趙明姣，鐘亞?wèn)|，張 豪，胡婕倫，熊 濤，聶少平，謝明勇

（南昌大學(xué) 食品科學(xué)與技術(shù)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，中加食品科學(xué)與技術(shù)聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室（南昌），江西 南昌 330047）

潰瘍性結(jié)腸炎（ulcerative colitis，UC）是一種病因尚不明確、易反復(fù)發(fā)作的慢性腸道炎癥疾病，其主要臨床表現(xiàn)為體質(zhì)量減輕、腹瀉、腹痛、便血、腸上皮屏障缺損等[1]，UC發(fā)病機(jī)制較復(fù)雜，主要與環(huán)境、免疫、遺傳和腸道微生物等因素有關(guān)[2]。近年來(lái)結(jié)腸炎發(fā)病率在世界各地范圍內(nèi)呈上升趨勢(shì)，嚴(yán)重地影響了患者的身心健康，成為一個(gè)全球性公共衛(wèi)生問(wèn)題[3]。目前治療結(jié)腸炎的藥物主要為糖皮質(zhì)激素、氨基水楊酸、免疫抑制劑和生物抑制劑等，但是這些藥物存在副作用大、復(fù)發(fā)率高、療效單一和價(jià)格昂貴等諸多問(wèn)題[4-5]。研究證實(shí)中藥和一些常見(jiàn)的食用菌、蔬菜、水果及其提取物對(duì)結(jié)腸炎的防治具有較好的效果，并且副作用輕微，受到人們廣泛的關(guān)注[6-8]。

胡蘿卜（Daucus carotaL.）營(yíng)養(yǎng)成分豐富，含有多種與抗炎、抗氧化、免疫調(diào)節(jié)、抗腫瘤、調(diào)節(jié)血脂、預(yù)防心血管疾病等有關(guān)的生物活性成分，如多糖、類胡蘿卜素、多酚、VC和葉酸等[9]，對(duì)人體具有良好的保健功效[10-11]。人群隨訪研究發(fā)現(xiàn)，每周攝入2～4 個(gè)或更多的生胡蘿卜（＞32 g/d）能夠使結(jié)直腸癌罹患風(fēng)險(xiǎn)降低17%[12]。本課題組前期的研究發(fā)現(xiàn)，10 mL/kgmb的胡蘿卜汁灌胃處理能緩解三硝基苯磺酸誘導(dǎo)的小鼠結(jié)腸炎的炎癥反應(yīng)，抑制氧化損傷，明顯緩解結(jié)腸炎癥狀[13]，這些研究結(jié)果表明胡蘿卜在預(yù)防和緩解UC方面潛力巨大。研究證實(shí)，加工方法對(duì)食品結(jié)構(gòu)上的修飾能夠顯著影響植物化學(xué)物質(zhì)的釋放、吸收和轉(zhuǎn)化等，進(jìn)而改變其生物利用度和生物活性[14]。Zaccari等[15]研究發(fā)現(xiàn)蒸煮可將生胡蘿卜中β-胡蘿卜素的生物利用度提高3～16 倍。人群實(shí)驗(yàn)研究表明橙汁經(jīng)乙醇發(fā)酵后類胡蘿卜素的生物利用度顯著提高，可使人血漿中β-隱黃質(zhì)濃度提高23.6 倍[16]。乳酸菌發(fā)酵可有效提高壇紫菜上清液中總酚和總黃酮含量，促進(jìn)乳酸、精氨酸、脯氨酸等代謝物的釋放，提高抗氧化活性和α-葡萄糖苷酶及胰脂肪酶抑制活性，具有減緩和鋪助治療糖尿病、肥胖等慢性疾病的潛在功效[17]。然而胡蘿卜經(jīng)不同加工方式處理后，其在緩解結(jié)腸炎方面的效果如何尚不清楚。

