I. Tổng quan về chức năng cốt lõi
Trimethylamine N-oxide dihydrat (TMAO·2H₂O) là một phụ gia thức ăn đa chức năng rất quan trọng trong nuôi trồng thủy sản. Ban đầu, nó được phát hiện là một chất dẫn dụ thức ăn chính trong bột cá. Tuy nhiên, với những nghiên cứu chuyên sâu, các chức năng sinh lý quan trọng hơn đã được phát hiện, biến nó thành một công cụ thiết yếu để cải thiện sức khỏe và hiệu suất tăng trưởng của động vật thủy sản.

II. Ứng dụng chính và cơ chế hoạt động

1. Chất hấp dẫn thức ăn mạnh mẽ
Đây là vai diễn kinh điển và nổi tiếng nhất của TMAO.

• Cơ chế: Nhiều sản phẩm thủy sản, đặc biệt làcá biển,Cá biển tự nhiên chứa hàm lượng TMAO cao, là nguồn chính tạo nên vị "umami" đặc trưng của cá biển. Hệ thống khứu giác và vị giác của động vật thủy sinh rất nhạy cảm với TMAO, coi nó như một "tín hiệu thức ăn".
• Các hiệu ứng:
  • Tăng lượng thức ăn tiêu thụ: Thêm TMAO vào thức ăn có thể kích thích đáng kể sự thèm ăn của cá và tôm, đặc biệt là trong giai đoạn đầu cho ăn hoặc đối với các loài kén ăn, nhanh chóng thu hút chúng đến thức ăn.
  • Giảm thời gian cho ăn: Rút ngắn thời gian thức ăn còn trong nước, giảm thất thoát thức ăn và ô nhiễm nước.
  • Khả năng áp dụng trong thức ăn thay thế: Khi sử dụng nguồn protein thực vật (ví dụ như bột đậu nành) để thay thế bột cá, việc bổ sung TMAO có thể bù đắp cho sự thiếu hụt hương vị và cải thiện độ ngon miệng của thức ăn.

2. Osmolyte (Chất điều hòa áp suất thẩm thấu)
Đây là chức năng sinh lý quan trọng của TMAO đối với cá biển và cá di cư.

• Cơ chế: Nước biển là môi trường thẩm thấu cao, khiến nước bên trong cơ thể cá liên tục bị thoát ra biển. Để duy trì cân bằng nước bên trong, cá biển uống nước biển và tích tụ nồng độ cao các ion vô cơ (ví dụ: Na⁺, Cl⁻). TMAO hoạt động như một "chất tan tương thích" có thể trung hòa tác động phá vỡ cấu trúc protein của nồng độ ion cao, giúp ổn định chức năng protein nội bào.
• Các hiệu ứng:
  • Giảm tiêu hao năng lượng điều hòa thẩm thấu: Bổ sungTMAOgiúp cá biển điều chỉnh áp suất thẩm thấu hiệu quả hơn, do đó chuyển hướng nhiều năng lượng hơn từ "duy trì sự sống" sang "tăng trưởng và sinh sản".
  • Khả năng chịu đựng căng thẳng được cải thiện: Trong điều kiện độ mặn thay đổi hoặc căng thẳng về môi trường, việc bổ sung TMAO giúp duy trì cân bằng nội môi của cơ thể và cải thiện tỷ lệ sống sót.

3. Chất ổn định protein
TMAO có khả năng độc đáo trong việc bảo vệ cấu trúc ba chiều của protein.

• Cơ chế: Trong điều kiện căng thẳng (ví dụ, nhiệt độ cao, mất nước, áp suất cao), protein dễ bị biến tính và bất hoạt. TMAO có thể tương tác gián tiếp với các phân tử protein, ưu tiên loại trừ khỏi khối cầu hydrat hóa của protein, do đó ổn định trạng thái gấp nếp tự nhiên của protein về mặt nhiệt động lực học và ngăn ngừa biến tính.
• Các hiệu ứng:
  • Bảo vệ sức khỏe đường ruột: Trong quá trình tiêu hóa, các enzyme đường ruột cần duy trì hoạt động. TMAO có thể ổn định các enzyme tiêu hóa này, cải thiện khả năng tiêu hóa và sử dụng thức ăn.
  • Tăng cường khả năng chống chịu căng thẳng: Trong mùa nhiệt độ cao hoặc khi vận chuyển, khi động vật thủy sinh phải đối mặt với căng thẳng do nhiệt, TMAO giúp bảo vệ sự ổn định của nhiều loại protein chức năng (ví dụ: enzyme, protein cấu trúc) trong cơ thể, làm giảm tổn thương liên quan đến căng thẳng.

