 小肠和结肠组织形态测定

取材及固定→脱水→透明→包埋（软蜡1处理30 min；软蜡2处理30 min）→塑型和切片→展片和黏片→染色和封片→显微镜拍照

固定液为波恩试剂，配制方法（以下均为体积分数）：75%饱和苦味酸溶液、25%饱和甲醛溶液和5%的冰醋酸。

1.4 统计分析

实验结果以

±s表示，各组间差异显著性采用SPSS 16.0软件分析，P＜0.05 被认为有显著差异。

2 结果与分析

2.1 辣椒总碱与花椒麻味素不同质量比对SD高脂模型大鼠体质量增加量、采食量及饲料效率的影响

表 3 花椒麻味素和辣椒总碱不同质量比对SD大鼠体质量增加量、采食量及饲料效率的影响（

x

±s，n=8）

Table 3 Effects of different ratio mixtures of capsaicin and sanshool on food intake, body weight gain and feed efficiency in SD hyperlipidemia rats (

x

±s, n = 8)

注：*.空白对照组与高脂对照组间存在显著性差异（P＜0.05）；同列小写字母不同表示组间差异显著（P＜0.05）。下同。

由表3可知，高脂对照组与空白对照组相比，体质量和饲料效率显著增加（P＜0.05），采食量显著降低（P＜0.05）。 与高脂对照组相比，HF-3S∶6C组的体质量显著增加
（P＜0.05），HF-2S∶7C组的采食量显著增加（P＜0.05）。

2.2 辣椒总碱与花椒麻味素不同质量比对盲肠总质量、盲肠壁湿质量及盲肠壁面积的影响

由表4可知，高脂对照组与空白对照组相比，盲肠总质量显著减少（P＜0.05），盲肠壁面积却显著增加
（P＜0.05）。与高脂对照组相比，HF-3S组、HF-1S∶8C组和HF-3S∶6C组的盲肠总质量显著增加（P＜0.05），HF-9C组、HF-2S∶7C组和HF-3S∶6C组的盲肠壁湿质量显著增加（P＜0.05）。

表 4 辣椒总碱与花椒麻味素不同质量比对SD大鼠盲肠总质量、盲肠壁湿质量及盲肠壁面积的影响（

x

±s，n=8）

Table 4 Effects of different ratio mixtures of capsaicin and sanshool on total cecum weight, wall wet weight, and wall area in SD hyperlipidemia rats (

x

±s, n = 8)

2.3 辣椒总碱与花椒麻味素不同质量比对pH值和游离氨含量的影响

表 5 辣椒总碱和花椒麻味素不同质量比对SD大鼠盲肠内容物中
pH值、游离氨含量的影响（

x

±s，n=8）

Table 5 Effects of different ratio mixtures of capsaicin and sanshool on free ammonia in cecal contents (

x

±s, n = 8)

由表5可知，高脂对照组与空白对照组相比，pH值显著降低（P＜0.05），游离氨显著增加（P＜0.05）。与高脂对照组相比，HF-9C组、HF-1S∶8C组和HF-2S∶7C组的pH值显著增加（P＜0.05），HF-9C组和HF-3S∶6C组的游离氨含量显著降低（P＜0.05）。

2.4 辣椒总碱与花椒麻味素不同质量比对盲肠内容物短链脂肪酸的影响

表 6 辣椒总碱与花椒麻味素不同质量比对SD大鼠盲肠内容物中短链脂肪酸的影响（

x

±s，n=8）

Table 6 Effects of different ratio mixtures of capsaicin and sanshool on short-chain fatty acids in cecal contents (

x

±s, n = 8)

μmol/g

注：**.空白对照组与高脂对照组间存在极显著差异（P＜0.01）。

由表6可知，高脂对照组与空白对照组相比，乙酸、丙酸、异丁酸、丁酸及总SCFAs含量都显著降低（P＜0.05）。与高脂对照组相比，HF-2S∶7C组的乙酸、丙酸、异丁酸、丁酸及总的SCFAs含量都显著增加（P＜0.05）。