因此，本研究通過(guò)葡聚糖硫酸鈉（dextran sulfate sodium，DSS）誘導(dǎo)建立小鼠UC模型，評(píng)價(jià)不同加工方式下（打漿、高溫蒸煮、發(fā)酵）胡蘿卜對(duì)小鼠UC的影響，以期為胡蘿卜產(chǎn)品的進(jìn)一步開(kāi)發(fā)提供科學(xué)依據(jù)，為膳食預(yù)防和緩解UC提供參考。

1 材料與方法

1.1 動(dòng)物、材料與試劑

SPF級(jí)5 周齡C57BL/6J雄性小鼠購(gòu)自湖南斯萊克景達(dá)實(shí)驗(yàn)動(dòng)物技術(shù)有限公司，動(dòng)物生產(chǎn)許可證號(hào)：SCXK（湘）2019-0004。

AIN93G飼料定制自江蘇帆泊生物技術(shù)有限公司。

新鮮黃胡蘿卜購(gòu)自天虹商場(chǎng)（產(chǎn)地安徽）；乳酸菌混合發(fā)酵劑（植物乳桿菌、副干酪乳桿菌、嗜酸乳桿菌）由南昌大學(xué)食品科學(xué)與技術(shù)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室熊濤老師課題組提供。

膳食纖維檢測(cè)試劑盒 愛(ài)爾蘭Megazyme公司；α-淀粉酶（10080）、胃蛋白酶（P6887）、胰酶（P7545）美國(guó)Sigma-Aldrich公司；豬膽粉（LA1090）、4%組織固定液 北京索萊寶科技有限公司；葡聚糖硫酸鈉美國(guó)MP Biomedical公司；蘇木精、伊紅染料和阿利新藍(lán)-過(guò)碘酸席夫（Alcian blue-periodic acid Schiff，AB-PAS）染液 武漢賽維爾生物有限公司；腫瘤壞死因子-α（tumor necrosis factor-α，TNF-α）、白細(xì)胞介素（interleukin，IL）-6、IL-10和IL-1β酶聯(lián)免疫吸附測(cè)定（enzyme-linked immunosorbent assay，ELISA）試劑盒 江蘇酶免生物科技有限公司；總超氧化物歧化酶（superoxide dismutase，SOD）活性檢測(cè)試劑盒（WST-8法）和脂質(zhì)氧化（丙二醛（malondialdehyde，MDA））檢測(cè)試劑盒 上海碧云天科技有限公司；其他試劑都為國(guó)產(chǎn)分析純。

1.2 儀器與設(shè)備

破壁機(jī) 九陽(yáng)股份有限公司；T6紫外-可見(jiàn)分光光度計(jì) 北京普析通用儀器有限責(zé)任公司；立式壓力蒸汽滅菌鍋 上海博迅實(shí)業(yè)有限公司醫(yī)療設(shè)備廠；恒溫培養(yǎng)箱 上海森信實(shí)驗(yàn)儀器公司；FreeZone?冷凍干燥機(jī) 美國(guó)Labconco公司；iMark多功能酶標(biāo)儀美國(guó)Bio-Rad公司；KZ-II組織破碎儀 武漢賽維爾生物科技有限公司；冷凍離心機(jī) 德國(guó)Eppendorf公司；Aperio LV1型病理切片掃描儀 德國(guó)Leica儀器有限公司。

1.3 方法

1.3.1 不同加工方式胡蘿卜的制備

挑選新鮮的胡蘿卜，自來(lái)水清洗干凈，切成厚度約0.5 cm的片狀，加水（m（胡蘿卜）∶m（水）＝1∶1）打漿2 min，得到打漿胡蘿卜（RCP）。將打漿胡蘿卜105 ℃蒸煮20 min，得到高溫蒸煮胡蘿卜（SCP）。高溫蒸煮胡蘿卜快速冷卻至室溫，在無(wú)菌條件下接種0.02%（終質(zhì)量分?jǐn)?shù)）乳酸菌混合發(fā)酵劑，混勻，于37 ℃靜置發(fā)酵42 h，滅菌后（105 ℃，20 min）即得發(fā)酵胡蘿卜（FCP），3 種加工方式胡蘿卜于-20 ℃避光保存。

