宋曉秋，徐亞杰，肖 瀛*，王一非，陳佳昊

（上海應用技術大學香料香精技術與工程學院，上海 201418）

肉桂作為一種常見的香料和傳統(tǒng)草藥，其提取物肉桂精油在世界各地有著悠久且廣泛的使用歷史[1]，肉桂精油中的主要成分為肉桂醛（55%～75%）、丁香酚（5%～10%）等[2-3]。近年來，肉桂精油常被報道具有強抗氧化活性以及抗肥胖、抗高血糖、抗炎和抗癌等能力[4-6]，且因其天然無毒而在食品添加劑領域備受青睞[7]。已有研究表明，肉桂精油能有效地防止棕櫚油的脂質(zhì)氧化，可作為抗氧化劑用于食品加工[8]，而肉桂精油中的醛類和酚類化合物能夠在中和自由基和過氧化物分解中起重要作用[9]；此外，肉桂精油能夠在體外對多種有害菌表現(xiàn)出抗菌和抗生物膜活性[10]；Li Aili等[11]研究表明，肉桂精油能夠改善小鼠腸道菌群的多樣性和豐富度，并改變菌群結(jié)構(gòu)，抑制腸道內(nèi)有害菌（如Ruminococcaceae_UCG-014、Helicobacter等）的增殖，并增加了益生菌（如Alloprevotella、Blautia）和產(chǎn)短鏈脂肪酸（short-chain fatty acids，SCFAs）菌的豐度。

然而肉桂精油具有易揮發(fā)、易降解的特性，其主要組分肉桂醛容易在空氣中被氧化成為肉桂酸[12]，從而導致其功效降低。近年來，隨著微交囊技術的日益成熟，精油微交囊在食品加工領域中得到了廣泛應用[13]，將肉桂精油包埋在壁材內(nèi)，可使其避免因光、熱及氧導致的降解，有效減少環(huán)境變化對芯材的影響，穩(wěn)定其理化性質(zhì)，并能夠通過緩釋作用控制芯材在特定環(huán)境下的釋放[14-15]。目前關于肉桂精油微交囊的研究主要集中在其理化性質(zhì)和體外抑菌材料的應用上[16-17]，而肉桂精油微交囊緩釋作用對于腸道菌群的影響尚鮮有報道。

因此，本研究以β-環(huán)糊精包埋的肉桂精油微交囊為研究對象，采用二代測序Illumina MiSeq技術，探究肉桂精油微交囊對小鼠體質(zhì)量，臟器指數(shù)，肝、十二指腸、結(jié)腸組織抗氧化能力及腸道菌群組成的影響作用，為進一步闡釋精油類物質(zhì)調(diào)節(jié)腸道菌群作用規(guī)律提供參考，亦為微交囊技術在功能性食品領域的應用提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 動物、材料與試劑

6 周齡SPF級健康雄性C57BL/6小鼠24 只，體質(zhì)量（22±1）g，購自上海靈暢生物科技有限公司，實驗動物生產(chǎn)許可證號：SCXK（滬）2018-0003。

AIN-93G標準飼料購于南通特洛菲飼料科技有限公司；實驗墊料、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級動物使用標準。

肉桂精油（純度99%，經(jīng)氣相色譜-質(zhì)譜（gaschromatography-mass spectrometry，GC-MS）分析其組成包括肉桂醛65.9%（相對含量，后同）、可巴烯8.4%、丁香酚7.8%、杜松-3,9-二烯3.8%、17-戊烷酮2.8%、杜松-4,9-二烯2.3%等） 上海博湖生物科技有限公司；吐溫-80 上海阿拉丁生化科技股份有限公司；肝素鈉、無水硫酸鈉、無水乙醚、無水乙醇、氯化鈉、氫氧化鈉、鹽酸、磷酸二氫鉀、乙酸、丙酸、丁酸、胃蛋白酶、胰蛋白酶 國藥集團上海化學試劑有限公司；所有化學試劑均為分析純?？偪寡趸芰Γ╰otal 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）測定試劑盒 南京建成生物工程研究所；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、DL2000 DNA Marker 天根生化科技公司。

