茶是世界三大无酒精饮料之一,因具有多种保健功效而深受世界人民喜爱。抑制肥胖是饮茶的多种保健功能之一,且肥胖与肠道微生物之间存在密切关联,因此关于饮茶调节肠道微生物控制肥胖的研究成为热点。但是目前关于绿茶不同剂量对肠道菌群调节作用的差异尚不清楚,绿茶的三种主要功能成分茶多酚、咖啡碱和L-茶氛酸对肠道菌群调节的机制及贡献也不十分明确,被茶树主要病原菌—茶树炭疽菌污染的茶汁是否影响绿茶汁原有的调节肠道菌群的作用,目前也不明确。本研究通过研究不同浓度绿茶、绿茶中三种功能成分以及炭疽菌污染茶汁对高脂饮食小鼠的糖脂代谢及肠道菌群的影响,明确绿茶对改善高脂饮食造成的肠道菌群紊乱的剂量效应,阐明三种功能成分对调节肠道菌群的作用机理,并评估炭疽菌污染对茶汁产品的食品安全性影响。本研究对进一步明确绿茶保健功效作用机理具有重要意义,主要内容如下:1.以高脂饮食饲喂C57BL/6J小鼠,同时以1%、2%和4%三种浓度绿茶处理8周后,检测小鼠体重、生理生化指标、组织形态及肠道菌群构成。结果显示,三种浓度的绿茶均可以调节高脂饮食诱导肥胖小鼠的脂质代谢并改善肠绒毛形态,预防小鼠肥胖发生,但只有2%和4%绿茶饮用组的肠道菌群聚类与高脂组完全分离,并抑制了高脂饮食诱导肥胖小鼠的肠道微生物多样性降低,且4%绿茶饮用恢复了肠道中厚壁菌门与拟杆菌门的比例(Firmicutes/Bacteroidetes)。同时,与高脂饮食组相比,Allobaculum等14个属在饮茶组显著降低,Intestinimonas等18个属在饮茶组显著升高。总之,在1%～4%浓度范围内,2%以上浓度饮茶对于改善高脂饮食导致的肠道菌群紊乱发挥作用显著。2.以高脂饮食饲喂C57BL/6J小鼠,将三种组分按照绿茶中的比例饲喂高脂饮食小鼠,处理8周后检测小鼠体重、生理生化指标、组织形态及肠道菌群构成。结果发现,三种成分都可以起到预防肥胖的作用,其中茶多酚和茶氨酸处理对于控制体重具有显著的效果,茶多酚对于改善肥胖小鼠小肠绒毛形态效果最明显,茶氨酸对于提高肥胖小鼠糖耐量效果最显著。肠道菌群调节方面,饮用茶多酚显著降低了肠道微生物的丰度、多样性以及厚壁菌门(Firmicutes)的相对含量、肠道菌群聚类与高脂组完全分离,而茶氨酸和咖啡碱组与高脂饮食组相比未完全分离。茶多酚、茶氨酸与咖啡碱分别显著改变的肠道菌属是嗜黏蛋白阿克曼氏菌(Akkermansia)、Saccharofermentans和Allobaculum。在体内环境中茶多酚摄入促进Akkermansia菌生长,同时茶多酚摄入量与肠道杯状细胞数量呈显著正相关,而杯状细胞数量与Akkermansia菌量呈显著正相关;但在体外厌氧培养条件下,茶多酚并未促进Akkermansia生长。由此,茶多酚不会直接促进Akkermansia菌的生长,但会通过促进肠道中杯状细胞的形成,增加黏蛋白分泌—Akkermansia的食物来源,进而促进Akkermansia生长。总之,茶多酚对预防肥胖及改善肥胖引起的肠道微生态失衡作用最显著,而茶氨酸和咖啡碱起到辅助的功能。3.在体外厌氧培养条件下,进一步验证及分析绿茶提取物和茶多酚对肠道微生物的影响及在此过程中儿茶素组分的变化。结果表明,绿茶提取物和茶多酚中的儿茶素组分会被肠道细菌发生不同程度地降解,同时,绿茶提取物或茶多酚也会显著改变肠道微生物区系。绿茶提取物和茶多酚的添加都会使厚壁菌门与拟杆菌门的比例(Firmicutes/Bacteroidetes)显著降低,但梭菌门(Fusobacteria)显著增加。通过 Lefse分析发现,绿茶提取物会使梭菌属(Fusobacterium)、拟杆菌属(Bacteroides)和考拉杆菌属(Phascolarctobacterium)显著增加,Lachnoclostridium属、氨基酸球菌科(Acidaminococcaceae)和韦荣球菌可(Veillonellaceae)显著降低;茶多酚会显著促进拟杆菌属(Bacteroides)和梭菌属(Fusobacterium),但显著抑制Lachnoclostridium属、氨基酸球菌属(Acidaminococcus)和巨单胞菌属(Megamonas)的肠道微生物。4.在茶浸提汁中添加茶树炭疽菌进行液体发酵培养,放大模拟炭疽菌的潜伏侵染对茶汁产品的污染。培养48h后,发酵液中的茶多酚、咖啡碱和茶氨酸分别下降了31.0%、26.2%和8.3%,发酵液颜色发生褐变,并新产生少量邻苯二甲酸酯类的有毒物质。动物研究表明,炭疽菌污染在一定程度上破坏了茶汁原有的降脂功能,同时对小鼠肾脏造成潜在的威胁。但炭疽菌污染茶的摄入使小鼠肠道微生物发现了显著的改变,增加了肠道细菌的丰度和部分有益微生物的相对含量,如双歧杆菌(Bifidobacteriaceae)、乳酸菌(Lactobacillus)、Coriobacterineae 和 Faecalibacterium,还降低了厚壁菌门以及部分病原肠道细菌的相对含量,如颤杆菌克属(Oscillibacter)、Stomatobaculum、Anaerotruncus。该现象可能由于异源微生物入侵激发了宿主的肠道粘膜免疫。综上,本研究明确了绿茶饮用对调节肠道菌群的剂量效应,阐明了绿茶不同功能成分对调节肠道菌群的协同与互补作用,确定了茶多酚在绿茶中对预防肥胖和调节肠道菌群作用最显著,揭示了茶多酚对于促进Akkermansia生长的机理;评价了茶树炭疽菌污染对茶汁食品安全性的影响。总之,本研究探讨了绿茶对肠道微生物区系的调控机理,为更好地发挥绿茶保健功效提供理论指导,具有比较重要的意义。