1.3.2 胡蘿卜類胡蘿卜素、膳食纖維含量測(cè)定

類胡蘿卜素的提取與測(cè)定參照文獻(xiàn)[18]的方法稍作調(diào)整。胡蘿卜與混合提取液（V（乙醇）∶V（正己烷）∶V（丙酮）＝1∶2∶1）以1∶3（m/V）比例混勻，45 ℃超聲30 min，多次重復(fù)提取至接近無(wú)色，離心（8 000 r/min，10 min），收集上層溶液，旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)，正己烷定容。用紫外分光光度計(jì)于450 nm波長(zhǎng)處測(cè)定吸光度，以正己烷作對(duì)照。

膳食纖維含量測(cè)定參照GB 5009.88—2014《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) 食品中膳食纖維的測(cè)定》。

1.3.3 類胡蘿卜素生物可及性的測(cè)定

本研究通過(guò)靜態(tài)體外消化模型測(cè)定類胡蘿卜素的生物可及性，體外模擬消化過(guò)程參考文獻(xiàn)[19]的方法。消化完成后離心（12 000 r/min，20 min），參考文獻(xiàn)[20]的方法從消化液中分離出含有混合膠束的上清液，加入混合提取液萃取、旋蒸、定容，用紫外分光光度計(jì)測(cè)定消化液中類胡蘿卜素含量，按照Wellala等[21]的方法計(jì)算類胡蘿卜素生物可及性。

1.3.4 小鼠飼料配方的確定

以《中國(guó)居民膳食指南》成年人（60 kg）每日新鮮蔬菜攝入推薦量（500 g）為參照，預(yù)設(shè)小鼠飲食劑量為3 g/d，按照成年人與小鼠的體質(zhì)量-劑量折算關(guān)系進(jìn)行換算[22]，最終得出AIN93G飼料中胡蘿卜凍干粉添加量為5.05%（以干質(zhì)量計(jì)）。根據(jù)胡蘿卜的添加量及膳食纖維含量，調(diào)整干預(yù)組飼料中的淀粉與纖維素比例，飼料成分如表1所示。

表1 飼料成分表Table 1 Composition of experimental diets

1.3.5 動(dòng)物實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)及分組

小鼠在室溫（25±0.5）℃和相對(duì)濕度（50±5）%環(huán)境下飼養(yǎng)，光/暗循環(huán)為12 h/12 h，所有小鼠適應(yīng)性靜養(yǎng)一周后，按體質(zhì)量隨機(jī)分成5 組（n＝10）：正常組（Normal組）、模型組（Model組）、打漿胡蘿卜組（RCP組）、高溫蒸煮胡蘿卜組（SCP組）和發(fā)酵胡蘿卜組（FCP組）。Normal和Model組全程給予AIN93G純化飼料，RCP、SCP和FCP組分別給予添加了打漿胡蘿卜、高溫蒸煮胡蘿卜和發(fā)酵胡蘿卜的定制飼料。實(shí)驗(yàn)期間每天觀察并記錄小鼠的進(jìn)食量、飲水量及體質(zhì)量變化。飼喂7 d后，除Normal組外，其他組飲水更換為3% DSS進(jìn)行造模；造模7 d后，停止給予DSS，24 h后，小鼠脫頸處死，量取結(jié)腸長(zhǎng)度并記錄，收集小鼠各器官部分保存于-80 ℃冰箱或多聚甲醛溶液中。動(dòng)物實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)如圖1所示。本研究中涉及動(dòng)物的所有程序均按照國(guó)家衛(wèi)生研究院實(shí)驗(yàn)動(dòng)物護(hù)理和使用指南進(jìn)行，并經(jīng)南昌大學(xué)實(shí)驗(yàn)動(dòng)物科學(xué)中心倫理委員會(huì)批準(zhǔn)。