1.2 儀器與設備

BIOBASE-EL10A型酶標儀 山東博科生物產(chǎn)業(yè)有限公司；XMTD-204型數(shù)顯式電熱恒溫水浴鍋 天津市歐諾儀器表有限公司；XW-80型混合器 海門其林貝爾儀器公司；K280R型冷凍離心機 英國森特恩公司；TQ8040型GC-MS聯(lián)用儀 日本島津公司；Miseq PE300型高通量測序平臺 美國Illumina公司；TGL-16M型臺式高速冷凍離心機 湖南湘儀實驗室儀器開發(fā)有限公司。

1.3 方法

1.3.1 肉桂精油微交囊的制備

肉桂精油微交囊制備方法參考陳海生等[18]的方法并進行適當修改，采用包結(jié)絡合法，以芯壁質(zhì)量比8∶5制備肉桂精油微交囊。具體方法：稱取8.0 gβ-環(huán)糊精溶解于100 ℃的100 mL去離子水中，500 r/min攪拌至完全溶解，得到壁材溶液。同時，稱取5.0 g肉桂精油溶解于16.0 g丙醇中，攪拌至完全溶解，得到芯材溶液。室溫冷卻壁材溶液至80 ℃，將芯材溶液逐滴加入其中，滴加結(jié)束后持續(xù)攪拌2 h，隨后于4 ℃環(huán)境下靜置24 h。取出后經(jīng)抽濾并烘干，得到的白色固體粉末即為肉桂精油微交囊，固形物含量為78%，包埋率為30.2%。

1.3.2 腸內(nèi)模擬釋放曲線測定

根據(jù)Hou Fangli等[19]描述的體外模擬胃腸液消化方法稍作修改。人工模擬胃液的配制：將2 g氯化鈉和3.2 g胃蛋白酶溶于950 mL水中，再加入7.0 mL濃鹽酸，將所得混合液的體積調(diào)節(jié)至1 000 mL并將pH值調(diào)節(jié)至1.2，過濾除菌備用。人工模擬腸液的配制：將6.8 g磷酸二氫鉀完全溶解在250 mL水中，再加入190 mL氫氧化鈉溶液（0.2 mol/L），隨后加入400 mL水和10 g胰蛋白酶，完全溶解后定容至1 000 mL并調(diào)節(jié)pH值至7.5±0.1，過濾除菌備用。為了模擬消化過程，將相等肉桂精油含量的肉桂精油和肉桂精油微交囊樣品與人工模擬胃液以1∶15（m/m）的比例混合，并置于120 r/min、37 ℃的振蕩培養(yǎng)箱模擬胃環(huán)境消化4 h，隨后取經(jīng)人工胃液消化后的樣品和人工模擬腸液以1∶15（m/m）的比例混合，置于120 r/min、37 ℃的振蕩培養(yǎng)箱模擬腸道消化24 h（每隔2 h取樣檢測一次）。

釋放曲線的測定參考Sarjono等[20]的方法稍作修改。將肉桂精油標準品用無水乙醇稀釋到不同濃度梯度，以無水乙醇作為空白對照，于292 nm波長處測定吸光度，以吸光度與樣品質(zhì)量濃度建立線性回歸方程。隨后通過無水乙醇洗滌消化不同時間后的樣品，根據(jù)洗滌液的吸光度計算出樣品中的肉桂精油含量并以此計算出釋放率，以時間為橫坐標、釋放率為縱坐標作腸內(nèi)模擬釋放曲線圖。

1.3.3 動物分組及處理

6 周齡實驗小鼠飼養(yǎng)在室溫（22±2）℃、相對濕度50%～55%、12 h/12 h晝夜交替條件的SPF級動物房內(nèi)，自由飲食、飲水適應一周，隨后隨機分為3 組，每組8 只，分為2 籠飼養(yǎng)，分別為對照組、肉桂精油組、微交囊組。3 組分別灌胃對應灌胃溶液，灌胃劑量為0.2 mL/只，連續(xù)灌胃4 周，灌胃前4 h禁食、禁水，具體灌胃溶液配方見表1。肉桂精油組與微交囊組肉桂精油灌胃劑量均為100 mg/（kgmb·d），各組均含有相同量的β-環(huán)糊精與吐溫-80。

