魚類肌肉必需氨基酸模式的聚類分析

apple12151007 · 發(fā)表于 2010-10-21 13:47:37

　　魚類肌肉必需氨基酸模式的聚類分析

　　葉元土蔡春芳

　　飼料蛋白質(zhì)對(duì)養(yǎng)殖魚類的營養(yǎng)作用，其實(shí)質(zhì)是組成蛋白質(zhì)的氨基酸的營養(yǎng)作用，而組成蛋白質(zhì)的20種氨基酸中，關(guān)鍵是10種必需氨基酸的營養(yǎng)價(jià)值，包括必需氨基酸的種類、必需氨基酸的數(shù)量以及10種必需氨基酸的模式(即組成比例)，其中，尤以10種必需氨基酸的模式最為重要。在飼料配方編制時(shí)，對(duì)于飼料蛋白質(zhì)的營養(yǎng)價(jià)值的設(shè)置最為關(guān)鍵的也就是飼料中10種必需氨基酸模式與養(yǎng)殖魚類所需要的必需氨基酸模式的接近程度，這就是營養(yǎng)學(xué)上所講的必需氨基酸的平衡性，兩種模式接近程度愈大表明飼料中氨基酸的平衡性愈好，配合飼料蛋白質(zhì)的營養(yǎng)價(jià)值就愈高，經(jīng)過養(yǎng)殖生產(chǎn)可以取得好的養(yǎng)殖效果。
　　這就非常需要有一套不同養(yǎng)殖魚類所需要的必需氨基酸模式作為飼料配方編制時(shí)的標(biāo)準(zhǔn)。我國目前養(yǎng)殖的魚類有淡水魚類、海水魚類，此外，還有部分兩棲類如中華鱉、龜?shù)?，已?jīng)進(jìn)行養(yǎng)殖的種類數(shù)多達(dá)100余種。因此，要全部確定不同養(yǎng)殖魚類所需要的必需氨基酸模式就是一件非常困難的事，至少在相當(dāng)長(zhǎng)的一段時(shí)期內(nèi)，我們還難以確定我國所有不同養(yǎng)殖魚類所需要的必需氨基酸模式。在沒有正式的魚類必需氨基酸模式標(biāo)準(zhǔn)之前，依據(jù)魚類肌肉氨基酸組成模式作為所需要的必需氨基酸模式標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)被證明是可行的，也是目前采用的主要技術(shù)方法。
　　我國養(yǎng)殖的水產(chǎn)動(dòng)物種類非常多，不同養(yǎng)殖種類肌肉必需氨基酸組成模式是否有很大的差異、或是否有一定的共同性?如果部分種類肌肉必需氨基酸模式?jīng)]有顯著性的差異，那么在飼料配方編制時(shí)就可以使用相同的必需氨基酸模式，就會(huì)使我們配方師的工作大為簡(jiǎn)化。為此，我們收集了國內(nèi)20多年來已經(jīng)公開發(fā)表的有關(guān)魚類肌肉營養(yǎng)分析、主要是氨基酸組成分析的資料，進(jìn)行了初步的整理和分析，得到了一些有一定參考價(jià)值的資料。本文提供的是采用聚類分析方法對(duì)收集到的130個(gè)樣本9種必需氨基酸進(jìn)行分析的結(jié)果，希望能夠?yàn)槲覈壳棒~類營養(yǎng)學(xué)和水產(chǎn)飼料學(xué)研究、飼料生產(chǎn)提供參考。
　　1、資料來源與說明
　　本文收集了70年代中后期以來的、在我國公開學(xué)術(shù)刊物發(fā)表的有關(guān)魚類肌肉氨基酸組成的論文資料，進(jìn)行整理。
　　共有130個(gè)魚類肌肉氨基酸組成的資料樣本，表中所列的必需氨基酸只有9種，缺少色氨酸的數(shù)據(jù)。魚體肌肉氨基酸的分析方法一般是采用鹽酸水解后經(jīng)過氨基酸自動(dòng)分析儀進(jìn)行定量測(cè)定，這種酸水解后分析氨基酸含量的測(cè)定方法使得色氨酸全部被分解破壞、谷氨酰胺和門冬酰胺的氨基被水解、部分含羥基氨基酸(絲氨酸和酪氨酸)部分被破壞，因此，只能得到組成蛋白質(zhì)的20種氨基酸其中的17種氨基酸的分析結(jié)果，這其中的絲氨酸和酪氨酸含量與真實(shí)值有一定的差異，色氨酸只有采用其他方法進(jìn)行專項(xiàng)測(cè)定。所以，資料中多數(shù)魚類缺少色氨酸的分析結(jié)果，我們?cè)诒匦璋被岱治鲋芯筒粚⑸彼峒{入氨基酸總量進(jìn)行分析，只是對(duì)其他9種必需氨基酸進(jìn)行分析。
　　由于不同作者所選用的試驗(yàn)材料魚、分析方法的準(zhǔn)確性等有一定的差異，所得氨基酸分析結(jié)果即使是同種魚類也存在一定的差異，因此出現(xiàn)同種魚類肌肉氨基酸組成在不同作者分析的結(jié)果中有一定差異，也因此出現(xiàn)同種魚類必需氨基酸模式被聚類在不同的組別中。
　　2、聚類結(jié)果與分析
　　我們將收集到的130個(gè)樣本魚類肌肉氨基酸中的除色氨酸外的其他9種必需氨基酸采用聚類分析方法進(jìn)行分析，得到聚類圖和聚類分組表的結(jié)果。
　　如果將聚類結(jié)果分成30組，得到如圖所示在相關(guān)系數(shù)0.97位置得到一條橫線。

