董黎明，汪 蘋，李金穗，孫 陽

(北京工商大學(xué) 食品添加劑與配料北京高校工程研究中心，北京市食品風(fēng)味化學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京 100048)

異養(yǎng)小球藻主要營養(yǎng)成分及氨基酸組成分析

董黎明，汪 蘋，李金穗，孫 陽

(北京工商大學(xué) 食品添加劑與配料北京高校工程研究中心，北京市食品風(fēng)味化學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京 100048)

測定來自不同產(chǎn)地的4株蛋白核小球藻和2株橢圓小球藻異養(yǎng)培養(yǎng)后的主要營養(yǎng)成分和氨基酸組成，對其營養(yǎng)進(jìn)行評價(jià)，并利用聚類和主成分分析探討異養(yǎng)小球藻在營養(yǎng)成分和氨基酸含量上的差異。結(jié)果顯示：異養(yǎng)小球藻主要營養(yǎng)成分均低于文獻(xiàn)報(bào)導(dǎo)的自養(yǎng)小球藻，4株異養(yǎng)蛋白核小球藻和2株橢圓小球藻必需氨基酸占氨基酸總量的比例分別為34.94%～37.45%和37.70%～38.32%，必需氨基酸指數(shù)分別為37.50～49.52和131.89～135.77。影響異養(yǎng)蛋白核小球藻營養(yǎng)品質(zhì)的限制性氨基酸為色氨酸、蘇氨酸和異亮氨酸。聚類分析將4株異養(yǎng)蛋白核小球藻和2株異養(yǎng)橢圓小球藻各歸為一類。主成分分析提取出兩個(gè)主成分因子，主成分1和主成分2的貢獻(xiàn)率分別為76.23%和17.80%，累積貢獻(xiàn)率達(dá)94.03%。

異養(yǎng)小球藻；營養(yǎng)成分；氨基酸；聚類分析；主成分分析

小球藻(Chlorella)屬綠藻門(Chlorophyta)、綠藻綱、小球藻屬，是一種普生性單細(xì)胞綠藻。我國常見的種類有蛋白核小球藻、橢圓小球藻和普通小球藻等。小球藻是一種高蛋白、高多糖、低脂肪、富含多種維生素及礦物質(zhì)的單細(xì)胞藻類，具有多種營養(yǎng)保健功能[1-4]。其分布廣，生物量大，生長繁殖速度快，不僅能利用光能自養(yǎng)，還能進(jìn)行異養(yǎng)高密度培養(yǎng)。異養(yǎng)培養(yǎng)可不受光照和溫度的影響，單位體積收獲量可達(dá)自養(yǎng)藻的10倍[1]，這為工業(yè)化大規(guī)模生產(chǎn)及其廣泛應(yīng)用提供了可能[5-8]。

目前國內(nèi)外在小球藻的分子生物學(xué)[9]、生長因子的提取及其生理效應(yīng)[10-12]、油脂提取及生物柴油制備[13-16]、培養(yǎng)方式與條件優(yōu)化[17]及其在食品、醫(yī)藥和環(huán)境中的應(yīng)用[18]都已經(jīng)開展了大量研究。小球藻中營養(yǎng)成分的分析是眾多研究的基礎(chǔ)，魏文志等[19]運(yùn)用聚類和主成分分析對7種不同自養(yǎng)小球藻氨基酸組成及含量進(jìn)行了差異性分析，而目前對不同種異養(yǎng)小球藻主要營養(yǎng)成分和氨基酸組成差異的研究鮮有報(bào)道。本實(shí)驗(yàn)以6株異養(yǎng)培養(yǎng)來自不同產(chǎn)地的蛋白核小球藻和橢圓小球藻為研究對象，通過分析其主要營養(yǎng)成分及氨基酸組成，運(yùn)用聚類分析和主成分分析方法，結(jié)合文獻(xiàn)報(bào)導(dǎo)的自養(yǎng)小球藻營養(yǎng)組成及含量，進(jìn)行綜合比較分析，旨在為異養(yǎng)小球藻的營養(yǎng)評價(jià)、分類及應(yīng)用提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料

6株異養(yǎng)小球藻的名稱、來源和產(chǎn)地見表1。其中CE2 實(shí)驗(yàn)室分離自北京玉淵潭公園八一湖，經(jīng)DNA提取、PCR擴(kuò)增產(chǎn)物測序后經(jīng)同源性分析后確定。

表1 小球藻的名稱、來源與產(chǎn)地Table 1 Names, providers and origination of 6 types of Chlorella sp.