圖1 動(dòng)物實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)Fig.1 Animal experimental design

1.3.6 疾病活動(dòng)指數(shù)測(cè)定

造模期間，按照Wirtz等[23]的評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)對(duì)小鼠的糞便性狀、便血情況和體質(zhì)量下降情況進(jìn)行評(píng)分，疾病活動(dòng)指數(shù)（disease activity index，DAI）為3 個(gè)指標(biāo)得分總分的平均值。

1.3.7 組織病理學(xué)觀察

結(jié)腸組織用4%多聚甲醛溶液固定24 h，經(jīng)石蠟包埋、切片、脫蠟后用蘇木精-伊紅（hematoxylin-eosin staining，HE）染色，中性樹(shù)膠封片后于病理掃描切片儀下觀察結(jié)腸組織形態(tài)，根據(jù)Kang Yifei等[24]所描述的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行組織學(xué)損傷評(píng)分，得分為3 個(gè)指標(biāo)評(píng)分之和。

1.3.8 小鼠結(jié)腸炎癥因子測(cè)定

根據(jù)ELISA試劑盒說(shuō)明書(shū)測(cè)定小鼠結(jié)腸組織中炎癥因子TNF-α、IL-1β、IL-6和IL-10的含量。

1.3.9 結(jié)腸組織氧化應(yīng)激指標(biāo)的測(cè)定

精確稱取結(jié)腸組織，加入適量勻漿液勻漿混勻，按照相應(yīng)試劑盒的說(shuō)明，分別測(cè)定SOD活力和MDA含量。

1.3.10 AB-PAS染色

結(jié)腸組織用4%多聚甲醛溶液固定24 h，經(jīng)石蠟包埋、切片、脫蠟后用AB-PAS染液進(jìn)行浸染，經(jīng)無(wú)水乙醇脫水，中性樹(shù)膠封片后在病理切片掃描儀下采集切片圖像信息，采用Image pro plus 6.0軟件對(duì)切片中杯狀細(xì)胞數(shù)量進(jìn)行計(jì)算。

1.3.11 免疫組化檢測(cè)緊密連接蛋白的表達(dá)測(cè)定

將結(jié)腸切片進(jìn)行脫蠟水化，再進(jìn)行高壓抗原修復(fù)，使用體積分?jǐn)?shù)3%的H2O2去離子水37 ℃孵育，磷酸鹽緩沖液（phosphate buffered saline，PBS）（0.01 mol/L pH 7.4）洗滌3 次；采用山羊血清孵育30 min，然后滴加一抗4 ℃過(guò)夜，PBS洗滌3 次，滴加二抗37 ℃孵育30 min，PBS洗滌3 次。使用3,3-二氨基聯(lián)苯胺顯色，并用蘇木素進(jìn)行復(fù)染，中性樹(shù)膠封片。用病理切片掃描儀觀察并拍照。細(xì)胞核為藍(lán)色，蛋白陽(yáng)性表達(dá)為棕黃色。采用Image pro plus軟件按下式計(jì)算圖像中的蛋白表達(dá)面積百分比。

1.3.12 短鏈脂肪酸含量測(cè)定

稱取適量小鼠結(jié)腸內(nèi)容物并記錄質(zhì)量，加入0.6 mL生理鹽水和研磨珠，勻漿（70 Hz，1 min），渦旋1 min，13 000 r/min離心5 min，吸取0.5 mL上清液，加入0.2 mL體積分?jǐn)?shù)10%硫酸溶液渦旋1 min混勻，加入0.4 mL無(wú)水乙醚，渦旋混勻，靜置2 min，13 000 r/min離心2 min，上清液過(guò)0.22 μm有機(jī)濾頭后上機(jī)，色譜條件參照鄭志天等[25]的研究條件。

