氧化三甲胺的代謝特征及其在魚飼料生產(chǎn)中的應(yīng)用

1、氧化三甲胺的代謝特征及其在魚飼料生產(chǎn)中的應(yīng)用國內(nèi)外研究結(jié)果表明，氧化三甲胺是魚類特別是海洋魚類的天然 風(fēng)味成分，除具有魚類特有的魚鮮味外，氧化三甲胺還起到調(diào)節(jié)魚類 的細胞大小、防止因體內(nèi)尿素濃度過高而引發(fā)魚的功能蛋白質(zhì)變性等 多種功能。這可能與氧化三甲胺對一些蛋白質(zhì)或酶的二硫鍵的形成具 有調(diào)節(jié)作用或調(diào)節(jié)蛋白質(zhì)分子有關(guān)。此外，研究表明氧化三甲胺還具 有抗氧化功能。近年來對氧化三甲胺的研究報告越來越多，大量的試 驗研究表明在魚類、蝦類及貝類等餌料中添加氧化三甲胺具有明顯的 誘食和促生長功能。但是在相關(guān)的酶的作用下，氧化三甲胺極易轉(zhuǎn)變 成具有顯著魚腐臭味道的三甲胺、二甲胺、甲胺及甲醛，而這些組分 所

2、起到的作用。無論是對飼料的質(zhì)量。還是對魚的誘食效果都與氧化 三甲胺截然相反。因此。本文擬通過對氧化三甲胺及相關(guān)脂肪族胺衍 生物的風(fēng)味特征、代謝變化及相關(guān)酶進行分析。探討如何開發(fā)利用氧 化三甲胺的誘食效果來提高魚飼料利用效率、監(jiān)控魚粉及相關(guān)飼料的 質(zhì)量，為促進和拓展魚飼料產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供參考。1、氧化三甲胺及相關(guān)脂肪族胺衍生物的風(fēng)味特征與代謝變化氧 化三甲胺廣泛地分布于各種海洋生物，如海洋軟骨魚、硬骨魚、軟體 動物、藻類等，且含量較高，是體現(xiàn)水產(chǎn)品特色的鮮味成分。經(jīng)測定， 羅非魚、尼羅河巨鱸、尼羅尖吻鱸、梭鱸、虹鱒等淡水魚類也含有較 高水平的氧化三甲胺。而三甲胺最早發(fā)現(xiàn)是由微生物分解膽堿、甜菜 堿或

3、氧化三甲胺而來，是海洋魚類腐敗的惡臭成分。其在魚制品加工 廢液中含量十分豐富。有研究表明，三甲胺也表現(xiàn)一定的毒副作用， 可以抑制DNA、RNA和蛋白質(zhì)的合成，對小鼠胚胎具有致畸作用。與三甲胺一樣，二甲胺也是魚腐敗的惡臭成分。并廣泛地用作橡膠硫化、制革、合成洗滌劑、殺蟲劑等的化工原料，其可由微生物和藻類分解三甲胺和氧化三甲胺而來。是城市污水的主要臭味源之一。有研 究表明，二甲胺還是致癌化合物亞硝基二甲胺的前體化合物。甲胺也 是一種具有臭味的物質(zhì)，其濃度低于12.7 mg/m3時僅有微臭味：當 濃度增加210倍時，氣味加重，有濃烈的魚腥臭：濃度增加10 50倍時。有難聞的氨氣味。在有氧情況下，三甲

4、胺通過三甲胺單加氧酶催化轉(zhuǎn)化成氧化三甲 胺，氧化三甲胺在氧化三甲胺脫甲基酶的作用下轉(zhuǎn)化成二甲胺，然后 二甲胺在微生物和藻類的作用下快速分解為甲胺，進一步由甲胺分解 為氨和甲醛。不會在細胞內(nèi)累積。氧化三甲胺也可在厭氧條件下，通 過氧化三甲胺還原酶的作用直接還原為三甲胺，三甲胺在三甲胺脫 氫酶的作用下轉(zhuǎn)化成二甲胺，二甲胺在二甲胺單加氧酶的作用下轉(zhuǎn)變 成甲氨，最后甲胺在甲胺脫氫酶的作用下變成氨和甲醛。據(jù)文獻報道， 魚類的幽門盲囊、腎、肝、肌肉等組織或器官中均具有可將氧化三甲 胺轉(zhuǎn)化成二甲胺和甲醛的氧化三甲胺脫甲基酶。而人體在正常的情況 下，氧化三甲胺及相關(guān)脂肪族胺衍生物則可通過尿液排出體外，因此 不

