I. Pregled ključnih funkcija
Trimetilamin N-oksid dihidrat (TMAO·2H₂O) je vrlo važan multifunkcionalni dodatak hrani u akvakulturi. U početku je otkriven kao ključni atraktant za hranjenje u ribljem brašnu. Međutim, dubinskim istraživanjem otkrivene su značajnije fiziološke funkcije, što ga čini ključnim alatom za poboljšanje zdravlja i rasta vodenih životinja.

II. Glavne primjene i mehanizmi djelovanja

1. Snažan atraktant za hranjenje
Ovo je najklasičnija i najpoznatija uloga TMAO-a.

• Mehanizam: Mnogi vodeni proizvodi, posebnomorske ribe,prirodno sadrže visoke koncentracije TMAO-a, koji je ključni izvor karakterističnog "umami" okusa morske ribe. Mirisni i okusni sustavi vodenih životinja vrlo su osjetljivi na TMAO, prepoznajući ga kao "signal za hranu".
• Učinci:
  • Povećani unos hrane: Dodavanje TMAO u hranu može značajno potaknuti apetit riba i škampa, posebno tijekom početnih faza hranjenja ili kod izbirljivih vrsta, brzo ih privlačeći na hranu.
  • Skraćeno vrijeme hranjenja: Skraćuje vrijeme koliko hrana ostaje u vodi, smanjujući gubitak hrane i onečišćenje vode.
  • Primjenjivost u alternativnoj hrani: Kada se izvori biljnih proteina (npr. sojina sačma) koriste kao zamjena za riblje brašno, dodavanje TMAO-a može nadoknaditi nedostatak okusa i poboljšati ukusnost hrane.

2. Osmolit (regulator osmotskog tlaka)
Ovo je vitalna fiziološka funkcija TMAO za morske ribe i dijadromne ribe.

• Mehanizam: Morska voda je hiperosmotsko okruženje, što uzrokuje stalan gubitak vode iz tijela ribe u more. Kako bi održale unutarnju ravnotežu vode, morske ribe piju morsku vodu i akumuliraju visoke koncentracije anorganskih iona (npr. Na⁺, Cl⁻). TMAO djeluje kao "kompatibilna otopljena tvar" koja može suzbiti razorne učinke visokih koncentracija iona na strukturu proteina, pomažući u stabilizaciji unutarstanične funkcije proteina.
• Učinci:
  • Smanjena osmoregulacijska potrošnja energije: Dodatak prehrani sTMAOpomaže morskim ribama da učinkovitije reguliraju osmotski tlak, čime usmjerava više energije od "održavanja života" prema "rastu i reprodukciji".
  • Poboljšana tolerancija na stres: U uvjetima fluktuacije slanosti ili stresa iz okoliša, suplementacija TMAO-om pomaže u održavanju homeostaze organizma i poboljšava stopu preživljavanja.

3. Stabilizator proteina
TMAO ima jedinstvenu sposobnost zaštite trodimenzionalne strukture proteina.

• Mehanizam: U stresnim uvjetima (npr. visoka temperatura, dehidracija, visoki tlak), proteini su skloni denaturaciji i inaktivaciji. TMAO može neizravno interagirati s molekulama proteina, pri čemu je preferencijalno isključen iz hidratacijske sfere proteina, čime termodinamički stabilizira nativno presavijeno stanje proteina i sprječava denaturaciju.
• Učinci:
  • Štiti zdravlje crijeva: Tijekom probave, crijevni enzimi moraju ostati aktivni. TMAO može stabilizirati ove probavne enzime, poboljšavajući probavljivost i iskorištavanje hrane.
  • Povećava otpornost na stres: Tijekom sezona visokih temperatura ili transporta, kada se vodene životinje suočavaju s toplinskim stresom, TMAO pomaže u zaštiti stabilnosti različitih funkcionalnih proteina (npr. enzima, strukturnih proteina) u tijelu, smanjujući oštećenja povezana sa stresom.