1.4 數(shù)據(jù)處理與分析

統(tǒng)計(jì)結(jié)果以平均值±標(biāo)準(zhǔn)差表示。使用SPSS 26.0軟件對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，采用單因素方差分析及Tukey多重比較檢驗(yàn)（P＜0.05被認(rèn)為差異顯著，P＜0.1為傾向于顯著變化），采用GraphPad Prism 8.3軟件繪圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 胡蘿卜主要成分及類胡蘿卜素生物可及性變化

由表2可知，高溫蒸煮處理對(duì)類胡蘿卜素含量無(wú)顯著影響，但可顯著降低可溶性、不溶性和總膳食纖維含量（P＜0.05），進(jìn)一步的發(fā)酵處理不僅抑制了可溶性膳食纖維含量的顯著降低，且顯著提高了其在總膳食纖維中的比例（P＜0.05）。另外，加工方式顯著改變了胡蘿卜素的生物可及性，由大到小依次為FCP＞SCP＞RCP（P＜0.05）。

表2 胡蘿卜主要成分及類胡蘿卜素生物可及性變化Table 2 Changes of main components and carotenoid bioaccessibility in carrots

2.2 小鼠進(jìn)食量和飲水量變化

實(shí)驗(yàn)期間對(duì)各組小鼠的進(jìn)食量和飲水量進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，計(jì)算每只小鼠每日平均進(jìn)食量和飲水量，結(jié)果如圖2所示，在第1～10天，各組小鼠平均進(jìn)食量穩(wěn)定在2～3 g之間，飲水量穩(wěn)定在2.7～4.0 g之間，各組小鼠之間進(jìn)食量和飲水量無(wú)明顯差異。在第14天，與Normal組相比，DSS處理組小鼠的進(jìn)食量和飲水量均顯著減少（P＜0.05），然而飼喂RCP、SCP和FCP對(duì)兩者無(wú)顯著性影響。

圖2 小鼠進(jìn)食量（A）和飲水量（B）Fig.2 Food intake (A) and water consumption (B) of mice

2.3 胡蘿卜對(duì)小鼠體質(zhì)量及疾病活動(dòng)指數(shù)的影響

體質(zhì)量變化和DAI能直觀地反映小鼠的健康狀況，是評(píng)價(jià)疾病發(fā)展的重要指標(biāo)[26]。如圖3所示，飲用3% DSS的小鼠在實(shí)驗(yàn)的第11天開(kāi)始體質(zhì)量下降，糞便稀松，部分出現(xiàn)腹瀉、肉眼血便的情況，隨著造模明間的延長(zhǎng)病情逐漸加重，小鼠出現(xiàn)精神萎靡、體質(zhì)量急劇下降、肛門(mén)腫脹、糞便呈水樣狀且?guī)а痊F(xiàn)象。在第14天，Model組小鼠體質(zhì)量下降至原體質(zhì)量的85.6%，DAI增加到3.50，這表明急性UC模型造模成功。在第14天，與Model組相比，各胡蘿卜組干預(yù)均能顯著減緩DSS誘導(dǎo)的小鼠體質(zhì)量減輕，并降低DAI（P＜0.05）。

圖3 胡蘿卜對(duì)小鼠體質(zhì)量變化率（A）和DAI（B）的影響Fig.3 Effect of carrot-supplemented diet on the percentage change of body mass (A) and disease activity index (B) in mice

2.4 胡蘿卜對(duì)小鼠結(jié)腸長(zhǎng)度和結(jié)腸組織病理的影響

如圖4所示，與Normal組相比，Model組小鼠結(jié)腸出現(xiàn)了明顯的水腫、充血、黏連等癥狀，結(jié)腸長(zhǎng)度顯著降低（（6.77±0.52）cm對(duì)比（4.66±0.36）cm）（P＜0.05），HE染色結(jié)果顯示Model組小鼠結(jié)腸上皮細(xì)胞損傷嚴(yán)重，隱窩結(jié)構(gòu)變形或大范圍消失，出現(xiàn)炎癥細(xì)胞浸潤(rùn)；而經(jīng)RCP、SCP和FCP干預(yù)后的小鼠結(jié)腸長(zhǎng)度（（5.03±0.42）、（5.31±0.34）cm和（5.33±0.31）cm）和外觀均有所改善，HE染色結(jié)果顯示小鼠結(jié)腸結(jié)構(gòu)較為完整，組織損傷輕微，黏膜上皮結(jié)構(gòu)較為完整，隱窩結(jié)構(gòu)基本完整與規(guī)則，其中SCP和FCP能顯著抑制結(jié)腸炎小鼠結(jié)腸縮短和減輕結(jié)腸組織損傷（P＜0.05）。

