氧化三甲胺的代谢特征及其在鱼饲料生产中的应用

氧化三甲胺的代谢特征及其在鱼饲料生产中的应用

国内外研究结果表明，氧化三甲胺是鱼类特别是海洋鱼类的天然风味成分，除具有鱼类特有的鱼鲜味外，氧化三甲胺还起到调节鱼类的细胞大小、防止因体内尿素浓度过高而引发鱼的功能蛋白质变性等多种功能。这可能与氧化三甲胺对一些蛋白质或酶的二硫键的形成具有调节作用或调节蛋白质分子有关。此外，研究表明氧化三甲胺还具有抗氧化功能。近年来对氧化三甲胺的研究报告越来越多，大量的试验研究表明在鱼类、虾类及贝类等饵料中添加氧化三甲胺具有明显的诱食和促生长功能。但是在相关的酶的作用下，氧化三甲胺极易转变成具有显著鱼腐臭味道的三甲胺、二甲胺、甲胺及甲醛，而这些组分所起到的作用。无论是对饲料的质量。还是对鱼的诱食效果都与氧化三甲胺截然相反。因此。本文拟通过对氧化三甲胺及相关脂肪族胺衍生物的风味特征、代谢变化及相关酶进行分析。探讨如何开发利用氧化三甲胺的诱食效果来提高鱼饲料利用效率、监控鱼粉及相关饲料的质量，为促进和拓展鱼饲料产业发展提供参考。

1、氧化三甲胺及相关脂肪族胺衍生物的风味特征与代谢变化氧化三甲胺广泛地分布于各种海洋生物，如海洋软骨鱼、硬骨鱼、软体动物、藻类等，且含量较高，是体现水产品特色的鲜味成分。经测定，罗非鱼、尼罗河巨鲈、尼罗尖吻鲈、梭鲈、虹鳟等淡水鱼类也含有较高水平的氧化三甲胺。而三甲胺最早发现是由微生物分解胆碱、甜菜碱或氧化三甲胺而来，是海洋鱼类腐败的恶臭成分。其在鱼制品加工废液中含量十分丰富。有研究表明，三甲胺也表现一定的毒副作用，可以抑制DNA、RNA和蛋白质的合成，对小鼠胚胎具有致畸作用。与三甲胺一样，二甲胺也是鱼腐败的恶臭成分。并广泛地用作橡胶硫化、制革、合成洗涤剂、杀虫剂等的化工原料，其可由微生物和藻类

分解三甲胺和氧化三甲胺而来。是城市污水的主要臭味源之一。有研究表明，二甲胺还是致癌化合物亚硝基二甲胺的前体化合物。甲胺也是一种具有臭味的物质，其浓度低于12.7 mg/m3时仅有微臭味：当浓度增加2～10倍时，气味加重，有浓烈的鱼腥臭：浓度增加10～50倍时。有难闻的氨气味。

在有氧情况下，三甲胺通过三甲胺单加氧酶催化转化成氧化三甲胺，氧化三甲胺在氧化三甲胺脱甲基酶的作用下转化成二甲胺，然后二甲胺在微生物和藻类的作用下快速分解为甲胺，进一步由甲胺分解为氨和甲醛。不会在细胞内累积。氧化三甲胺也可在厌氧条件下，通过氧化三甲胺还原酶的作用直接还原为三甲胺㈣，三甲胺在三甲胺脱氢酶的作用下转化成二甲胺，二甲胺在二甲胺单加氧酶的作用下转变成甲氨，最后甲胺在甲胺脱氢酶的作用下变成氨和甲醛。据文献报道，鱼类的幽门盲囊、肾、肝、肌肉等组织或器官中均具有可将氧化三甲胺转化成二甲胺和甲醛的氧化三甲胺脱甲基酶。而人体在正常的情况下，氧化三甲胺及相关脂肪族胺衍生物则可通过尿液排出体外，因此不会对人体造成毒害作用。

2 参与氧化三甲胺转化相关的三种酶及其潜在应用

2.1 参与氧化三甲胺转化相关酶类

目前已知有三种酶直接参与氧化三甲胺的转化过程，包括氧化三甲胺脱甲基酶、氧化三甲胺还原酶和三甲胺单加氧酶。

1)氧化三甲胺脱甲基酶可以使氧化三甲胺分解产生二甲胺和甲醛，其主要分布在鱼类的各种肌肉组织、内脏器官及消化道微生物中。鳕鱼肌肉中的氧化三甲胺脱甲基酶需要铁离子、半胱氨酸、抗坏血酸作为辅助因子，而研究表明有两种辅助因子系统能激活氧化三甲胺脱甲基酶的活性：一种是在厌氧条件下的NADH和FMN系统：另一种