　　從圖和表的結(jié)果來看，青海湖裸鯉(史建全，2000)和湘云鯉(劉飛，2000)分別為聚類結(jié)果的組1和組2(對(duì)應(yīng)于圖中最左邊的組1和組2)，而實(shí)際上這2種魚體肌肉9種必需氨基酸的相關(guān)系數(shù)為0.93，彼此的氨基酸模式較為接近，但與其他魚類聚類的距離較遠(yuǎn)，與絕大多數(shù)魚類肌肉氨基酸模式相關(guān)系數(shù)在0.4以下。青魚(王道遵，1987)和團(tuán)頭魴(王道遵，1987)也有類似的結(jié)果(對(duì)應(yīng)于圖1中組3和組4)。組5的草魚(肖調(diào)義2004)與組6的脆肉鯇(肖調(diào)義2004)彼此相關(guān)系數(shù)為0.66左右，氨基酸模式有較大的差異，且與其他魚類的相關(guān)系數(shù)在0.3作于左右。組7的鱸魚(鄭重鶯2003)與組8聚在同一類中，但與組8的7種魚相關(guān)系數(shù)在0.73左右，差異較大。組8的7種魚有卵形鯧驂(周歧存，2004)、沙鱸(周歧存，2004)、美國紅魚(周歧存，2004)、紫紅笛鯛(周歧存，2004)、花尾胡椒鯛(周歧存，2004)、黃鰭鯛(周歧存，2004)、紅笛鯛(周歧存，2004)，他們彼此之間的9種必需氨基酸模式相關(guān)系數(shù)在0.98以上，在實(shí)際生產(chǎn)中可以使用同一氨基酸平衡模式的飼料來養(yǎng)殖這7種魚類。
　　類似的結(jié)果可以對(duì)照聚類圖和表的結(jié)果進(jìn)行分析，可以找到肌肉9種必需氨基酸彼此接近的魚類。如組20中，9種鱘魚被聚類在同一組別中，彼此之間的相關(guān)系數(shù)達(dá)到0.98以上。組26包含有43個(gè)魚類肌肉9種必需氨基酸聚類結(jié)果(見表)，彼此相關(guān)系數(shù)在0.97以上(見聚類圖)。組27包含有2043個(gè)魚類肌肉9種必需氨基酸聚類結(jié)果，彼此相關(guān)系數(shù)在0.97以上。組30包含有一齡鰲(湯崢嶸，1998)與二齡鰲(湯崢嶸，1998)的相關(guān)系數(shù)為0.998、黃鱔(溫小波，2003)與黃魚桑魚(葉元土，1997)的相關(guān)系數(shù)為0.967，這4種魚體肌肉9種必需氨基酸的模式與組29的鯰(溫小波，2003)和烏鱧(溫小波，2003)相關(guān)系數(shù)為0.968。相關(guān)性非常高。
　　因此，可以在表中找到彼此相關(guān)系數(shù)非常接近的魚種類，如果相關(guān)系數(shù)能夠達(dá)到0.99以上，可以認(rèn)為彼此的氨基酸模式極為接近;如聚類圖所示。在橫線以下的、聚類在同一組的魚類，彼此之間肌肉9種必需氨基酸的相關(guān)系數(shù)均在0.97以上，可以認(rèn)為彼此的肌肉必需氨基酸模式非常接近。上述結(jié)果對(duì)于在進(jìn)行不同魚類必需氨基酸模式選擇時(shí)可以提供很好的參考作用，即如果肌肉必需氨基酸模式非常接近，這些魚類的必需氨基酸模式就可以選擇一個(gè)相同的模式進(jìn)行必需氨基酸的平衡性調(diào)整，而對(duì)其中的不同魚類可能在蛋白質(zhì)數(shù)量、能量值大小等營養(yǎng)指標(biāo)上進(jìn)行調(diào)整，分別適應(yīng)不同魚類的營養(yǎng)需要(只是必需氨基酸模式相同而已)。