트리메틸아민(trimethylamine)은 생선 썩는 냄새, 즉 비린내의 원인이 되는 물질이다. 암모니아(NH3)의 수소 원자를 탄화수소기로 치환한 화합물을 아민(amine)이라고 하는데, 3개(tri-)의 수소 원자 모두가 메틸기(methyl group, -CH3)로 치환된 화합물이기 때문에 트리메틸아민(TMA)이라고 부른다. 트리메틸아민은 상온에서 기체 형태로 존재하며 색깔은 없지만 냄새를 풍긴다. 갓 잡은 생선을 바로 썰어 회로 먹으면 트리메틸아민이 적기 때문에 비린내가 덜하고, 죽고 난 후 분해가 시작될 시점부터는 트리메틸아민이 증가해 비린내가 심해지는 것이다. 트리메틸아민은 상온에서 공기 중으로 쉽게 퍼지는데, 저농도에서는 생선 썩는 냄새가 나고 고농도에서는 암모니아 같은 냄새가 나는 것이 특징이다.

바다 생물들의 조직에는 산화트리메틸아민(TMAO)이 존재하는데 이 물질은 오줌의 주성분인 요소(urea)와 함께 해수동물의 삼투압을 조절하는 중요한 역할을 한다. 바닷물고기가 죽으면 체내의 미생물과 효소에 의해 TMAO가 분해되어 트리메틸아민이 생성된다. 트리메틸아민은 신선육 중에는 거의 없으며, 선도가 떨어지면서 증가하므로 어패류의 초기 부패 판정 지표로 이용된다. 트리메틸아민에 의한 선도 판정은 어종에 따라 다르다.

트리메틸아민은 0.002 ppm 수준의 낮은 농도에서도 강한 비린내를 발생시키는데, 이 비린내 때문에 소비자들은 어류 선택을 꺼려할 수 있다. 따라서 어류의 비린내 성분을 제거 혹은 감소시키려 하는 연구가 계속 이루어지고 있으며, 유자액 처리나 쌀뜨물 처리, 유기산 이용 등이 트리메틸아민 이취를 감소시킨다는 보고가 있었다. 실제로 생선을 먹을 때 레몬즙 등을 뿌리면 냄새가 줄어든다. 레몬즙·식초·토마토의 산(acid) 성분과 트리메틸아민이 만나면 비린내의 휘발성이 현저하게 감소하기 때문이다.

국립수산과학원은 「2018 해양수산 기술사업화 Festival 및 투자박람회」에서 ‘생선 비린내 제거 기술’ 이전 협약을 체결하였다. 생선의 비린내 제거 기술은 비린내 원인물질인 트리메틸아민의 수용성성질에 착안하여 개발한 것으로, 식품첨가물을 사용하여 제조한 저염도 탄산수에 수산물을 세척하는 간편한 과정을 통해 비린내를 효율적으로 제거하는 방법이다. 또한 이 기술은 산업체에서 별도 가공설비 투자 없이 활용할 수 있는 장점이 있다.

특이하게도 트리메틸아민 때문에 몸에서 생선 썩은 냄새가 나는 희귀병이 있는데 바로 ‘트리메틸아민뇨증’이다. 이 병은 유전적으로 또는 후천적으로 나타나는 희귀 질환이다. 사람의 조직에는 TMAO가 포함되어 있지 않음에도 인체에서 트리메틸아민이 생성되는 이유는 콜린(choline), 카르니틴(carnitine), TMAO가 포함된 식품을 섭취하기 때문이다. 보통은 간에서 FMO3라는 효소에 의해 트리메틸아민이 TMAO로 전환된 후 소변을 통해 배출되는데, FMO3효소의 기능이 억제되면, 물질대사가 진행되지 않으므로 TMAO로 전환되지 못한 트리메틸아민이 소변, 땀, 호흡으로 분비되어 악취를 유발한다. 증상이 경미한 경우 음식으로 섭취되는 콜린과 레시틴의 양을 제한하면 증상이 개선될 수 있다. 일부 심각한 경우 내장 살균 항생제를 투여하여 콜린과 TMAO를 TMA으로 분해하는 장내의 박테리아 수를 감소시키는 치료를 한다. L-카르니틴을 과다하게 복용한 경우에도 트리메틸아민뇨증이 생길 수 있는데, 이 경우에는 복용량을 낮추면 사라진다. 유전에 의하여 트리메틸아민뇨증이 발현되는 경우에는 직접적인 치료방법은 없으나 증상의 완화를 목표로 하는 대증요법과 각종 부작용과 합병증을 조절하고 완화시키기 위해 지지요법(supportive therapy)을 시도할 수 있다.