圖4 胡蘿卜對(duì)小鼠結(jié)腸長(zhǎng)度和病理?yè)p傷的影響Fig.4 Effect of carrots on colonic length and pathological injury in mice

2.5 胡蘿卜對(duì)小鼠結(jié)腸炎癥因子的影響

如圖5所示，與Normal組相比，Model組小鼠結(jié)腸組織中的TNF-α、IL-1β、IL-6水平顯著升高（P＜0.05），IL-10水平顯著下降（P＜0.05），表明Model組小鼠發(fā)生了炎癥反應(yīng)。與Model組相比，各胡蘿卜組小鼠結(jié)腸組織TNF-α、IL-1β、IL-6水平均顯著降低（P＜0.05），IL-10水平顯著升高（P＜0.05）。FCP對(duì)DSS誘導(dǎo)的結(jié)腸組織IL-6含量升高的抑制作用顯著優(yōu)于RCP和SCP（P＜0.05）。

圖5 胡蘿卜對(duì)小鼠結(jié)腸炎癥因子的影響Fig.5 Effect of carrots on colonic inflammatory factors in mice

2.6 胡蘿卜對(duì)結(jié)腸氧化應(yīng)激的影響

如圖6所示，與Normal組相比，Model組結(jié)腸組織MDA水平顯著升高（P＜0.05）、抗氧化酶SOD水平顯著降低（P＜0.05），而FCP干預(yù)可顯著抑制DSS誘導(dǎo)的結(jié)腸組織MDA水平升高（P＜0.05）。

圖6 胡蘿卜對(duì)小鼠結(jié)腸氧化應(yīng)激的影響Fig.6 Effect of carrots on colonic oxidative stress in mice

2.7 胡蘿卜對(duì)杯狀細(xì)胞的影響

黏液層主要由杯狀細(xì)胞及其分泌的黏蛋白組成，結(jié)腸組織中過(guò)多的炎癥細(xì)胞因子會(huì)引起杯狀細(xì)胞凋亡，導(dǎo)致黏膜屏障完整性被破壞[27]。如圖7所示，Model組與Normal組相比，結(jié)腸杯狀細(xì)胞數(shù)量顯著減少（（167±41）個(gè)對(duì)比（473±53）個(gè)）（P＜0.05），有些隱窩結(jié)構(gòu)中幾乎不含杯狀細(xì)胞，表明DSS處理能夠誘導(dǎo)結(jié)腸組織杯狀細(xì)胞衰竭。胡蘿卜組小鼠結(jié)腸組織杯狀細(xì)胞均勻地分布在隱窩當(dāng)中，其中FCP干預(yù)顯著增加了結(jié)腸炎小鼠結(jié)腸杯狀細(xì)胞的數(shù)量（P＜0.05），這說(shuō)明FCP可以改善結(jié)腸炎小鼠杯狀細(xì)胞減少，其可能通過(guò)刺激杯狀細(xì)胞增殖并分泌黏液來(lái)維持腸道屏障的完整性。