1.2 儀器與設(shè)備

QHZ-12B型組合式恒溫振蕩培養(yǎng)箱 江蘇太倉實(shí)驗(yàn)儀器廠；ALPHA 1-2 LD型真空冷凍干燥機(jī) 德國Christ公司； KjeltecTM2100凱式定氮儀 丹麥FOSS公司；L-8900氨基酸分析儀 日本日立公司。

1.3 方法

1.3.1 小球藻的異養(yǎng)培養(yǎng)

小球藻采用BG11液體培養(yǎng)基，其配制方法為：

Stock1： 取檸檬酸0.3g、檸檬酸鐵銨0.3g、Na2-EDTA 0.05g，定容至100 mL；Stock2： 取KH2PO41.5g、MgSO4·7H2O 3.75g，定容至1000mL；Stock3：取CaCl2·2H2O 1.8g，定容至100mL；Stock4： H3BO32.86g、MnCl2·4H2O 1.81g、ZnSO4·7H2O 0.222g、NaMoO4·5H2O 0.39g、CuSO4·5H2O 0.079g、Co(NO3)2·6H2O 0.049g，定容至1000mL。配制1L BG11液體培養(yǎng)基需Stock1 2mL、Stock2 20mL、Stock3 2mL、Stock4 1mL，初始培養(yǎng)基KNO31.5g/L、葡萄糖40g/L。

實(shí)驗(yàn)在裝液量為100mL的250mL三角燒瓶中進(jìn)行。接種量為 10%，培養(yǎng)溫度為 25℃，起始 pH值為7.0，搖床轉(zhuǎn)速為120r/min，黑暗條件下培養(yǎng)。根據(jù)實(shí)驗(yàn)室前期藻種異養(yǎng)培養(yǎng)生產(chǎn)曲線，確定達(dá)到對數(shù)生長期(第5天)時(shí)取樣，8000r/min離心10min，除去上清液，用蒸餾水洗滌藻細(xì)胞，重復(fù)離心、洗滌3次，真空冷凍干燥后研磨得藻粉，ˉ18℃密封冷凍保存?zhèn)溆谩?/p>

1.3.2 小球藻主要營養(yǎng)成分的測定

小球藻細(xì)胞水分含量分析采用常壓烘箱干燥法[20]，80℃恒溫烘至質(zhì)量恒定；灰分及有機(jī)質(zhì)含量分析采用灼燒法[21]；粗蛋白含量分析采用凱式定氮法[22]；葉綠素測定采用丙酮提取比色法[23]；水解氨基酸、游離氨基酸測定采用分光光度法[24]。

粗脂含量測定采用超聲波提取法[25-26]：稱取0.1g藻粉置于離心管中，加2mL正己烷-異丙醇(1:1，V/V)溶液，搖勻后放入超聲儀中連續(xù)超聲萃取25min，保持溫度在(30±1)℃；萃取后于10000r/min離心10min，移取上層清液于質(zhì)量為m1的離心管中，重復(fù)上述實(shí)驗(yàn)兩次，105℃烘箱烘干2h，稱質(zhì)量為m2，則粗脂質(zhì)量為m=m2ˉm1。各營養(yǎng)成分含量均以干質(zhì)量計(jì)。

1.3.3 氨基酸含量的測定

氨基酸組成及含量分析委托北京市營養(yǎng)源研究所分析檢測中心測定。樣品處理采用色氨酸以4.2mol NaOH水解，以過甲酸氧化法處理測定胱氨酸，其余氨基酸以6mol HCl水解測定，檢驗(yàn)方法為GB/T 5009.124—2003《食品中氨基酸的測定》。氨基酸含量以干質(zhì)量計(jì)。

