Qu'est-ce qu'un nucléotide ?
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).
Procédé de production de nucléotides
Actuellement, les méthodes de synthèse des nucléotides comprennent principalement la synthèse chimique, la fermentation microbienne et l’hydrolyse enzymatique.
Dans la production chimique de nucléotides, les nucléosides sont principalement utilisés pour l'estérification des phosphates. Étant donné que les réactifs utilisés sont coûteux et utilisent des matières premières pour la synthèse chimique toxique, les exigences du procédé sont élevées, l'environnement est fortement pollué et les coûts de production sont relativement élevés. En général, on ne l'utilise que pour produire certains dérivés de nucléotides à des fins spéciales et elle est limitée à l'échelle du laboratoire. La production industrielle à grande échelle présente certaines difficultés.
La production de nucléotides par fermentation utilise principalement la voie de biosynthèse des souches microbiennes pour produire des nucléotides. Afin de produire des nucléotides par fermentation microbienne, les voies de biosynthèse et les mécanismes de régulation doivent être pris en compte afin de sélectionner les souches. Bien que l'efficacité de la production soit élevée en raison du problème des mutations inverses des souches et de l'accumulation de produits dans les bactéries, une rétroaction est également fournie. Les exigences techniques telles que le contrôle et la régulation sont relativement élevées. Dans le processus de fabrication de la fermentation, il existe des exigences particulières pour la composition du milieu et l'ajout de substances. De plus, l'investissement dans la construction d'une usine est élevé et le produit fabriqué est unique, de sorte qu'elle est limitée à la production de très peu de produits. Actuellement, seules l'inosine (IMP) et le guanylate (GMP) ont été industrialisés.
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.
Utilisation des nucléotides
Les nucléotides ont de nombreuses applications dans des secteurs tels que l'alimentation, la biotechnologie et l'agriculture.
Dans l'industrie alimentaire, l'association d'inosine et de guanylate avec du glutamate de sodium décuple l'effet rafraîchissant et atténue les saveurs acides, amères, de brûlé et de poisson. Le nucléotide disodique (I + G) représente la troisième génération d'arômes, après le glutamate monosodique et l'extrait de poulet. Il est largement utilisé dans les sachets d'assaisonnement pour nouilles instantanées, ainsi que dans des préparations telles que l'extrait de poulet, la poudre de poulet et la sauce soja fraîche. De plus, incorporés dans l'alimentation infantile, les nucléotides contribuent significativement à la nutrition du nourrisson, favorisent la maturation intestinale, stimulent la synthèse des lipoprotéines et des acides gras polyinsaturés, et réduisent la fréquence des rhumes et des diarrhées chez le nourrisson. Ils favorisent ainsi la croissance et le développement normaux des bébés.
5′-nucleotides are used as flavor enhancers (umami taste) in food manufacturing and as raw materials in biotechnology research applications.
Dans l'industrie agricole, les nucléotides peuvent être utilisés comme régulateurs de croissance des plantes dans la production de plantes, augmentant ainsi le rendement et le poids. Ils peuvent également être appliqués aux additifs alimentaires, ce qui a un effet très évident sur la croissance animale. En bref, que l'utilisation de nucléotides dans l'alimentation des cultures ou des animaux puisse réduire les coûts de production et apporter des avantages significatifs.