I. Pregled osnovnih 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 morskih riba. Sistemi mirisa i okusa vodenih životinja su vrlo osjetljivi na TMAO, prepoznajući ga kao "signal za hranu".
• Efekti:
  • Povećan unos hrane: Dodavanje TMAO u hranu može značajno stimulirati apetit riba i škampa, posebno tokom početnih faza hranjenja ili kod izbirljivih vrsta, brzo ih privlačeći na hranu.
  • Skraćeno vrijeme hranjenja: Skraćuje vrijeme koje hrana ostaje u vodi, smanjujući gubitak hrane i zagađenje vode.
  • Primjenjivost u alternativnoj hrani: Kada se izvori biljnih proteina (npr. sojina sačma) koriste kao zamjena za riblje brašno, dodavanje TMAO-a može kompenzirati nedostatak okusa i poboljšati ukusnost hrane.

2. Osmolit (regulator osmotskog pritiska)
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. Da bi održale unutrašnju ravnotežu vode, morske ribe piju morsku vodu i akumuliraju visoke koncentracije neorganskih iona (npr. Na⁺, Cl⁻). TMAO djeluje kao "kompatibilna rastvorena supstanca" koja može suzbiti razorne efekte visokih koncentracija iona na strukturu proteina, pomažući u stabilizaciji intracelularne funkcije proteina.
• Efekti:
  • Smanjena osmoregulacijska potrošnja energije: Suplementacija saTMAOpomaže morskim ribama da efikasnije regulišu osmotski pritisak, čime usmjerava više energije sa "održavanja života" na "rast i reprodukciju".
  • Poboljšana tolerancija na stres: U uslovima fluktuacije saliniteta ili stresa u okolini, suplementacija TMAO pomaže u održavanju homeostaze organizma i poboljšava stopu preživljavanja.

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

• Mehanizam: Pod stresnim uslovima (npr. visoka temperatura, dehidracija, visok pritisak), proteini su skloni denaturaciji i inaktivaciji. TMAO može indirektno interagovati sa molekulima proteina, pri čemu je preferencijalno isključen iz hidratacijske sfere proteina, čime termodinamički stabilizuje nativno presavijeno stanje proteina i sprečava denaturaciju.
• Efekti:
  • Štiti zdravlje crijeva: Tokom probave, crijevni enzimi moraju ostati aktivni. TMAO može stabilizirati ove probavne enzime, poboljšavajući svarljivost i iskorištavanje hrane.
  • Povećava otpornost na stres: Tokom sezona visokih temperatura ili transporta, kada se vodene životinje suočavaju s toplotnim 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 protein-stabilizirajući efekti TMAO-a zajedno pružaju stabilnije mikrookruženje za crijevne ćelije. Može pospješiti razvoj crijevnih resica, povećavajući apsorpcijsku površinu.
• Efekti:
  • Potiče apsorpciju hranjivih tvari: Zdravija crijevna morfologija znači bolji kapacitet apsorpcije hranjivih tvari, što je ključno za poboljšanje konverzije hrane.
  • Poboljšava funkciju crijevne barijere: Može pomoći u održavanju integriteta crijevne sluznice, smanjujući invaziju patogena i toksina.

5. Donor metil grupe
TMAO može učestvovati u metabolizmu u tijelu, djelujući kao donor metil grupe.

• Mehanizam: Tokom metabolizma,TMAO može obezbijediti aktivne metilne grupe, učestvujući u raznim važnim biohemijskim reakcijama, kao što je sinteza fosfolipida, kreatina i neurotransmitera.
• Efekat: Podstiče rast, posebno tokom faza brzog rasta kada se povećava potreba za metilnim grupama; suplementacija TMAO-om može pomoći u zadovoljavanju ove potrebe.

III. Ciljevi i razmatranja primjene

• Primarni ciljevi aplikacije:
  • Morske ribe: Kao što su iverak, kirnja, velika žuta kreketa, brancin itd. Njihova potreba za TMAO je najznačajnija jer je njegova osmoregulatorna funkcija nezamjenjiva.
  • Diadromne ribe: Kao što su salmonidi (losos), kojima je također potreban tokom faze morskog uzgoja.
  • Rakovi: Kao što su kozice/škampi i rakovi. Studije također pokazuju da TMAO ima dobre efekte privlačenja i podsticanja rasta.
  • Slatkovodne ribe: Iako slatkovodne ribe ne sintetiziraju same TMAO, njihov olfaktorni sistem ga i dalje može detektovati, što ga čini efikasnim kao atraktantom za hranjenje. Međutim, osmoregulatorna funkcija nije operativna u slatkoj vodi.
• Doziranje i razmatranja:
  • Doziranje: Tipična količina dodavanja u hranu je obično 0,1% do 0,3% (tj. 1-3 kg po toni hrane). Specifična doza treba se odrediti na osnovu ispitivanja uzimajući u obzir uzgajanu vrstu, fazu rasta, formulaciju hrane i uslove vodene sredine.
  • Odnos s holinom i betainom: Holin i betain su prekursori TMAO-a i mogu se pretvoriti u TMAO u tijelu. Međutim, ne mogu u potpunosti zamijeniti TMAO zbog ograničene efikasnosti konverzije 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 efikasan, multifunkcionalni dodatak hrani u akvakulturi koji integriše funkcije privlačenja hrane, regulacije osmotskog pritiska, stabilizacije proteina i poboljšanja zdravlja crijeva.

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