1.3.4 營養(yǎng)品質(zhì)評價(jià)

根據(jù)FAO/WHO1973年建議的氨基酸評分標(biāo)準(zhǔn)模式(%，dry)[27]和全雞蛋蛋白質(zhì)的氨基酸模式(%，dry)[28]分別計(jì)算氨基酸分[3]和必需氨基酸指數(shù)(EAAI)[29]。

式中：A、B、C…I為小球藻必需氨基酸含量/%；AE、BE、CE…IE為全雞蛋蛋白質(zhì)的必需氨基酸含量/%。

1.4 數(shù)據(jù)處理

使用SPSS13.0軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，對6株異養(yǎng)小球藻的主要營養(yǎng)成分進(jìn)行聚類分析，對氨基酸組成及含量進(jìn)行聚類和主成分分析。

1.4.1 聚類分析

采用等級聚類分析，對6株異養(yǎng)小球藻主要營養(yǎng)成分、氨基酸種類及含量分別進(jìn)行樣品聚類，用樹形圖顯示其親疏程度與相似性。

1.4.2 主成分分析

采用因子分析中的主成分分析，從18種氨基酸種類變量中提取2個(gè)綜合性指標(biāo)(主成分1和主成分2)，并得到主成分負(fù)荷因子及其貢獻(xiàn)率，利用提取的主成分因子作樣品分布圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 異養(yǎng)小球藻粉的主要營養(yǎng)成分含量

表2 異養(yǎng)小球藻主要營養(yǎng)成分含量Table 2 Contents of main nutritional components in heterotrophic Chlorella sp.g/100g

由表2可以看出，4株異養(yǎng)蛋白核小球藻(CP1、CP2、CP3、CP4)的粗蛋白、總?cè)~綠素和水解氨基酸含量均高于2株異養(yǎng)橢圓小球藻(CE1、CE2)，其平均值分別是橢圓小球藻的2.1倍、3.7倍和2.2倍。CP2的粗蛋白和總?cè)~綠素含量最高，分別為36.25g/100g和122.20g/100g，CP3的水解氨基酸含量最高為30.85g/100g。這可能是由于蛋白核小球藻更適合于異養(yǎng)培養(yǎng)，也是目前研究中報(bào)道最多的異養(yǎng)培養(yǎng)藻種[3,17]。2株橢圓小球藻的粗油脂平均含量則是蛋白核小球藻的1.7倍，CE1粗油脂含量最高達(dá)60.2g/100g，說明異養(yǎng)橢圓小球藻在油脂利用方面有更加廣闊的研究和應(yīng)用前景。

在同種小球藻的主要營養(yǎng)成分對比上，4株蛋白核小球藻的粗蛋白、游離氨基酸和水解氨基酸的含量差異不大，而在總?cè)~綠素和粗脂含量上差異較大。CP2的總?cè)~綠素含量(122.20g/100g)是CP4的(35.64g/100g)3.4倍，CP1的粗脂含量(41.90g/100g)是CP2(23.6g/100g)的1.8倍。CE1的粗脂、粗蛋白和水解氨基酸含量均明顯高于CE2，但總?cè)~綠素和游離氨基酸的含量僅為CE2的近1/3和1/2。這種同種異養(yǎng)小球藻主要營養(yǎng)成分的差異說明不同產(chǎn)地的小球藻對異養(yǎng)培養(yǎng)的適應(yīng)存在差異性。