表1 實驗小鼠灌胃溶液配方Table 1 Formulation of intragastric solution for experimental mice

1.3.4 體質(zhì)量測定

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

1.3.5 腸道菌群樣品采集

實驗最后1 周開始每天早上將小鼠按組轉(zhuǎn)移到干凈的鋪有無菌濾紙的空鼠籠中，采用應激性排便法，固定小鼠，將尾部提起，隨后用濕潤的棉簽或手指從上至下按壓小鼠腹部，收集糞便于無菌的離心管中。每0.5 g為一管，取好的樣本轉(zhuǎn)入－80 ℃冰箱凍存。

1.3.6 組織樣品采集

腸道菌群樣品采集完畢后，將小鼠禁食、禁水12 h，次日早晨將小鼠用無水乙醚麻醉，使用頸椎脫臼法處死，并迅速打開腹腔，取出小鼠的腹脂、肝、結(jié)腸、十二指腸、腎、心和脾并稱質(zhì)量，其中肝、結(jié)腸和十二指腸取固定位置0.1 g，并在冰浴條件下用生理鹽水勻漿，制成質(zhì)量分數(shù)10%的組織勻漿，4 ℃、3 500 r/min離心10 min，取上清保存于-80 ℃冰箱。

1.3.7 組織抗氧化指標及臟器指數(shù)的測定

肝、十二指腸及結(jié)腸組織樣本的抗氧化水平測定按照T-AOC、T-SOD、CAT和MDA試劑盒說明書進行相關操作。臟器指數(shù)按下式計算。

1.3.8 糞便DNA的提取與測序

稱取0.2 g糞便樣品于2 mL離心管中，對24 管小鼠糞便樣品按照試劑盒說明書提取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)域設計引物序列（338F、806R），采用MiSeq PE300平臺對小鼠糞便腸道菌群進行高通量測序，獲得16S rDNA數(shù)據(jù)。

1.3.9 糞便中SCFAs的測定

取0.1 g糞便樣品置于2 mL離心管中，加入500 μL飽和NaCl溶液，在冰浴下用粉碎機均質(zhì)至無明顯塊狀，加入20 μL體積分數(shù)10% H2SO4進行酸化，漩渦振蕩30 s，于通風櫥中加入500 μL無水乙醚以萃取SCFAs，振蕩30 s混勻后于14 000 r/min條件離心15 min，取上清液加入裝有0.25 g無水硫酸鈉的2 mL離心管中，再以同樣的條件離心，除去上清液中殘留的水分，轉(zhuǎn)入氣相瓶中待測。

GC-MS條件：色譜柱采用Rtx?-WAX（30 m×0.25 mm，0.25 μm）；進樣口溫度250 ℃、柱溫100 ℃、離子源溫度220 ℃、接口溫度250 ℃；升溫程序：100～140 ℃升溫速率為7.5 ℃/min，保持4 min，再以60 ℃/min升溫至200 ℃；樣品進樣量1 μL、載氣He、分流比10∶1、流速2 mL/min、溶劑延遲1.5 min；以Q3 Scan方式采集1.5～9.5 min，m/z20～300。

1.3.10 糞便中SCFAs的鑒定

根據(jù)GC-MS檢測到的質(zhì)譜信息，通過與標準譜圖對照，結(jié)合質(zhì)譜圖檢索數(shù)據(jù)庫及各物質(zhì)碎片離子的m/z進行定性分析；采用外標法繪制乙酸、丙酸、丁酸的標準工作曲線，根據(jù)GC-MS檢測到的峰面積進行糞便中SCFAs的定量分析。

1.4 數(shù)據(jù)統(tǒng)計與分析

體質(zhì)量、臟器指數(shù)、組織抗氧化水平、糞便SCFAs含量變化結(jié)果以±s表示，采用SPSS 22.0軟件，運用鄧肯氏差異分析進行單因素方差分析，P＜0.05表示有顯著差異。