4. Poboljšava zdravlje i morfologiju crijeva

• Mehanizam: Osmoregulacijski i proteinsko-stabilizirajući učinci TMAO-a zajedno pružaju stabilnije mikrookruženje za crijevne stanice. Može potaknuti razvoj crijevnih resica, povećavajući apsorpcijsku površinu.
• Učinci:
  • Potiče apsorpciju hranjivih tvari: Zdravija crijevna morfologija znači bolji kapacitet apsorpcije hranjivih tvari, što je ključno za poboljšanje omjera konverzije hrane.
  • Poboljšava funkciju crijevne barijere: Može pomoći u održavanju integriteta crijevne sluznice, smanjujući invaziju patogena i toksina.

5. Donor metilne skupine
TMAO može sudjelovati u metabolizmu u tijelu, djelujući kao donor metilne skupine.

• Mehanizam: Tijekom metabolizma,TMAO može osigurati aktivne metilne skupine, sudjelujući u raznim važnim biokemijskim reakcijama, poput sinteze fosfolipida, kreatina i neurotransmitera.
• Učinak: Potiče rast, posebno tijekom faza brzog rasta gdje se povećava potreba za metilnim skupinama; dodatak TMAO-a može pomoći u zadovoljavanju te potrebe.

III. Ciljevi i razmatranja primjene

• Primarni ciljevi aplikacije:
  • Morske ribe: Kao što su iverak, kirnja, veliki žuti kreketi, brancin itd. Njihova potreba za TMAO je najznačajnija jer je njegova osmoregulacijska funkcija nezamjenjiva.
  • Diadromne ribe: Kao što su salmonidi (losos), kojima je također potreban tijekom faze morskog uzgoja.
  • Rakovi: Kao što su kozice/škampi i rakovi. Studije također pokazuju da TMAO ima dobre učinke privlačenja i poticanja rasta.
  • Slatkovodne ribe: Iako slatkovodne ribe ne sintetiziraju same TMAO, njihov olfaktorni sustav ga i dalje može detektirati, što ga čini učinkovitim kao atraktant za hranjenje. Međutim, osmoregulacijska funkcija nije operativna u slatkoj vodi.
• Doziranje i razmatranja:
  • Doziranje: Tipična razina dodavanja u hranu obično je 0,1% do 0,3% (tj. 1-3 kg po toni hrane). Specifična doza treba se odrediti na temelju ispitivanja uzimajući u obzir uzgojenu vrstu, fazu rasta, formulaciju hrane i uvjete vodenog okoliša.
  • Odnos s kolinom i betainom: Kolin i betain su prekursori TMAO-a i mogu se pretvoriti u TMAO u tijelu. Međutim, ne mogu u potpunosti zamijeniti TMAO zbog ograničene učinkovitosti pretvorbe i jedinstvenih funkcija TMAO-a kao privlačnog i stabilizirajućeg proteina. U praksi se često koriste sinergijski.
  • Problemi s predoziranjem: Prekomjerno dodavanje (daleko iznad preporučenih doza) može dovesti do rasipanja troškova i potencijalno imati negativne učinke na određene vrste, ali se trenutno smatra sigurnim pri konvencionalnim razinama dodavanja.

IV. Sažetak
Trimetilamin N-oksid dihidrat (TMAO·2H₂O) je visoko učinkovit, multifunkcionalni dodatak hrani u akvakulturi koji integrira funkcije privlačenja hrane, regulacije osmotskog tlaka, stabilizacije proteina i poboljšanja zdravlja crijeva.

Njegova primjena ne samo izravno povećava unos hrane i brzinu rasta vodenih životinja, već i neizravno poboljšava učinkovitost iskorištavanja hrane i zdravlje organizma smanjenjem fiziološke potrošnje energije i jačanjem otpornosti na stres. U konačnici, pruža snažnu tehničku podršku za povećanje proizvodnje, učinkovitosti i održivog razvoja akvakulture. U modernoj hrani za vodene životinje, posebno u visokokvalitetnoj hrani za morske ribe, postao je neizostavna ključna komponenta.