魚類肌肉必需氨基酸模式的聚類分析

apple12151007 · 發表于 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

　　飼料蛋白質對養殖魚類的營養作用，其實質是組成蛋白質的氨基酸的營養作用，而組成蛋白質的20種氨基酸中，關鍵是10種必需氨基酸的營養價值，包括必需氨基酸的種類、必需氨基酸的數量以及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，對于飼料蛋白質的營養價值的設置最為關鍵的也就是飼料中10種必需氨基酸模式與養殖魚類所需要的必需氨基酸模式的接近程度，這就是營養學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，配合飼料蛋白質的營養價值就愈高，經過養殖生產可以取得好的養殖效果。
　　這就非常需要有一套不同養殖魚類所需要的必需氨基酸模式作為飼料配方編制時的標準。我國目前養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、龜等，已經進行養殖的種類數多達100余種。因此，要全部確定不同養殖魚類所需要的必需氨基酸模式就是一件非常困難的事，至少在相當長的一段時期內，我們還難以確定我國所有不同養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準之前，依據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準已經被證明是可行的，也是目前采用的主要技術方法。
　　我國養殖的水產動物種類非常多，不同養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沒有顯著性的差異，那么在飼料配方編制時就可以使用相同的必需氨基酸模式，就會使我們配方師的工作大為簡化。為此，我們收集了國內20多年來已經公開發表的有關魚類肌肉營養分析、主要是氨基酸組成分析的資料，進行了初步的整理和分析，得到了一些有一定參考價值的資料。本文提供的是采用聚類分析方法對收集到的130個樣本9種必需氨基酸進行分析的結果，希望能夠為我國目前魚類營養學和水產飼料學研究、飼料生產提供參考。
　　1、資料來源與說明
　　本文收集了70年代中后期以來的、在我國公開學術刊物發表的有關魚類肌肉氨基酸組成的論文資料，進行整理。
　　共有130個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，缺少色氨酸的數據。魚體肌肉氨基酸的分析方法一般是采用鹽酸水解后經過氨基酸自動分析儀進行定量測定，這種酸水解后分析氨基酸含量的測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的20種氨基酸其中的17種氨基酸的分析結果，這其中的絲氨酸和酪氨酸含量與真實值有一定的差異，色氨酸只有采用其他方法進行專項測定。所以，資料中多數魚類缺少色氨酸的分析結果，我們在必需氨基酸分析中就不將色氨酸納入氨基酸總量進行分析，只是對其他9種必需氨基酸進行分析。
　　由于不同作者所選用的試驗材料魚、分析方法的準確性等有一定的差異，所得氨基酸分析結果即使是同種魚類也存在一定的差異，因此出現同種魚類肌肉氨基酸組成在不同作者分析的結果中有一定差異，也因此出現同種魚類必需氨基酸模式被聚類在不同的組別中。
　　2、聚類結果與分析
　　我們將收集到的130個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行分析，得到聚類圖和聚類分組表的結果。
　　如果將聚類結果分成30組，得到如圖所示在相關系數0.97位置得到一條橫線。

　　從圖和表的結果來看，青海湖裸鯉(史建全，2000)和湘云鯉(劉飛，2000)分別為聚類結果的組1和組2(對應于圖中最左邊的組1和組2)，而實際上這2種魚體肌肉9種必需氨基酸的相關系數為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，與絕大多數魚類肌肉氨基酸模式相關系數在0.4以下。青魚(王道遵，1987)和團頭魴(王道遵，1987)也有類似的結果(對應于圖1中組3和組4)。組5的草魚(肖調義2004)與組6的脆肉鯇(肖調義2004)彼此相關系數為0.66左右，氨基酸模式有較大的差異，且與其他魚類的相關系數在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種魚相關系數在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系數在0.98以上，在實際生產中可以使用同一氨基酸平衡模式的飼料來養殖這7種魚類。
　　類似的結果可以對照聚類圖和表的結果進行分析，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，彼此之間的相關系數達到0.98以上。組26包含有43個魚類肌肉9種必需氨基酸聚類結果(見表)，彼此相關系數在0.97以上(見聚類圖)。組27包含有2043個魚類肌肉9種必需氨基酸聚類結果，彼此相關系數在0.97以上。組30包含有一齡鰲(湯崢嶸，1998)與二齡鰲(湯崢嶸，1998)的相關系數為0.998、黃鱔(溫小波，2003)與黃魚桑魚(葉元土，1997)的相關系數為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)相關系數為0.968。相關性非常高。
　　因此，可以在表中找到彼此相關系數非常接近的魚種類，如果相關系數能夠達到0.99以上，可以認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系數均在0.97以上，可以認為彼此的肌肉必需氨基酸模式非常接近。上述結果對于在進行不同魚類必需氨基酸模式選擇時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相同的模式進行必需氨基酸的平衡性調整，而對其中的不同魚類可能在蛋白質數量、能量值大小等營養指標上進行調整，分別適應不同魚類的營養需要(只是必需氨基酸模式相同而已)。