必須氨基酸平衡分析

金御 · 發表于 2009-3-10 10:10:24

飼料必需氨基酸的平衡性是影響飼料養殖效果的主要營養因素之一，而調整飼料中氨基酸，主要是必需氨基酸平衡性的主要技術方法包括在飼料中補充限制性氨基酸、利用飼料原料氨基酸的互補性進行調整等。由于多數魚類對飼料中的單體游離氨基酸利用效果較差，在水產飼料中氨基酸平衡性調整的技術方法主要依賴于不同飼料原料的氨基酸互補性進行。因此，了解不同飼料原料氨基酸平衡性、不同飼料原料氨基酸的互補性對于水產飼料配方編制、飼料原料的選擇就尤為重要，這也是飼料配方編制的基礎性工作。

要了解不同飼料原料氨基酸的平衡性，必須要針對不同的魚類進行，因為不同的飼料原料對同種魚類具有不同的平衡效果，而不同魚類對于同種飼料原料也具有不同的平衡效果。因此，本文將常用的飼料原料與不同魚類肌肉必需氨基酸組成進行相關性分析，評價不同的飼料原料對不同的魚類必需氨基酸的平衡性，為水產飼料配方編制、飼料原料的選擇提供技術性依據。
1、資料來源和分析方法
(1)魚體肌肉氨基酸組成資料來源

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。

在收集到的130個魚類肌肉氨基酸組成的資料樣本中，本文選擇了具有代表性的59種魚類肌肉氨基酸測定結果(見表1中不同作者和發表時間)。表1中所列結果為9種必需氨基酸的計算結果，缺少色氨酸的數據。這是由于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。
(2)飼料原料氨基酸數據的來源

我們選擇了2004年第15版中國飼料數據庫飼料成分及營養價值表(氨基酸)的數據作為飼料原料必需氨基酸數據。根據水產飼料原料目前的使用狀況，我們選擇了具有代表性的、常用的39個飼料原料樣本的9種必需氨基酸作為分析的依據。
(3)分析方法

配合飼料必需氨基酸平衡性的實質是飼料中必需氨基酸組成比例與養殖對象魚體需要的必需氨基酸組成比例之間的接近程度，即為兩組數據的整體相關性，相關性愈大表明配合飼料中必需氨基酸的平衡性愈好。而兩組數據之間的相關性的判定方法我們采用了計算兩組數據的整體相關系數的方法，即兩組數據的相關系數愈大，表明兩組數據的整體接近程度愈大，如果兩組數據分別為配合飼料和養殖魚體需要的必需氨基酸的組成，則表明飼料必需氨基酸的平衡性愈好。按照上述原理，我們以飼料原料中9種必需氨基酸組成為樣本，以魚體肌肉9種必需氨基酸組成作為魚體需要的必需氨基酸組成標準，計算這兩組數據的整體相關系數，相關系數愈大，表明這種飼料原料的必需氨基酸組成對于這種魚類需要的必需氨基酸平衡性愈好。由于目前多數養殖魚類的必需氨基酸需要量還沒有確定，所以一般是將魚體肌肉的必需氨基酸比例作為該種魚營養需要的必需氨基酸比例。

為了便于廣大飼料企業技術人員使用方便，計算工具則采用Microsoft Office (2003)中的Excel表中數據處理功能進行計算。操作方法是，在Excel表中輸入兩種模式的數據(即兩組數據)→鼠標移至表內的一空格并點擊上方的“＝”號→點擊最左邊的“▼”彈出下拉菜單→選擇 “其他函數”彈出“粘貼函數”菜單并選擇“統計”→在右邊筐里選擇“CORREL (下方顯示為“返回兩組數值的相關系數”)”→點擊“確定”彈出“Array1”和“Array2”數值筐→分別在“Array1”和“Array2”中選擇需要計算的兩組數據并“確定”→得到兩組數據的相關系數。
2、相關系數計算結果