2.5 辣椒总碱和花椒麻味素不同质量比对盲肠内容物微生物的影响

表 7 辣椒总碱与花椒麻味素不同质量比对SD大鼠盲肠内容物中微生物的影响（

x

±s，n=8）

Table 7 Effects of different ratio mixtures of capsaicin and sanshool on microorganisms in cecal contents(

x

±s, n = 8)

lg（CFU/g）

由表7可知，高脂对照组与空白对照组相比，肠球菌和大肠杆菌数目显著增加（P＜0.05）、双歧杆菌数目显著降低（P＜0.05），与高脂对照组相比，HF-2S∶7C组的肠球菌和大肠杆菌数目显著降低（P＜0.05）、乳酸菌和厌氧菌数目显著增加（P＜0.05），HF-3S∶6C组的大肠杆菌数目显著降低（P＜0.05）。

2.6 辣椒总碱和花椒麻味素不同质量比对小肠和结肠组织形态的影响

2.6.1 辣椒总碱和花椒麻味素不同质量比对小肠组织形态的影响

由图1可知，高脂对照组和空白对照组相比，盲肠壁变得肥厚，有向肿瘤发展的趋势，与高脂对照组相比，HF-1S∶8C和HF-2S∶7C组的小肠壁细胞和小肠绒毛趋近于正常，HF-3S∶6C的小肠壁也产生肿瘤现象（图中箭头所示），说明HF-1S∶8C和HF-2S∶7C组的辣椒总碱和花椒麻味素剂量能改善高脂饲料对小肠壁结构的伤害。

a

b

c

d

e

f

g

a. 空白对照组；b. 高脂对照组；c. HF-3S组；d. HF-9C组；e. HF-1S∶8C组；f. HF-2S∶7C组；g. HF-3S∶6C组。下同。

图 1 小肠组织形态图（200×）

Fig.1 Intestinal morphology (200×)

2.6.2 辣椒总碱和花椒麻味素不同质量比对结肠组织形态的影响

a

b

c

d

e

f

g

图 2 结肠组织形态图（40×）

Fig.2 Colon morphology (40×)

由图2可知，高脂对照组和空白对照组相比，结肠肠绒毛中空腔较多，进而干扰肠绒毛对机体必需营养物质的吸收，与高脂对照组相比，辣椒总碱和花椒麻味素各剂量组的结肠结构及肠绒毛变化不大，且趋近于空白对照组大鼠，说明辣椒总碱和花椒麻味素各剂量组能改善高脂大鼠结肠形态和结肠结构。

3 结论与讨论

本实验的主要目的是探讨辣椒总碱和花椒麻味素不同质量比对高脂大鼠肠道健康的影响。从实验结果看，辣椒总碱和花椒麻味素的配比作用能提高体质量增加量、采食量、盲肠总质量和盲肠壁湿质量，促进乙酸、丙酸、异丁酸、丁酸及总SCFAs的产生，抑制肠道中有害菌如大肠杆菌和肠球菌的生长，促进双歧杆菌和乳酸菌等有益微生物的生长，减少了有害次级代谢产物游离氨的生成；肠道健康的改善与增加SCFAs产量、降低肠道中氨和苯酚浓度、改善细菌活性等方面相关[18]。肠道正常的生理功能与肠道微生物息息相关，机体摄入的食物残渣进入盲肠，被肠道微生物进一步分解代谢，抗消化淀粉可发酵产生乙酸、丙酸、丁酸、异丁酸等短链脂肪酸，含氮化合物被微生物发酵产生游离氨等有害产物，因此进入盲肠的残渣成分会直接影响肠道微生态。有害代谢产物游离氨能改变结肠表皮细胞的形态和代谢，被认为是结肠内潜在的肿瘤促进因子，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细菌用于蛋白质的合成[19]。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[20]。双歧杆菌等有益微生物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。综合各项指标的变化情况，辣椒总碱和花椒麻味素都能一定程度地改善高脂模型大鼠的肠道健康状态，本实验能为肥胖人群日常应该摄入辣椒总碱和花椒麻味素的量提供参考值，但是对于辣椒总碱和花椒麻味素是如何影响肠道健康的机理还有待进一步研究。

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