與文獻(xiàn)報(bào)道的自養(yǎng)小球藻營養(yǎng)成分進(jìn)行對比，異養(yǎng)蛋白核小球藻的粗蛋白平均含量僅為文獻(xiàn)值(53.79g/100g)[19]的63%，總?cè)~綠素平均含量僅為文獻(xiàn)值(28.61mg/g)[17]的32%；異養(yǎng)橢圓小球藻的粗蛋白平均含量僅為文獻(xiàn)值(43.81g/100g)[19]的37%，導(dǎo)致這種差異的原因在于異養(yǎng)(無光照)生長小球藻的代謝方式和途徑與自養(yǎng)生長(有光照)相比發(fā)生了很大的改變[17]。說明異養(yǎng)培養(yǎng)降低了小球藻的營養(yǎng)成分含量，但是由于異養(yǎng)培養(yǎng)大大提高了小球藻的產(chǎn)量[1]，因此小球藻異養(yǎng)培養(yǎng)的綜合效益依然顯著。

2.2 異養(yǎng)小球藻氨基酸的組成及含量

表3 異養(yǎng)小球藻氨基酸組成及含量Table 3 Amino acid composition of heterotrophic Chlorella sp. g/100g

蛋白質(zhì)中所含必需氨基酸的種類、數(shù)量和構(gòu)成比例決定了其營養(yǎng)價(jià)值。由表3可見，6株異養(yǎng)小球藻中均含有18種氨基酸，并包括人體所需的8種必需氨基酸，其中谷氨酸、精氨酸、亮氨酸、天冬氨酸和丙氨酸的含量較高，蛋氨酸、組氨酸、胱氨酸的含量較低，色氨酸的最低，僅為0.03～0.17g/100g，且各氨基酸含量的高低順序基本一致。異養(yǎng)橢圓小球藻中必需氨基酸占氨基酸總量(EAA/TAA，E/T)(37.70%～38.32%)和必需氨基酸與非必需氨基酸比值(EAA/NEAA，E/N)(60.50%～62.12%)均大于異養(yǎng)蛋白核小球藻的E/T和E/N比，但兩者均接近世界衛(wèi)生組織(WHO)和聯(lián)合國糧農(nóng)組織(FAO)提出的蛋白質(zhì)中EAA/TAA應(yīng)達(dá)到40%、EAA/NEAA應(yīng)大于60%的參考模式。

在同種小球藻的氨基酸含量比較上，CP1的大多數(shù)氨基酸含量、EAA和TAA均低于其他3株異養(yǎng)蛋白核小球藻，CE1的主要氨基酸含量、EAA和TAA則大于CE2。從蛋白質(zhì)的營養(yǎng)價(jià)值來看，CP3和CE2的EAA/TAA和EAA/NEAA的比值均高于其他同類小球藻，更接近于FAO/WHO的參考蛋白模式值。

表4 異養(yǎng)小球藻必需氨基酸組成評價(jià)(FAO/WHO建議模式)Table 4 Evaluation of EAA composition of heterotrophic Chlorella sp. with FAO/WHO mode

與文獻(xiàn)報(bào)道的自養(yǎng)小球藻氨基酸組成及含量進(jìn)行對比，異養(yǎng)小球藻除蛋氨酸、精氨酸和胱氨酸外，其他15種氨基酸的含量均遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于自養(yǎng)小球藻。異養(yǎng)蛋白核小球藻的EAA和TAA則幾乎是自養(yǎng)蛋白核小球藻的一半，異養(yǎng)橢圓小球藻的EAA和TAA是自養(yǎng)橢圓小球藻的3/4。這與異養(yǎng)小球藻主要營養(yǎng)成分的分析對比一致，說明異養(yǎng)培養(yǎng)降低了小球藻的營養(yǎng)物質(zhì)含量。同時(shí)，異養(yǎng)小球藻的EAA/TAA和EAA/NEAA比只是略低于自養(yǎng)小球藻，說明營養(yǎng)物質(zhì)含量的降低并未顯著改變小球藻的營養(yǎng)價(jià)值。

2.3 必需氨基酸組成評價(jià)

通過計(jì)算異養(yǎng)小球藻必需氨基酸占粗蛋白質(zhì)的含量，與FAO/WHO的建議蛋白模式和全雞蛋蛋白模式進(jìn)行比較，得出6株異養(yǎng)小球藻的氨基酸分和必需氨基酸指數(shù)，見表4、5。