5、會對人體造成毒害作用。2參與氧化三甲胺轉(zhuǎn)化相關(guān)的三種酶及其潛在應(yīng)用2.1參與氧化三甲胺轉(zhuǎn)化相關(guān)酶類目前已知有三種酶直接參與氧化三甲胺的轉(zhuǎn)化過程，包括氧化三 甲胺脫甲基酶、氧化三甲胺還原酶和三甲胺單加氧酶。1）氧化三甲胺脫甲基酶可以使氧化三甲胺分解產(chǎn)生二甲胺和甲 醛，其主要分布在魚類的各種肌肉組織、內(nèi)臟器官及消化道微生物中。 鱈魚肌肉中的氧化三甲胺脫甲基酶需要鐵離子、半胱氨酸、抗壞血酸 作為輔助因子，而研究表明有兩種輔助因子系統(tǒng)能激活氧化三甲胺脫 甲基酶的活性：一種是在厭氧條件下的NADH和FMN系統(tǒng)：另一種是由鐵離子、半胱氨酸、抗壞血酸組成的系統(tǒng)。此外，來源于不同 物種的氧化i甲胺脫甲基酶，其

6、分子組成、結(jié)構(gòu)及最適pH均具有比 較明顯。2）氧化三甲胺還原酶在厭氧條件下可將氧化三甲胺直接還原為 三甲胺。該酶最初在厭氧菌She，wanella massilia中發(fā)現(xiàn)，是一種 含鉬的酶。氧化三甲胺作為一些厭氧菌呼吸系統(tǒng)的電子最終受體而參 與其中，其本身則被還原成具有惡臭氣味的三甲胺。目前。氧化三甲 胺還原酶已在許多海洋細菌、淡水池塘光合細菌及腸道細菌中發(fā)現(xiàn)。3）三甲胺單加氧酶催化三甲胺轉(zhuǎn)變成氧化三甲胺，是一種含核黃 素的單加氧酶。人體內(nèi)95%以上的三甲胺通過該酶的作用轉(zhuǎn)變成氧 化三甲胺進而通過尿液排出體外，只有少于5%的三甲胺直接通過尿 液排出體外。由于三甲胺不能被肝臟代謝，當病人的三甲胺

7、單加氧 酶不能正常地將三甲胺轉(zhuǎn)化成氧化三甲胺時。三甲胺就會在體內(nèi)蓄 積。因此。病人汗液、尿液和呼出的氣體中都含有大量魚腥味的三甲 胺，這種疾病被稱為三甲胺尿癥，俗稱魚腥綜合癥。與人體情況類似。 新鮮、健康的魚體內(nèi)不會存在過量的三甲胺，通過測定魚體內(nèi)三甲胺 的含量可以精確地判斷魚的新鮮程度和健康程度，2.2參與氧化三甲胺轉(zhuǎn)化的相關(guān)酶類在魚類飼中的潛在應(yīng)用由于 氧化三甲胺和三甲胺在其風(fēng)味上截然相反。因此，提高氧化三甲胺含 量和減少三甲胺的含量都對提高魚肉的食用品質(zhì)具有重要的意義。目 前已知的與氧化三甲胺轉(zhuǎn)化直接相關(guān)的酶有三種，其中氧化三甲胺脫 甲基酶和氧化三甲胺還原酶使氧化三甲胺轉(zhuǎn)化為其衍生物，會

8、使魚肉 的食用品質(zhì)降低，而三甲胺單加氧酶可以將三甲胺轉(zhuǎn)化為氧化三甲 胺，因此可以提高魚肉的食用品質(zhì)。根據(jù)這三種酶的特性，在不影響 魚類生長的前提下?？梢試L試在飼料中添加相應(yīng)的三甲胺單加氧酶來提高魚體中的氧化三甲胺的含量：同時。也可以通過開發(fā)一些氧化三 甲胺脫甲基酶和氧化三甲胺還原酶的抑制劑作為飼料添加劑，通過抑 制氧化三甲胺的轉(zhuǎn)化來提高魚體中氧化三甲胺的含量，從而提高魚肉 的食用品質(zhì)。3氧化三甲胺的誘魚性能和促生長性能在魚飼料中的應(yīng)用 Rorvik等研究表明，氧化三甲胺可以使虹鱒和大西洋畦的腹脂率顯著 降低。孫海香等圳用行為觀察法和電生理方法研究氧化三甲胺溶液對 羅非魚的誘食反應(yīng)，結(jié)果表明。氧