對Illumina MiSeq測序得到的16S rDNA數(shù)據(jù)進行優(yōu)化處理，采用RDP classifier貝葉斯算法，按照97%相似性對不含單序列的非重復序列進行操作分類單元（operational taxonomic unit，OTU）聚類分析和物種分類學分析，將序列按照相似性分為各個小組，每個小組定義為一個OTU。使用美吉生物云平臺（www.majorbio.com）在OTU分類的基礎上進行多樣性分析，在分類學基礎在各個分類水平上進行物種群落結(jié)構(gòu)組成分析，對多樣本的群落組成和差異顯著性檢驗等進行統(tǒng)計學和可視化分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 肉桂精油微交囊的腸道模擬釋放曲線

肉桂精油及肉桂精油微交囊在模擬腸道環(huán)境下的釋放情況見圖1。肉桂精油組在經(jīng)過2 h的快速釋放后，釋放率增長變緩并逐漸保持基本不變；而微交囊組在初期快速釋放后緩慢釋放6 h，隨后釋放速率增加，直至逐漸釋放率達到穩(wěn)定。結(jié)果表明肉桂精油微交囊可在模擬消化道環(huán)境中具有緩釋的作用。

圖1 肉桂精油微膠囊腸道模擬釋放曲線Fig.1 Simulated intestinal release curve of cinnamon oil microcapsules

2.2 肉桂精油微交囊對小鼠體質(zhì)量和臟器指數(shù)的影響

各組小鼠的體質(zhì)量與臟器指數(shù)變化如表2所示，攝入肉桂精油微交囊對小鼠的體質(zhì)量和心、脾、腎、肝、結(jié)腸、十二指腸、腹脂的臟器指數(shù)無顯著性影響（P＞0.05）。

表2 肉桂精油微膠囊對小鼠體質(zhì)量和臟器指數(shù)的影響Table 2 Effects of cinnamon oil microcapsules on body mass and visceral organ indexes of mice

2.3 肉桂精油微交囊對小鼠肝、十二指腸、結(jié)腸組織抗氧化水平的影響

肉桂精油微交囊對組織抗氧化水平的影響見表3。與對照組相比，肉桂精油組小鼠肝組織的CAT活力顯著上升，MDA含量顯著降低；十二指腸的T-AOC，T-SOD、CAT活力和MDA含量顯著降低；結(jié)腸的T-SOD活力顯著降低，CAT活力顯著上升。與肉桂精油組相比，微交囊化的肉桂精油攝入后肝組織的T-AOC顯著上升；十二指腸的T-AOC，T-SOD、CAT活力和MDA含量顯著降低；結(jié)腸中抗氧化指標無顯著差異。結(jié)果表明微交囊化的肉桂精油能夠干預氧化損傷。

表3 肉桂精油微膠囊對小鼠抗氧化水平的影響Table 3 Effects of cinnamon oil microcapsules on antioxidant capacity in mice

2.4 肉桂精油微交囊對小鼠腸道菌群多樣性的影響

如圖2所示，為研究各組之間的相關性，本研究采用RDP classifier貝葉斯算法計算將共3 組24 個樣本在97%相似水平上進行OTU聚類，共獲得了381 個OTU。圖2A中Rank-Abundance曲線表明樣本的豐富度足夠高，且它們之間的物種分布均勻；圖2B顯示，對照組獨有的OTU為24 個，肉桂精油組獨有的OTU為22 個，微交囊組獨有的OTU為30 個；圖2C、D顯示，與對照組相比，肉桂精油組和微交囊組Sobs指數(shù)和Shannon指數(shù)均升高，且微交囊組與對照組的Shannon指數(shù)有顯著差異（P＜0.05）。結(jié)果表明肉桂精油微交囊能夠提高腸道菌群的豐富度和多樣性。