2.8 胡蘿卜對(duì)緊密連接蛋白表達(dá)的影響

腸上皮緊密連接蛋白（ZO-1、Claudin-1和Occludin）是腸道屏障的重要組成部分，其表達(dá)的減少會(huì)引起免疫反應(yīng)失調(diào)，從而誘發(fā)腸道炎癥[28]。如圖8免疫組化染色結(jié)果顯示，Normal組中ZO-1、Claudin-1和Occludin的表達(dá)量較高，主要分布在結(jié)腸組織表面與隱窩結(jié)構(gòu)之間，排列整齊，呈連續(xù)分布；在Model組中，3 種緊密連接蛋白的表達(dá)量均顯著降低（P＜0.05），且排列紊亂，呈不連續(xù)分布，部分區(qū)域甚至出現(xiàn)完全丟失的情況；在RCP、SCP和FCP組中3 種蛋白的表達(dá)量均顯著高于Model組（P＜0.05），表明胡蘿卜通過(guò)調(diào)節(jié)緊密連接蛋白表達(dá)改善腸道機(jī)械屏障，這可能是緩解結(jié)腸炎的一個(gè)重要原因。

圖8 胡蘿卜對(duì)小鼠結(jié)腸緊密連接蛋白表達(dá)的影響Fig.8 Effect of carrots on colonic expression of tight junction proteins in mice

2.9 胡蘿卜對(duì)結(jié)腸內(nèi)容物短鏈脂肪酸的影響

如圖9所示，與Normal組相比，Model組小鼠結(jié)腸內(nèi)容物中丙酸和異丁酸水平顯著降低（P＜0.05），表明DSS處理誘導(dǎo)了小鼠腸道環(huán)境紊亂。與Model組相比，F(xiàn)CP組丁酸水平顯著增加（P＜0.05），丙酸水平傾向于顯著增加（P＜0.1），且后者丁酸和丙酸水平與Normal組無(wú)顯著差異。

圖9 胡蘿卜對(duì)小鼠結(jié)腸內(nèi)容物短鏈脂肪酸水平的影響Fig.9 Effect of carrots on colonic levels of short-chain fatty acids in mice

3 討論

本研究結(jié)果顯示，3 種不同方式加工（打漿、高溫蒸煮、發(fā)酵）的胡蘿卜均可在不同程度上減輕小鼠UC，其中發(fā)酵胡蘿卜的改善作用最佳，高溫蒸煮胡蘿卜次之。本研究推測(cè)，胡蘿卜對(duì)結(jié)腸炎的緩解作用可能歸因于其抗炎特性和對(duì)腸道屏障的保護(hù)作用，且加工處理改善了胡蘿卜中功能物質(zhì)的含量和/或性質(zhì)，從而加強(qiáng)了其抗結(jié)腸炎作用。促炎因子和抗炎因子的平衡紊亂是UC發(fā)病機(jī)制之一，當(dāng)結(jié)腸炎發(fā)生明，促炎因子和抗炎因子會(huì)發(fā)生相應(yīng)的變化，前者大量釋放，后者的生成被抑制，導(dǎo)致炎癥反應(yīng)加劇[29]。本研究發(fā)現(xiàn)，3 種加工方式下的胡蘿卜均可顯著降低促炎因子水平，并提升抗炎因子水平，這表明胡蘿卜在調(diào)節(jié)二者之間的平衡方面表現(xiàn)出良好的效果。此外，UC的典型癥狀是腸上皮屏障的緊密性和完整性被破壞，多項(xiàng)研究證實(shí)，腸上皮屏障的破壞與ZO-1、Claudin-1和Occludin的表達(dá)減少有關(guān)[30-32]。本研究發(fā)現(xiàn)緊密連接蛋白ZO-1、Claudin-1和Occludin在所有胡蘿卜組均具有較高的表達(dá)，進(jìn)而能夠加強(qiáng)腸道上皮屏障完整性。同明，結(jié)腸炎發(fā)生過(guò)程中也會(huì)產(chǎn)生大量的氧自由基，損傷腸黏膜，破壞腸道屏障[33]，而胡蘿卜及其制品具有較強(qiáng)的抗氧化活性可能是其保護(hù)腸道屏障功能的重要因素之一[34]。