表5 異養(yǎng)小球藻必需氨基酸組成評價(jià)(全雞蛋模式)Table 5 Evaluation of EAA composition of heterotrophic Chlorella sp. with Eggs mode

由表4、5兩種模式的氨基酸組成評價(jià)可以看出，異養(yǎng)蛋白核小球藻的必需氨基酸組成幾乎均低于相應(yīng)的FAO/WHO建議模式和全雞蛋模式的參考值。Trp的含量偏低最大，為第一限制性氨基酸，CP1、CP2和CP3的Thr的含量僅為建議模式的一半多，為第二限制性氨基酸，CP4的Ile為第二限制性氨基酸。若不考慮第一限制性氨基酸分，第二性氨基酸分和EAAI指數(shù)均為標(biāo)準(zhǔn)參考模式的一半左右，應(yīng)該屬于植物蛋白質(zhì)這一等級。與文獻(xiàn)報(bào)導(dǎo)的自養(yǎng)蛋白核小球藻的EAAI指數(shù)值57.69[19]相比也是偏低，再次證明了異養(yǎng)培養(yǎng)降低了蛋白核小球藻的營養(yǎng)品質(zhì)，這與主要營養(yǎng)成分和氨基酸含量的結(jié)論一致。

然而，異養(yǎng)橢圓小球藻的必需氨基酸組成幾乎均遠(yuǎn)高于相應(yīng)的FAO/WHO建議模式和全雞蛋模式的參考值，僅Trp的含量接近或低于標(biāo)準(zhǔn)值，是CE2的限制性氨基酸。CE1的氨基酸分和EAAI指數(shù)、CE2的第二氨基酸分和EAAI指數(shù)均高于標(biāo)準(zhǔn)參考模式，也明顯高于文獻(xiàn)報(bào)導(dǎo)的自養(yǎng)橢圓小球藻的EAAI指數(shù)值65.39[19]，說明異養(yǎng)培養(yǎng)的橢圓小球藻氨基酸組成品質(zhì)更高。

2.4 聚類分析

對6株異養(yǎng)小球藻主要營養(yǎng)成分和氨基酸含量分別進(jìn)行聚類分析，得到小球藻營養(yǎng)成分和氨基酸含量聚類圖(圖1、2)。結(jié)果顯示，無論在小球藻主要營養(yǎng)成分還是氨基酸含量上，4株蛋白核小球藻可聚為一類，2株橢圓小球藻可聚為一類，說明異養(yǎng)蛋白核小球藻與橢圓小球藻差異顯著。在4株異養(yǎng)蛋白核小球藻之間，CP1、CP2和CP3在營養(yǎng)成分和氨基酸含量上更為接近，與CP4的差異顯著。在2株橢圓小球藻之間，CE1和 CE2在氨基酸含量的差異要明顯大于主要營養(yǎng)成分的差異，說明異養(yǎng)培養(yǎng)時(shí)不同產(chǎn)地和來源的橢圓小球藻對其氨基酸品質(zhì)影響要大于蛋白核小球藻。

圖1 異養(yǎng)小球藻主要營養(yǎng)成分聚類分析樹形圖Fig.1 Hierarchical cluster analysis dendrogram for main nutritional components of heterotrophic Chlorella sp.

圖2 異養(yǎng)小球藻氨基酸組成聚類分析樹形圖Fig.2 Hierarchical cluster analysis dendrogram for amino acid of heterotrophic Chlorella sp.