圖2 小鼠腸道菌群分類學多樣性分析Fig.2 Taxonomic analysis of gut microbiota in mice

基于OTU水平的主坐標分析（principal co-ordinates analysis，PCoA）如圖3所示，PC1（49.43%）、PC2（22.94%）的權重最高。3 組間區(qū)別明顯，表明肉桂精油和肉桂精油微交囊的攝入均能夠影響小鼠腸道菌群的組成和結(jié)構(gòu)，而與肉桂精油組相比，微交囊組和對照組在PC1水平上的距離更遠，說明肉桂精油微交囊能夠明顯調(diào)節(jié)小鼠體內(nèi)腸道菌群的組成和結(jié)構(gòu)。

圖3 OTU水平PCoA分析Fig.3 PCoA analysis of OTU levels

2.5 肉桂精油微交囊對小鼠腸道菌群物種組成的影響

基于門水平樣本物種組成結(jié)構(gòu)和差異性聚類分析可以發(fā)現(xiàn)，攝入肉桂精油后，小鼠糞便中擬桿菌門（Bacteroidetes）和疣微菌門（Verrucomicrobia）相對豐度增加明顯，厚壁菌門（Fimicutes）和放線菌門（Actinobacteria）相對豐度減少；微交囊組較肉桂精油組的Bacteroidetes和變形菌門（Proteobacteria）相對豐度增加明顯，F(xiàn)imicutes、Verrucomicrobia和Actinobacteria相對豐度減少（圖4A）。

圖4 小鼠腸道菌群門水平與科水平物種組成分析Fig.4 Analysis of bacterial community composition at the phylum and family levels in mice

由圖4B可知，3 組小鼠腸道菌群的科水平群落變化，在攝入肉桂精油后，擬桿菌科（Bacteroidaceae）、Muribaculaceae、瘤胃菌科（Ruminococcaceae）、毛螺菌科（Lachnospiraceae）、伊格爾茲氏菌科（Eggerthellaceae）、阿克曼科（Akkermansiaceae）相對豐度上升，韋榮球菌科（Erysipelotrichaceae）、雙歧桿菌科（Bifidobacteriaceae）、脫硫弧菌科（Desulfovibrionaceae）、乳桿菌科（Lactobacillaceae）相對豐度下降；此外，與肉桂精油組相比，微交囊組Bacteroidaceae、Ruminococcaceae、Lachnospiraceae、Desulfovibrionaceae、Lactobacillaceae和Family_XIII相對豐度上升，Erysipelotrichaceae、Bifidobacteriaceae、Muribaculaceae、Eggerthellaceae和Akkermansiaceae相對豐度下降。

同時，采用單因素方差分析，對屬水平下3 組樣本中豐度前15的菌屬差異性進行比較分析，共12 種菌屬存在顯著性差異，得到結(jié)果如圖5所示。與對照組相比，攝入肉桂精油主要導致norank_f__Muribaculaceae、Ruminococcaceae_UCG-014和毛螺菌屬（Lachnoclostridium）相對豐度顯著增加，乳桿菌屬（Lactobacillus）相對豐度顯著降低（P＜0.05）；微交囊組與肉桂精油組相比，擬桿菌屬（Bacteroides）、Lactobacillus、Family_XIII_AD3011_group、unclassified_f__Lachnospiraceae、布勞特氏菌屬（Blautia）、瘤胃梭菌屬（Ruminiclostridium）、norank_f__Lachnospiraceae相對豐度顯著增加，而Faecalibaculum、norank_f__Muribaculacea、Ruminococcaceae_UCG-014、戈登氏桿菌屬（Gordonibacter）相對豐度顯著降低（P＜0.05）。

圖5 小鼠腸道微生物差異性菌屬Fig.5 Differential genera of gut microbiota in mice

2.6 肉桂精油微交囊對小鼠糞便中SCFAs的影響

由圖6可知，肉桂精油組較對照組相比，總SCFAs含量顯著降低（P＜0.05），而微交囊組中丙酸、丁酸、總SCFAs水平較對照組和肉桂精油組顯著性提高（P＜0.05），結(jié)果表明攝入肉桂精油微交囊可以提高腸道中產(chǎn)SCFAs微生物的豐度水平。

圖6 3 組小鼠糞便SCFAs含量變化Fig.6 Changes in contents of fecal short-chain fatty acids in three groups of mice