胡蘿卜中富含類胡蘿卜素、多糖、多酚等多種功能物質(zhì)，食品加工技術(shù)不僅可以促進(jìn)這些物質(zhì)的釋放，也可產(chǎn)生有益代謝物，更好地發(fā)揮抗炎效果，進(jìn)一步幫助減輕結(jié)腸炎癥[35-36]。膳食纖維作為胡蘿卜的主要功能物質(zhì)，本研究結(jié)果表明高溫蒸煮可顯著降低其含量，但進(jìn)一步的發(fā)酵則抑制了以水溶性多糖為主的可溶性膳食纖維含量的降低。而萬(wàn)宇俊[37]發(fā)現(xiàn)益生菌發(fā)酵不僅提高了胡蘿卜原漿的水溶性多糖得率，同明還改變了多糖的基本結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致其對(duì)2型糖尿病大鼠的健康改善作用更好。推測(cè)發(fā)酵引起的多糖性質(zhì)改善可能是導(dǎo)致本研究中FCP效果最優(yōu)的原因之一。同明，F(xiàn)CP顯著增加了多糖-菌群的代謝產(chǎn)物丁酸的含量，顯著抑制了結(jié)腸組織IL-6水平的升高。丁酸可能通過(guò)抑制炎癥細(xì)胞因子級(jí)聯(lián)反應(yīng)發(fā)揮抗炎作用，進(jìn)而抑制腸道IL-6生成。此外，丁酸還能夠促進(jìn)腸道黏膜細(xì)胞的增殖，參與增強(qiáng)腸道屏障[38]，這進(jìn)一步解釋了前文FCP可以改善結(jié)腸杯狀細(xì)胞數(shù)量減少的現(xiàn)象。

然而，本研究發(fā)現(xiàn)高溫蒸煮也可增強(qiáng)胡蘿卜的抗結(jié)腸炎作用，具體表現(xiàn)為對(duì)結(jié)腸縮短和病理?yè)p傷的抑制作用增強(qiáng)，表明膳食纖維之外的其他活性物質(zhì)也參與其中。類胡蘿卜素是胡蘿卜中最廣為熟知的活性物質(zhì)，多項(xiàng)研究均表明其具有良好的抗結(jié)腸炎作用[39-40]。這類物質(zhì)的生物利用過(guò)程包括胃腸道消化（釋放）、吸收、代謝和排泄[41]。研究證實(shí)高溫、發(fā)酵等加工方式可以顯著增加類胡蘿卜素的釋放和吸收，提高其生理功能[34,42-43]。本研究結(jié)果表明高溫蒸煮和發(fā)酵對(duì)類胡蘿卜素含量無(wú)影響但可增加其生物可及性，且后者與抗結(jié)腸炎作用呈一定的劑量-效應(yīng)關(guān)系，體現(xiàn)出類胡蘿卜素生物可及性的重要性。此外，多酚可能也是重要的抗結(jié)腸炎物質(zhì)。Kim等[44]通過(guò)比較紫胡蘿卜與黃胡蘿卜的抗結(jié)腸炎癥作用及其多酚含量，總結(jié)出豐富的花青素含量是紫胡蘿卜具有較優(yōu)效果的原因之一。本課題組前期發(fā)現(xiàn)益生菌發(fā)酵胡蘿卜原漿可顯著提高多酚含量及其體外抗氧化能力，而Yu Chenchen等[45]也有相似的發(fā)現(xiàn)。

胡蘿卜作為一個(gè)整體的食物，其中的有效成分十分復(fù)雜，其緩解結(jié)腸炎的作用應(yīng)是多種有效成分共同作用的結(jié)果。這些活性成分如何聯(lián)系起來(lái)改善結(jié)腸炎的機(jī)制是非常復(fù)雜的，未來(lái)應(yīng)繼續(xù)探索這些活性成分的協(xié)同作用。

綜上所述，高溫蒸煮和發(fā)酵可改變打漿胡蘿卜中膳食纖維含量及類胡蘿卜素生物可及性，增強(qiáng)其對(duì)小鼠UC的緩解作用，其中發(fā)酵胡蘿卜改善作用更為顯著。