2.5 主成分分析

對6株異養(yǎng)蛋白核小球藻氨基酸組成進(jìn)行主成分分析得主成分負(fù)荷因子及其貢獻(xiàn)率如表6所示。主成分1(PC1)的貢獻(xiàn)率為76.23%，主成分2(PC2)的貢獻(xiàn)率為17.80%，兩個(gè)因子的累積貢獻(xiàn)率即達(dá)94.03%，說明用兩個(gè)因子即可概括6株異養(yǎng)小球藻之間的差異。按照主成分的負(fù)荷因子，主成分1主要包括了Asp、Thr、Ser、Glu、Gly、Ala、Val和Leu等氨基酸信息，主成分2主要包括Arg和Cys等負(fù)荷因子。與文獻(xiàn)[19]提取的3因子相比，本研究主成分分析提取的2個(gè)因子即可概括異養(yǎng)蛋白核小球藻和橢圓小球藻在氨基酸組成上的差異，在主成分因子所代表的氨基酸信息上，主成分1均包含了Asp、Thr、Ser、Gly、Ala、Val和Leu等氨基酸信息，但在主成分2上差異顯著。

表6 主成分負(fù)荷因子及其貢獻(xiàn)率Table 6 Loading factors and contribution rates of two principal components from heterotrophic Chlorella sp.

將提取的PC1和PC2作6株異養(yǎng)小球藻氨基酸組成分布圖(圖3)?？梢钥闯觯?株異養(yǎng)蛋白核小球藻中CP2和CP3最為接近，CP1較為接近，CP4在PC2軸上距離較遠(yuǎn)，這和聚類分析中圖2的結(jié)果一致。而2株異養(yǎng)橢圓小球藻CE1和 CE2則主要在PC2軸上差異顯著。橢圓小球藻和異養(yǎng)蛋白核小球藻在PC1和PC2軸方向均差異顯著。

圖3 主成分因子表達(dá)的異養(yǎng)小球藻氨基酸組成分布Fig.3 Distribution of amino acid for heterotrophic Chlorella sp. with extracted principle component factors

3 討 論

異養(yǎng)培養(yǎng)小球藻由于生長繁殖比自養(yǎng)培養(yǎng)快得多，一直備受研究者關(guān)注，一些異養(yǎng)培養(yǎng)的蛋白核小球藻最高生物量是自養(yǎng)培養(yǎng)的近50倍[17]。然而，異養(yǎng)培養(yǎng)卻顯著降低了小球藻的營養(yǎng)物質(zhì)含量，本實(shí)驗(yàn)中異養(yǎng)蛋白核小球藻與橢圓小球藻在粗蛋白、葉綠素和氨基酸含量上均明顯小于文獻(xiàn)報(bào)導(dǎo)的自養(yǎng)蛋白核與橢圓小球藻。導(dǎo)致這種差異的原因一方面在于異養(yǎng)(無光照)生長小球藻的代謝方式和途徑與自養(yǎng)生長(有光照)相比發(fā)生了很大的改變[17]，另一方面異養(yǎng)培養(yǎng)的營養(yǎng)鹽、C/N、接種量及溫度、pH值等培養(yǎng)條件也會對小球藻中蛋白質(zhì)等營養(yǎng)物質(zhì)的含量產(chǎn)生影響[23]。本實(shí)驗(yàn)中相同培養(yǎng)條件下4株異養(yǎng)蛋白核小球藻在粗蛋白、水解氨基酸及總必需氨基酸含量上的較小差異，可能是不同產(chǎn)地藻種的自身蛋白質(zhì)含量差異的原因。

蛋白質(zhì)的營養(yǎng)價(jià)值體現(xiàn)在氨基酸組成及含量，尤其是8種人體必需氨基酸的組成及含量。盡管異養(yǎng)培養(yǎng)降低了蛋白核和橢圓小球藻必需氨基酸和總氨基酸含量，但在必需氨基酸組成及營養(yǎng)品質(zhì)上，異養(yǎng)蛋白核和橢圓小球藻仍接近于FAO/WHO提出的蛋白質(zhì)中EAA/TAA應(yīng)達(dá)到40%、EAA/NEAA應(yīng)大于60%的參考模式[27]，說明異養(yǎng)培養(yǎng)的小球藻仍具有較高的營養(yǎng)價(jià)值。