3 討 論

當機體自由基數(shù)量增多時會產(chǎn)生氧化應激，并造成腸道微生物的結(jié)構(gòu)紊亂[21]，而功能性膳食補充劑（如多酚和醛類等）的攝入可以有效清除自由基，促進益生菌的增殖并抑制條件致病菌的生長，提高抗氧化能力，從而維持機體健康[22-23]。微交囊技術由于能夠維持芯材物理狀態(tài)和生理活性、控制其可持續(xù)性釋放等作用，已被廣泛應用于食品與醫(yī)藥領域。目前，對于微交囊的研究多集中于制備方法和壁材種類的選擇，而肉桂精油微交囊對于對小鼠抗氧化活性與腸道菌群影響的變化研究鮮有報道。Li Liang等[24]的研究表明，不同的制備方法和壁材種類會對微交囊的包埋率產(chǎn)生顯著影響。本研究以價廉易得、無任何毒性、易生物降解的β-環(huán)糊精為壁材，采用包結(jié)絡合法制備肉桂精油微交囊，β-環(huán)糊精能夠?qū)π静奶禺愋宰R別，在包埋的過程中選擇性包合，本研究所得微交囊包埋率與文獻[18,25]報道均在同等水平，制備出的微交囊釋放效果均勻穩(wěn)定，在使用的過程中能夠緩慢在腸道釋放發(fā)揮作用。

此外，本研究發(fā)現(xiàn)肉桂精油微交囊的攝入可顯著增強小鼠肝T-AOC，表現(xiàn)出強抗氧化活性，而十二指腸CAT活力、T-SOD活力、T-AOC與氧化損傷指標MDA水平也下降，表明微交囊化肉桂精油在腸道緩釋，可能延長其抗氧化作用時間從而導致機體內(nèi)源性的抗氧化水平代償性降低，而機體仍具有較強的干預氧化應激能力。因此，微交囊化的肉桂精油具有更強的干預氧化損傷的作用。

肉桂精油微交囊對機體氧化還原狀態(tài)平衡的調(diào)節(jié)功能可能與小鼠腸道菌群的動態(tài)平衡密切相關[26]，因此，可以通過16S rRNA V3～V4區(qū)域測序來探究其對腸道菌群的調(diào)節(jié)作用。腸道菌群門水平的研究結(jié)果表明，攝入肉桂精油可以增加小鼠腸道Bacteroidetes的相對豐度，減少Fimicutes的相對豐度，且能夠提高腸道微生物的豐富度和多樣性，這與文獻[27]的結(jié)果相似。本研究中微交囊化的肉桂精油導致的Bacteroidetes豐度增加和Fimicutes豐度減少更為明顯，且多樣性指數(shù)提高。Bacteroidetes是腸道微生物群維持機體健康狀態(tài)和穩(wěn)態(tài)的主要參與者，在免疫失調(diào)、代謝綜合征等疾病中具有積極作用[28]，F(xiàn)imicutes豐度的降低會導致肝脂質(zhì)代謝增強[29]，而腸道菌群的豐富度和多樣性水平與腸道相關疾病的發(fā)生往往呈現(xiàn)負相關性[30]。因此，肉桂精油微交囊能夠調(diào)節(jié)Bacteroidetes和Fimicutes豐度，提高腸道菌群的多樣性，從而可能促進機體健康。

在屬水平上，進一步通過差異分析，篩選出了肉桂精油微交囊顯著調(diào)控的菌群，從而探究腸道菌群與抗氧化活性之間更勝層次的關聯(lián)。本研究結(jié)果表明，微交囊組相比肉桂精油組，Bacteroides、Lactobacillus、Family_XIII_AD3011_group、unclassified_f__Lachnospiraceae、Blautia、Ruminiclostridium、norank_f__Lachnospiraceae相對豐度顯著增加，而Faecalibaculum、norank_f__Muribaculacea、Ruminococcaceae_UCG-014、Gordonibacter相對豐度顯著降低。Bacteroides和Lactobacillus是一類益生菌，Bacteroides可以抑制腸上皮細胞促炎核因子κB信號傳導，并產(chǎn)生大量應激蛋白，從而抑制氧化應激的發(fā)生[31-32]；Lactobacillus可以促進腸道內(nèi)T細胞的生成，避免炎癥性腸病的產(chǎn)生[33]，此外，Liu等[34]的研究表明，Lactobacillus產(chǎn)生的胞外多糖可以刺激巨噬細胞產(chǎn)生細胞因子，表現(xiàn)出體外的自由基清除功能，而這種體外的強抗氧化能力與體內(nèi)實驗中氧化應激的緩解程度呈現(xiàn)正相關性[35]。