計算了39個飼料原料樣本9種必需氨基酸分別與59種魚類肌肉9種必需氨基酸的整體相關系數，結果見表1。

不同飼料原料對同種魚類具有不同的氨基酸平衡性，表1中所得到的9種必需氨基酸相關系數也有一定的差異。在表1中，可以查閱到每種魚類對不同飼料的9種必需氨基酸相關系數，在編制該種魚類飼料配方時，可以選擇相關系數高的飼料原料組成配合飼料；也可以查閱到每種飼料原料對不同魚類肌肉9種必需氨基酸的相關系數，了解飼料原料必需氨基酸組成對不同魚類的差異。

因此，我們在編制不同魚類飼料配方時，可以參考表1的結果，盡可能選擇對養殖對象具有較高的相關系數的飼料原料進入飼料配方，這樣可以顯著提高配合飼料中必需氨基酸的平衡性，取得較好的養殖效果。以草魚為例，草魚是我國淡水魚類中總量最高的種類，占淡水魚類總量的21％左右。不同飼料原料中9種必需氨基酸組成與草魚肌肉必需氨基酸的相關性最高的依然是魚粉，相關系數達到0．93—0．96，其次是大豆類原料為0．86—0．91，肉骨粉和肉粉分別為0．89和0．87，米糠為0．80，麥芽根為0．79，小麥麩為0．72，棉粕和菜粕為0．63。這些原料都是草魚最常用的飼料原料，可以用于草魚配合飼料。
3、不同飼料原料必需氨基酸整體平衡性分析

在表2所列的飼料原料中，計算同種飼料原料對59種不同魚體肌肉必需氨基酸模式相關系數的平均值，以平均值大小來判定不同飼料原料對魚體氨基酸模式的平衡性。根據表2中相關系數的平均值大小來判定其必需氨基酸組成對魚類肌肉必需氨基酸模式平衡性大小。

對于動物蛋白質原料，魚粉是所有原料中相關系數最高的，粗蛋白含量分別為64．5％、62．5％、60．2％、53．5％的四種魚粉，對表1中59種不同魚類肌肉必需氨基酸模式的相關系數的平均值分別為0．96、0．96、0．95、0．93，是所有原料中相關系數最高的，表明魚粉的必需氨基酸平衡性對于表1中絕大多數魚類是最好的飼料原料。其次是粗蛋白質含量分別為54％肉粉和50％肉骨粉，平均相關系數分別為0．83和0．81，52．4％的啤酒酵母為0．68，82．5％的血粉為0．62，74．7％的皮革粉為0．61，77．9％羽毛粉為0．42。根據前面的結果分析，在水產飼料中應該優先選擇魚粉作為動物蛋白質原料進入飼料配方，而當魚粉價格過高、飼料配方成本難以承受的情況下，可以選擇肉粉、肉骨粉作為飼料的蛋白質原料。而血粉、皮革粉、羽毛粉等氨基酸平衡性相對較差，在飼料中使用主要增加蛋白質水平，而對飼料的氨基酸平衡性的貢獻價值相對較小。

對于植物性飼料原料，必需氨基酸平衡性最好的為大豆類原料，對于59種魚類的平均值大豆(粗蛋白35．5％)為0．86，大豆粕(粗蛋白47．9％)為0．83，大豆粕(粗蛋白44．2％)為0．79，其次蠶豆粉漿蛋白粉(粗蛋白66．3％)為0.80，麥芽根為0．73，米糠為0．72。在水產飼料中使用量非常大的棉粕和菜粕的必需氨基酸平衡性并不高，菜籽餅(粗蛋白35．7％)為0．67、菜籽粕(粗蛋白38.6％)為0．62、棉籽粕(粗蛋白47％)為0．48和棉籽粕(粗蛋白43．5％)為0．47。但是，棉粕與菜粕之間的必需氨基酸具有互補性，兩者混合使用后氨基酸的平衡性會增加。至于蛋白含量很高的花生粕、玉米蛋白粉等，其氨基酸平衡性對于魚類而言相對較差，在使用時應該將其與具有氨基酸互補性的原料混合使用，以提高其必需氨基酸的平衡性。因此，水產飼料中的植物蛋白質原料氨基酸平衡性最好的還是大豆類產品，尤其是全脂大豆產品。由于豆粕的價格波動較大，在水產飼料中應該注意兩點：①大豆與豆粕的比價關系。國產大豆含油16％-18％，進口大豆含油19％-20％，在作大豆或豆粕的選擇時，應該計算“大豆含豆油”的價格與使用“等量豆粕+豆油”的價格，如果兩者價格相等，考慮到直接使用“大豆含豆油”的養殖效果會優于使用“等量豆粕+豆油”，可以選擇前者進入配方，如果前者的價格高于后者則選擇后者。②豆粕與“棉粕+菜粕”的價格比較和養殖效果的比較。棉粕、菜粕在水產飼料中分別單獨使用時，其飼料氨基酸平衡性和養殖效果顯著低于豆粕，但是，將棉粕和菜粕按照一定比例混合使用時，充分利用了兩種飼料原料的氨基酸互補作用，是飼料的氨基酸平衡性增加、養殖效果提高。如果同時具有價格優勢的話，則可以選擇“棉粕+菜粕”的技術方案，減少豆粕的使用量，在保障養殖效果和飼料氨基酸平衡性的同時，使飼料配方成本得到有效的控制。這是水產飼料配方技術的一個非常重要的技術手段。
4、不同飼料原料必需氨基酸組成的互補性分析