氨基酸分和必需氨基酸指數(shù)(EAAI)用于評價(jià)蛋白質(zhì)的質(zhì)量，兩者越接近100說明其與標(biāo)準(zhǔn)蛋白的必需氨基酸組成越接近，營養(yǎng)價(jià)值越高[3,29]。本研究中異養(yǎng)橢圓小球藻的氨基酸營養(yǎng)品質(zhì)要優(yōu)于異養(yǎng)蛋白核小球藻，其EAAI指數(shù)均優(yōu)于全雞蛋蛋白模式。

聚類分析可將不同藻株進(jìn)行初步分類，根據(jù)其差異大小，分析藻株間的差異程度。本實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，4株異養(yǎng)蛋白核小球藻和2株異養(yǎng)橢圓小球藻差異顯著，說明不同藻種間在營養(yǎng)成分和氨基酸含量上差異明顯，這首先應(yīng)該是二者自身遺傳物質(zhì)的差異決定的。3株異養(yǎng)蛋白核小球藻CP1、CP2和CP3在營養(yǎng)成分和氨基酸含量上更為接近，而2株橢圓小球藻CE1和 CE2在氨基酸含量的差異要明顯大于主要營養(yǎng)成分的差異。這種引起同種間營養(yǎng)成分差異的原因還有待深入研究。

主成分分析是將18種氨基酸通過線性變換以提取幾個(gè)重要因子的一種多元統(tǒng)計(jì)分析方法，根據(jù)所提取因子所代表的含義可以更輕易表達(dá)藻株在氨基酸含量上的差異。本研究將18種氨基酸綜合為兩個(gè)主成分因子，累積貢獻(xiàn)率達(dá)94.03%。根據(jù)所提取因子的散點(diǎn)圖可以判別藻株在各軸的分布及差異，進(jìn)而說明各因子所代表的氨基酸含量差異，這比聚類分析提供的信息更加詳細(xì)，也可作為類似研究的分析指標(biāo)，主成分分析方法使不同小球藻氨基酸差異分析更為簡單。但小球藻在異養(yǎng)和自養(yǎng)培養(yǎng)條件下營養(yǎng)成分含量和品質(zhì)差異的內(nèi)在機(jī)理還有待進(jìn)一步深入研究。

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Analysis of Nutritional Components and Amino Acid Composition of Heterotrophic Chlorella sp.

DONG Li-ming，WANG Ping，LI Jin-sui，SUN Yang
(Beijing Key Laboratory of Food Flavor Chemistry, Beijing Higher Institution Engineering Research Center of Food Additives and Ingredients, Beijing Technology and Business University, Beijing 100048, China)

Four strains of Chlorella pyrenoidosa and 2 strains of Chlorella ellipsoidea under heterotrophic culture were analyzed for nutritional components and amino acid composition. Cluster analysis and principle component analysis were conducted to distinguish the differences among the heterotrophic strains of Chlorella sp.. The results showed that the contents of main nutritional components of the heterotrophic strains of Chlorella sp. were lower than previously reported results for autotrophic Chlorella sp.. The ratios of essential to total amino acids of the strains of Chlorella pyrenoidosa and Chlorella ellipsoidea were 34.94%ˉ 37.45% and 37.70%ˉ38.32%, and the essential amino acid indexes 37.50ˉ49.52 and 131.89ˉ135.77, respectively. The limiting amino acids affecting the nutritional quality of 4 strains of Chlorella pyrenoidosa were Trp, Thr and Ile. The results of cluster analysis indicated that 4 strains of Chlorella pyrenoidosa and 2 strains of Chlorella ellipsoidea could be assigned to two different clusters according to the contents of nutritional components and amino acids. Two principal components were extracted to reveal a contribution rate of 76.23% for the first principle component and 17.80% for the second principle component. The cumulative contribution rate of the principal components was up to 94.03%.

heterotrophic Chlorella sp；nutritional components；amino acid；cluster analysis； principal component analysis

Q517

A

1002-6630(2012)03-0232-06

2011-10-25

環(huán)境保護(hù)部環(huán)保公益性項(xiàng)目(200909029)

董黎明(1974—)，男，講師，博士，研究方向?yàn)榄h(huán)境微生物。E-mail：donglm@btbu.edu.cn