- Hvad er et nukleotid?
Nucleotides are a class of compounds consisting of purine or pyrimidine bases, ribose or deoxyribose and phosphoric acid. According to the different bases of nucleotide molecules, nucleotides can be divided into five types, namely 5′-adenine nucleotide (AMP), 5′-guanine nucleotide (GMP), 5′-cytosine nucleotide (CMP), 5′-uracil nucleotide (UMP) and 5′-hypoxanthine nucleotide (IMP). - Fremgangsmåde til fremstilling af nukleotid
I øjeblikket omfatter syntesemetoderne for nukleotider hovedsageligt kemisk syntese, mikrobiel fermentering og enzymatisk hydrolyse.
Ved den kemiske produktion af nukleotider bruges hovedsageligt nukleosider til fosfat-esterificering. Da de involverede reagenser er dyre og anvender råmaterialer til giftig kemisk syntese, er proceskravene høje, miljøet er stærkt forurenet og produktionsomkostningerne relativt høje. Generelt bruges det kun til at producere nogle nukleotidderivater med specielle formål og er begrænset til laboratorieskala. Storskala industrialiseret produktion giver visse vanskeligheder.
Produktionen af nukleotider ved fermentering bruger hovedsageligt den biosyntetiske vej for mikrobielle stammer til at producere nukleotider. For at producere nukleotider ved mikrobiel fermentering skal biosynteseveje og reguleringsmekanismer overvejes for at udvælge stammer. Selvom produktionseffektiviteten er høj på grund af problemet med tilbagemutationer af stammer og akkumulering af produkter i bakterierne, gives der også feedback. Tekniske krav som kontrol og regulering er relativt høje. I fremstillingsprocessen for fermentering er der særlige krav til sammensætningen af mediet og tilsætning af stoffer. Derudover er investeringen i at bygge en fabrik høj, og det producerede produkt er enkeltstående, så det er begrænset til produktion af meget få produkter. I øjeblikket er kun inosin (IMP) og guanylat (GMP) blevet industrialiseret.
Enzymatic hydrolysis produces nucleotides that use the P1 nuclease to degrade RNA to obtain a mixture of four nucleotides (AMP, GMP, CMP and UMP), and then separate and purify the four nucleotides by ion exchange resin. In addition, 5′-adenine nucleotide (AMP) is used as a substrate which is converted by adenylate deaminase to produce 5′-hypoxanthine nucleotide (IMP). The enzymatic hydrolysis process takes over the production of 5′-nucleotide, which has the advantages of a simple production process, abundant raw material sources and low cost. It is the manufacturing process with the longest history and the most mature technology. - Brug af nukleotider
Nukleotider har en bred vifte af anvendelser inden for industrier som fødevarer, bioteknologi og landbrug.
I fødevareindustrien, når inosin og guanylat blandes med natriumglutamat, forbedres den forfriskende effekt med en til flere ti gange og har en god effekt på den sure, bitre, brændte og fiskede smag. Dinatriumnukleotid (I + G) har udviklet sig til en tredjegenerations aroma efter mononatriumglutamat og kyllingeessens. Det er meget anvendt i krydderipakker til instantnudler, krydderier såsom kyllingeessens, kyllingepulver og frisk sojasovs. Derudover kan nukleotider i babymad som tilsætningsstoffer til babymad betydeligt understøtte spædbørnsernæring, fremme tarmmodning, fremme syntesen af lipoproteiner og flerumættede fedtsyrer og reducere forekomsten af forkølelse og diarré hos spædbørn. Fremmer normal vækst og udvikling af babyer.
5′-nucleotides are used as flavor enhancers (umami taste) in food manufacturing and as raw materials in biotechnology research applications.
I landbrugsindustrien kan nukleotider bruges som plantevækstregulatorer i produktionen af planter og derved øge udbytte og vægt. Det kan også anvendes til fodertilsætningsstoffer, hvilket har en meget tydelig effekt på dyrs vækst. Kort sagt, om brugen af nukleotider i foder til afgrøder eller dyr kan reducere produktionsomkostningerne og give betydelige fordele.