9、化三甲胺對羅非魚有強烈的神經(jīng)興 奮作用，羅非魚對氧化三甲胺的反應(yīng)圖形為典型的嗅電圖(EOG)圖 像。并且對不同濃度的刺激液的EOG反應(yīng)波形均相似，僅振幅值隨 刺激液濃度的增加而上升：迷宮實驗進一步表明氧化三甲胺對羅非魚 的興奮作用表現(xiàn)為誘食效應(yīng)，試驗組與對照組集魚數(shù)差異顯著，表明 氧化三甲胺對羅非魚具有強烈的誘食作用：隨著氧化三甲胺濃度的增 加，氧化三甲胺對羅非魚的誘食作用加強。質(zhì)量濃度4、6和8 g，L 時的集魚數(shù)差異不顯著。黃峰等的研究表明，在配合飼料中添加50， 200 mgSkg氧化三甲胺對羅非魚有明顯的促生長作用，飼料效率和 蛋白質(zhì)效率顯著高于對照組。在南美白對蝦飼養(yǎng)方面氧化三甲胺也

10、表 現(xiàn)出優(yōu)秀的誘食效。孫海香認為氧化三甲胺的誘食作用可能與氧化三 甲胺具有特殊的鮮味和爽口的甜味有關(guān)。另外，由于氧化三甲胺可以 誘導(dǎo)有絲分裂開始和四倍體產(chǎn)生，而細胞的增殖是由有絲分裂開始 的，推測氧化三甲胺可能通過促進肌肉細胞的增殖來促進肌肉組織的 生長。因此，氧化三甲胺可以作為一種飼料添加劑來改善魚飼料的品 質(zhì)，除了直接添加氧化三甲胺作為飼料添加劑外，食物前體成分分析 結(jié)果表明，投喂膽堿后，羅非魚腸道微生物可以使膽堿轉(zhuǎn)變成三甲胺， 三甲胺在羅非魚肝臟和腎臟三甲胺單加氧酶的作用下轉(zhuǎn)變成氧化三甲胺，因此，羅非魚可以借助腸道微生物和內(nèi)臟器官中的三甲胺單加 氧酶的作用將膽堿轉(zhuǎn)變成氧化三甲。對于健康魚

11、群，投喂含有膽堿或 磷脂酰膽堿的動物蛋白飼料或大豆蛋白飼料，可以間接地提高魚體內(nèi) 氧化三甲胺的含量，從而提高魚產(chǎn)品的鮮味。4、氧化三甲胺在監(jiān)測飼料品質(zhì)中的應(yīng)用魚體內(nèi)天然氧化三甲胺 含量越高魚越新鮮，魚死亡后或受到微生物污染后，其體內(nèi)氧化三甲 胺脫甲基酶及氧化三甲胺還原酶會迅速啟動和強化，造成魚體內(nèi)或魚 產(chǎn)品中的三甲胺或二甲胺含量迅速提高，通過檢測三甲胺的含量可以 正確預(yù)測魚或魚粉及相關(guān)飼料的新鮮程度。三甲胺含量新鮮程度判定 指標為：新鮮，0.1 mg / 100 g；腐敗初期，1.5mg/100 g；腐敗， 6mg / 00 g。這比傳統(tǒng)評定魚新鮮程度的K值評價方法更具體，更 簡單有效。長期以來，魚粉及相關(guān)飼料的摻假、造假現(xiàn)象已經(jīng)讓人們 無法忍受。但是又無可奈何。事實上。魚粉及相關(guān)飼料的摻假、造假 現(xiàn)象只是問題的一個方面，使用腐敗劣化的魚生產(chǎn)魚粉及相關(guān)飼料同 樣影響飼養(yǎng)效果，相應(yīng)的畜牧水產(chǎn)產(chǎn)品同樣存在潛在的安全隱患。通 過檢測氧化三甲胺及其相應(yīng)脂肪族胺衍生物的含量，可以有效地改進 和提升現(xiàn)有魚粉及相關(guān)飼料的質(zhì)量。5、展望氧化三甲胺是魚的天然組分，是魚的