肠杆菌科中的致病性大肠杆菌和鼠伤寒沙门氏菌的生长受到茶酚类及其芳香代谢物存在的强烈抑制(表3和表4)。共生大肠杆菌也被抑制到类似程度。肠炎沙门氏菌ATCC 13076的生长抑制仅在芳香茶代谢物中培养时观察到(表3和表4)。
构成人类肠道微生物群大部分的梭菌属和拟杆菌属细菌的生长也普遍受到茶酚类及其芳香代谢物的抑制。特别是,病原体产气荚膜梭菌被3-氧-甲基没食子酸和没食子酸强烈抑制(表3)。当拟杆菌属在芳香族化合物中生长时也观察到抑制作用(表3和表4),在茶多酚代谢物中生长时观察到更显著的抑制(表4)。
益生菌乳酸杆菌和双歧杆菌的生长受芳香族化合物的影响较小(表3和表4),除了被咖啡酸抑制以及3-苯基丙酸对干酪乳酸杆菌Shirota株的抑制。
为了研究酚类代谢和细菌生长的作用,通过GC-MS测量了六种生长被茶酚类显著抑制的细菌(包括大肠杆菌ATCC 11775、肠炎沙门氏菌ATCC 13076、金黄色葡萄球菌NCTC 7447、干酪乳酸杆菌Shirota株、产气荚膜梭菌NCTC 6719和短双歧杆菌ATCC 15700)的上清液和沉淀物中的芳香族化合物(表6)。在无细菌的情况下记录了补充到细菌肉汤中的芳香族化合物的损失,并且细菌引起的芳香族化合物损失在不同芳香族化合物和不同细菌之间差异很大。金黄色葡萄球菌是唯一不促进任何酚类化合物消耗的细菌。
在4种研究的细菌中检测到表儿茶素和儿茶素的吸收或其代谢。在表儿茶素和儿茶素孵育后,表儿茶素在金黄色葡萄球菌中积累,同时在上清液中检测到苯乙酸和4-羟基苯乙酸(来自儿茶素)(表6)。在表儿茶素和儿茶素孵育后,分别在大肠杆菌ATCC 11775和短双歧杆菌ATCC 15700的细胞中也检测到苯乙酸(表6),但仅在大肠杆菌11775中,表儿茶素和儿茶素的上清液中形成。儿茶素和表儿茶素之间的异构体相互转化在一些单独细菌培养基中孵育时被检测到,并且通过添加金黄色葡萄球菌、肠炎沙门氏菌和大肠杆菌进一步增加。肠炎沙门氏菌独特地能够在表儿茶素孵育后在培养基中产生3-苯基丙酸,并在儿茶素孵育后积累4-羟基苯乙酸(表6)。3-氧-甲基没食子酸和没食子酸在24小时孵育后在任何细菌中均未检测到,也未检测到它们的任何其他代谢物。所有细菌都导致3-氧-甲基没食子酸的减少,并且所检查的细菌中没有一种显示没食子酸减少(表6)。所有6种细菌最初都没有检测到咖啡酸,但在补充咖啡酸后,只有肠炎沙门氏菌和金黄色葡萄球菌仍然缺乏。在肠炎沙门氏菌和干酪乳酸杆菌Shirota株中分别检测到4-羟基苯乙酸和3-(4-羟基苯基)丙酸,但在其他细菌中未产生代谢物。
在所有细菌中都检测到3-苯基丙酸,并且在补充后持续积累。然而,仅检测到这种芳香酸的单一羟基化代谢物,即3-(4-羟基苯基)丙酸,并且仅在肠炎沙门氏菌和产气荚膜梭菌中检测到(表6)。3-(4-羟基苯基)丙酸在24小时补充后存在于大多数细菌中,但金黄色葡萄球菌除外(表6)。在细菌中未检测到3-(4-羟基苯基)丙酸的代谢物。在补充4-羟基苯乙酸后,在肠炎沙门氏菌、短双歧杆菌和产气荚膜梭菌的细胞中检测到4-羟基苯乙酸,但在其他细菌中仍然缺失。肠炎沙门氏菌是唯一拥有这种酚类代谢物的细菌,包括苯乙酸、3-苯基丙酸和3-(4-羟基苯基)丙酸。
在本研究期间分析的任何样品中均未检测到以下芳香族化合物的水平:4-乙基苯酚、苯乙酸、邻苯二酚(1,4-二羟基苯)、3,4,5-三甲氧基苯、1,3,5-三甲氧基苯、2-羟基苯甲酸、4-甲氧基苯甲酸、1,2,4-或1,2,3-三羟基苯、3-羟基苯甲酸、3-羟基苯乙酸、3,4-二羟基苯甲醛、4-羟基苯甲酸、3-甲氧基苯基丙酸、3,4-二甲氧基苯乙酸、2,3-二羟基苯甲酸、4-羟基-3-甲氧基苯乙酸(高香草酸)、2,5-二羟基苯甲酸、3,5-二羟基苯甲酸、3,4-氧-二甲基没食子酸、4-羟基-3,5-二甲氧基苯甲酸、2,3,4-三羟基苯甲酸、3,4-二羟基苯基丙酸、3,4,5-三甲氧基苯基丙酸、4-羟基-3-甲氧基肉桂酸(阿魏酸)、3-羟基-4-甲氧基肉桂酸(异阿魏酸)、3,5-二甲氧基-4-羟基肉桂酸、白藜芦醇、根皮素、圣草酚、大豆苷、橙皮素、花旗松素、芹菜素、异鼠李素、香叶木素、杨梅酮和木犀草素。
4.讨论
酚类约占茶叶干重的30%,特别是儿茶素和没食子酸。我们的分析测量了已被鉴定为茶成分的各种芳香族和酚类化合物,包括表儿茶素、儿茶素、3-氧-甲基没食子酸和没食子酸。
在与人类粪便细菌匀浆孵育期间,观察到添加的主要茶提取物酚类(如表儿茶素、儿茶素、3-氧-甲基没食子酸和没食子酸)显著消耗,同时苯丙酸增加。先前的研究已经确定了茶中存在的特定多酚的几种肠道细菌代谢物。
目前,据信胃肠道内栖息着500-1000种不同的微生物物种;然而,仅鉴定出少数催化酚类代谢的细菌物种,并阐明了它们的降解途径。拟杆菌、双歧杆菌、真杆菌、梭菌、消化球菌、消化链球菌和瘤胃球菌在人类中占主导地位,而需氧菌和兼性厌氧菌包括埃希氏菌、肠杆菌、肠球菌、克雷伯菌、乳酸杆菌和变形杆菌属于人类的次主导群体。
茶提取物和茶多酚的抗菌活性已被证实:我们的数据表明酚类化合物对肠道细菌具有普遍的抑制作用。抑制水平因细菌种类和化合物的化学结构而异。没有明显的特定化学结构对细菌生长的活性,因为没食子酸的甲基酯化、芳香酸3-苯基丙酸上对位羟基的存在,或者酚酸碳链的长度,对细菌生长反应都没有一致的影响。