4. Cải thiện sức khỏe và hình thái đường ruột

• Cơ chế: Tác dụng điều hòa thẩm thấu và ổn định protein của TMAO kết hợp tạo nên một vi môi trường ổn định hơn cho các tế bào ruột. TMAO có thể thúc đẩy sự phát triển của nhung mao ruột, làm tăng diện tích bề mặt hấp thụ.
• Các hiệu ứng:
  • Thúc đẩy hấp thụ chất dinh dưỡng: Hình thái đường ruột khỏe mạnh hơn có nghĩa là khả năng hấp thụ chất dinh dưỡng tốt hơn, đây là chìa khóa để cải thiện tỷ lệ chuyển đổi thức ăn.
  • Tăng cường chức năng hàng rào ruột: Có thể giúp duy trì tính toàn vẹn của niêm mạc ruột, làm giảm sự xâm nhập của mầm bệnh và độc tố.

5. Chất cho metyl
TMAO có thể tham gia vào quá trình trao đổi chất trong cơ thể, hoạt động như một chất cho methyl.

• Cơ chế: Trong quá trình trao đổi chất,TMAO có thể cung cấp các nhóm methyl hoạt động, tham gia vào nhiều phản ứng sinh hóa quan trọng, chẳng hạn như tổng hợp phospholipid, creatine và chất dẫn truyền thần kinh.
• Tác dụng: Thúc đẩy tăng trưởng, đặc biệt là trong giai đoạn tăng trưởng nhanh khi nhu cầu về nhóm methyl tăng lên; việc bổ sung TMAO có thể giúp đáp ứng nhu cầu này.

III. Mục tiêu ứng dụng và cân nhắc

• Mục tiêu ứng dụng chính:
  • Cá biển: Chẳng hạn như cá bơn, cá mú, cá đù vàng lớn, cá mú đen, v.v. Nhu cầu về TMAO của chúng rất quan trọng vì chức năng điều hòa thẩm thấu của nó là không thể thiếu.
  • Cá di cư: Chẳng hạn như cá hồi, cũng cần thức ăn này trong giai đoạn nuôi biển.
  • Giáp xác: Chẳng hạn như tôm sú/tôm càng và cua. Các nghiên cứu cũng cho thấy TMAO có tác dụng hấp dẫn và thúc đẩy tăng trưởng tốt.
  • Cá nước ngọt: Mặc dù cá nước ngọt không tự tổng hợp TMAO, nhưng hệ thống khứu giác của chúng vẫn có thể phát hiện ra nó, khiến nó trở thành một chất hấp dẫn hiệu quả. Tuy nhiên, chức năng điều hòa thẩm thấu không hoạt động ở nước ngọt.
• Liều dùng và lưu ý:
  • Liều lượng: Mức bổ sung điển hình vào thức ăn thường là 0,1% đến 0,3% (tức là 1-3 kg/tấn thức ăn). Liều lượng cụ thể nên được xác định dựa trên các thử nghiệm có tính đến loài nuôi, giai đoạn tăng trưởng, công thức thức ăn và điều kiện môi trường nước.
  • Mối quan hệ với Choline và Betaine: Choline và Betaine là tiền chất của TMAO và có thể được chuyển hóa thành TMAO trong cơ thể. Tuy nhiên, chúng không thể thay thế hoàn toàn TMAO do hiệu suất chuyển hóa hạn chế và chức năng dẫn dụ và ổn định protein độc đáo của TMAO. Trên thực tế, chúng thường được sử dụng kết hợp với nhau.
  • Các vấn đề về liều lượng quá cao: Việc bổ sung quá mức (vượt xa liều lượng khuyến cáo) có thể dẫn đến lãng phí chi phí và có khả năng gây ra tác động tiêu cực đến một số loài nhất định, nhưng hiện tại ở mức bổ sung thông thường được coi là an toàn.

IV. Tóm tắt
Trimethylamine N-oxide dihydrate (TMAO·2H₂O) là một chất phụ gia thức ăn đa chức năng, hiệu quả cao trong nuôi trồng thủy sản, tích hợp các chức năng thu hút thức ăn, điều hòa áp suất thẩm thấu, ổn định protein và cải thiện sức khỏe đường ruột.

Ứng dụng của nó không chỉ trực tiếp làm tăng lượng thức ăn tiêu thụ và tốc độ tăng trưởng của động vật thủy sản mà còn gián tiếp nâng cao hiệu quả sử dụng thức ăn và sức khỏe của sinh vật bằng cách giảm tiêu hao năng lượng sinh lý và tăng cường khả năng chống chịu stress. Cuối cùng, nó cung cấp hỗ trợ kỹ thuật mạnh mẽ để tăng sản lượng, hiệu quả và phát triển bền vững cho nuôi trồng thủy sản. Trong thức ăn thủy sản hiện đại, đặc biệt là thức ăn cho cá biển cao cấp, nó đã trở thành một thành phần chủ chốt không thể thiếu.