Faecalibaculum作為革蘭氏陽性專性厭氧菌，被認為是腸道中Lactobacillus的主要替代物，能夠促進乳酸的產(chǎn)生和碳水化合物的代謝[36]。norank_f_Muribaculaceae、Ruminococcaceae_UCG-014、Gordonibacter屬于機會致病菌，其豐度的增加與高血壓、腸炎等疾病的發(fā)生有關[37-38]。Wang Hao等[39]對腸道菌群與氧化應激關聯(lián)分析研究表明，Ruminococcaceae_UCG-014的豐度與機體抗氧化能力呈負相關性。此外，F(xiàn)amily_XIII_AD3011_group、unclassified_f__Lachnospiraceae、Blautia、Ruminiclostridium是一類產(chǎn)SCFAs菌屬[40]。SCFAs作為重要的菌群代謝產(chǎn)物，可以驅(qū)動宿主與腸道微生物組之間的相互作用[41]，并與G蛋白偶聯(lián)受體結(jié)合促進宿主免疫力，為上皮細胞提供能量以刺激細胞增殖、分化和成熟，減少細胞凋亡[42]。本研究中，微交囊組SCFAs水平均增加，其中丙酸和丁酸水平較肉桂精油組顯著增加。而丙酸已被證實可以抑制膽固醇合成，有利于碳水化合物和脂質(zhì)的代謝[43]，丁酸對于維持腸上皮屏障具有正向作用，并且能夠通過調(diào)節(jié)T細胞的分化，來抵抗克羅恩病等腸炎疾病癥狀的發(fā)生[44-45]，臨床研究表明，結(jié)腸微生物發(fā)酵產(chǎn)生的丁酸還能夠有效緩解腸炎患者腸道的低水平炎癥和氧化應激[46]。

肉桂精油微交囊對于腸道菌群的調(diào)控也可能與其緩釋作用有關。本研究表明肉桂精油微交囊可在模擬消化道環(huán)境緩釋，可能是微交囊化使得各階段釋放的包埋物質(zhì)位于微交囊空腔的不同位置，從而延緩了包埋物質(zhì)的釋放[47]。這種緩釋作用可能避免肉桂精油對腸道內(nèi)有益菌微生物（Bacteroides、Lactobacillus等）的抑制作用，同時，Janatova等[48]的研究表明，包埋后的微交囊在持續(xù)釋放期間仍具有較強抑制有害菌的活性。而最近的研究表明，不同微生物對肉桂精油的敏感性有所不同[49]。因此，微交囊化的緩釋作用可能降低進入腸道初期釋放肉桂精油的劑量，延長了肉桂精油作用的時間，避免了對敏感度較高的有益菌群產(chǎn)生抑制，同時增強了部分有害菌的抑制作用，從而具有更強的調(diào)節(jié)腸道菌群平衡的作用，相關直接證據(jù)有待后續(xù)的進一步的研究證實。

本研究表明，肉桂精油微交囊能夠提高腸道菌群多樣性，維持腸道穩(wěn)態(tài)，調(diào)控腸道菌群結(jié)構(gòu)，通過促進Bacteroides和Lactobacillus等有益菌的豐度，抑制Ruminococcaceae_UCG-014等條件致病菌的增殖，提高機體抵御氧化應激的能力，并促進腸道SCFAs的產(chǎn)生，發(fā)揮丙酸和丁酸促進機體代謝、維持機體健康的正向功能。