是由铁离子、半胱氨酸、抗坏血酸组成的系统㈣。此外，来源于不同物种的氧化i甲胺脱甲基酶，其分子组成、结构及最适pH均具有比较明显。

2)氧化三甲胺还原酶在厌氧条件下可将氧化三甲胺直接还原为三甲胺。该酶最初在厌氧菌She，wanella massilia中发现，是一种含钼的酶。氧化三甲胺作为一些厌氧菌呼吸系统的电子最终受体而参与其中，其本身则被还原成具有恶臭气味的三甲胺。目前。氧化三甲胺还原酶已在许多海洋细菌、淡水池塘光合细菌及肠道细菌中发现。

3)三甲胺单加氧酶催化三甲胺转变成氧化三甲胺，是一种含核黄素的单加氧酶。人体内95％以上的三甲胺通过该酶的作用转变成氧化三甲胺进而通过尿液排出体外，只有少于5％的三甲胺直接通过尿液排出体外㈣。由于三甲胺不能被肝脏代谢，当病人的三甲胺单加氧酶不能正常地将三甲胺转化成氧化三甲胺时。三甲胺就会在体内蓄积。因此。病人汗液、尿液和呼出的气体中都含有大量鱼腥味的三甲胺，这种疾病被称为三甲胺尿症，俗称鱼腥综合症。与人体情况类似。新鲜、健康的鱼体内不会存在过量的三甲胺，通过测定鱼体内三甲胺的含量可以精确地判断鱼的新鲜程度和健康程度，

2.2参与氧化三甲胺转化的相关酶类在鱼类饲中的潜在应用由于氧化三甲胺和三甲胺在其风味上截然相反。因此，提高氧化三甲胺含量和减少三甲胺的含量都对提高鱼肉的食用品质具有重要的意义。目前已知的与氧化三甲胺转化直接相关的酶有三种，其中氧化三甲胺脱甲基酶和氧化三甲胺还原酶使氧化三甲胺转化为其衍生物，会使鱼肉的食用品质降低，而三甲胺单加氧酶可以将三甲胺转化为氧化三甲胺，因此可以提高鱼肉的食用品质。根据这三种酶的特性，在不影响鱼类生长的前提下。可以尝试在饲料中添加相应的三甲胺单加氧酶来

提高鱼体中的氧化三甲胺的含量：同时。也可以通过开发一些氧化三甲胺脱甲基酶和氧化三甲胺还原酶的抑制剂作为饲料添加剂，通过抑制氧化三甲胺的转化来提高鱼体中氧化三甲胺的含量，从而提高鱼肉的食用品质。

3 氧化三甲胺的诱鱼性能和促生长性能在鱼饲料中的应用Rorvik等研究表明，氧化三甲胺可以使虹鳟和大西洋鲑的腹脂率显著降低。孙海香等圳用行为观察法和电生理方法研究氧化三甲胺溶液对罗非鱼的诱食反应，结果表明。氧化三甲胺对罗非鱼有强烈的神经兴奋作用，罗非鱼对氧化三甲胺的反应图形为典型的嗅电图(EOG)图像。并且对不同浓度的刺激液的EOG反应波形均相似，仅振幅值随刺激液浓度的增加而上升：迷宫实验进一步表明氧化三甲胺对罗非鱼的兴奋作用表现为诱食效应，试验组与对照组集鱼数差异显著，表明氧化三甲胺对罗非鱼具有强烈的诱食作用：随着氧化三甲胺浓度的增加，氧化三甲胺对罗非鱼的诱食作用加强。质量浓度4、6和8 g，L 时的集鱼数差异不显著。黄峰等的研究表明，在配合饲料中添加50，200 mgSkg氧化三甲胺对罗非鱼有明显的促生长作用，饲料效率和蛋白质效率显著高于对照组。在南美白对虾饲养方面氧化三甲胺也表现出优秀的诱食效。孙海香认为氧化三甲胺的诱食作用可能与氧化三甲胺具有特殊的鲜味和爽口的甜味有关。另外，由于氧化三甲胺可以诱导有丝分裂开始和四倍体产生，而细胞的增殖是由有丝分裂开始的，推测氧化三甲胺可能通过促进肌肉细胞的增殖来促进肌肉组织的生长。因此，氧化三甲胺可以作为一种饲料添加剂来改善鱼饲料的品质，除了直接添加氧化三甲胺作为饲料添加剂外，食物前体成分分析结果表明，投喂胆碱后，罗非鱼肠道微生物可以使胆碱转变成三甲胺，三甲胺在罗非鱼肝脏和肾脏三甲胺单加氧酶的作用下转变成氧化三