在飼料配方編制時，平衡飼料必需氨基酸組成的重要方法是利用不同飼料原料必需氨基酸的互補性，這種方法在水產飼料配方編制時更具有特殊性，因為多數魚類不能有效利用飼料中的游離單體氨基酸。按照本文的計算方法，可以初步計算出不同飼料必需氨基酸是否具有互補性以及以何種比例進行配合具有更好的互補結果。
(1)棉粕與菜粕之間對多數魚類具有較好的互補性

為便于計算，我們擬訂了配合飼料蛋白在30％、棉粕和菜粕總量在50％的飼料配方，計算棉粕與菜粕比例變化時，配合飼料中9種必需氨基酸與目前我國主要的淡水養殖魚類肌肉9種必需氨基酸之間相關系數，結果見表3。除棉粕和菜粕外其他飼料原料(總量為50％)配合比例為：小麥16％、次粉4．2％、米糠10％、米糠粕5％、大豆粕(粗蛋白44％)5％、魚粉(CP 62．5％)3％、磷酸二氫鈣1．8％、膨潤土1．5％、沸石粉1．5％、預混料1％、豆油1％。

在表3中可以發現棉粕與菜粕配合使用后，對于多數養殖魚類具有必需氨基酸的互補作用。如草魚，在棉粕(50％)、菜粕(50％)單獨使用時，必需氨基酸的相關系數各為0．70和0．72，而20％的棉粕與30％的菜粕配合使用時，必需氨基酸相關系數達到0．75，顯示出了兩種原料的必需氨基酸形成了互補作用。具有最大相關系數時的棉粕、菜粕比例在不同魚種有一定的差異，如鯽魚、團頭魴為棉粕20％(或30％)、菜粕30％(或20％)，鯉魚為棉粕20％(或10％)、菜粕30％(或40％)。類似的結果可以查閱表3的結果。

因此，在水產飼料中，關于棉粕和菜粕應該按照一定的比例混合使用，不宜單獨使用。在實際生產中的結果也是如此，棉粕、菜粕單獨進入配方中的養殖效果不理想，而混合使用后養殖效果增強。在我們對草魚的試驗中也發現，棉粕、菜粕單獨使用時，其養殖效果與豆粕的結果相差顯著，而當棉粕和菜粕混合使用時，其養殖效果與豆粕的試驗結果則無顯著性差異，這也應該是棉粕與菜粕必需氨基酸具有互補性的作用結果。
(2)其他原料組合的必需氨基酸互補性

按照上述計算方法，我們計算了幾種主要飼料原料必需氨基酸的互補性，結果表明棉粕與豆粕之間沒有互補性，即隨豆粕比例的減少、棉粕比例的增加必需氨基酸相關系數逐漸變小。花生粕與豆粕之間沒有互補性，即隨豆粕比例的減少、花生粕比例的增加必需氨基酸相關系數逐漸變小。血粉與與魚粉之間沒有互補性，即隨魚粉比例的減少、血粉比例的增加必需氨基酸相關系數逐漸變小。肉骨粉與魚粉之間在部分魚類如鯽魚、團頭魴、花魚骨顯示出具有互補性，而其他魚類則沒有顯示出互補性。