Kas yra nukleotidas?
Nukleotidai yra junginių klasė, susidedanti iš purino arba pirimidino bazių, ribozės arba dezoksiribozės ir fosforo rūgšties. Pagal skirtingas nukleotidų molekulių bazes nukleotidai gali būti suskirstyti į penkis tipus, būtent 5'-adenino nukleotidą (AMP), 5'-guanino nukleotidą (GMP), 5'-citozino nukleotidą (CMP), 5'-uracilo nukleotidą. (UMP) ir 5′-hipoksantino nukleotidas (IMP).
Nukleotidų gamybos būdas
Šiuo metu nukleotidų sintezės metodai daugiausia apima cheminę sintezę, mikrobinę fermentaciją ir fermentinę hidrolizę.
Cheminėje nukleotidų gamyboje fosfatų esterinimui daugiausia naudojami nukleozidai. Kadangi naudojami reagentai yra brangūs ir naudoja žaliavas toksinei cheminei sintezei, proceso reikalavimai yra aukšti, aplinka yra labai užteršta, o gamybos sąnaudos yra gana didelės. Paprastai jis naudojamas tik kai kuriems specialios paskirties nukleotidų dariniams gaminti ir taikomas tik laboratoriniu mastu. Didelio masto pramoninė gamyba kelia tam tikrų sunkumų.
Gaminant nukleotidus fermentacijos būdu, nukleotidams gaminti daugiausia naudojamas mikrobų padermių biosintezės kelias. Norint gaminti nukleotidus mikrobinės fermentacijos būdu, štamų atrankai reikia atsižvelgti į biosintezės kelius ir reguliavimo mechanizmus. Nors gamybos efektyvumas yra didelis dėl padermių nugarinių mutacijų ir produktų kaupimosi bakterijose problemos, pateikiami ir atsiliepimai. Techniniai reikalavimai, tokie kaip kontrolė ir reguliavimas, yra gana aukšti. Fermentacijos gamybos procese keliami specialūs reikalavimai terpės sudėčiai ir medžiagų papildymui. Be to, investicijos į gamyklos statybą yra didelės, o gaminamas produktas yra vienas, todėl apsiribojama tik labai nedaug produktų. Šiuo metu tik inozinas (IMP) ir guanilatas (GMP) yra pramoniniai.
Fermentinė hidrolizė gamina nukleotidus, kurie naudoja P1 nukleazę RNR skaidymui, kad gautų keturių nukleotidų (AMP, GMP, CMP ir UMP) mišinį, o po to keturi nukleotidai atskiriami ir išgryninami jonų mainų derva. Be to, 5′-adenino nukleotidas (AMP) naudojamas kaip substratas, kurį adenilato deaminazė paverčia, kad susidarytų 5′-hipoksantino nukleotidas (IMP). Fermentinės hidrolizės procesas perima 5′-nukleotido gamybą, kurio pranašumai yra paprastas gamybos procesas, gausūs žaliavų šaltiniai ir maža kaina. Tai gamybos procesas, turintis ilgiausią istoriją ir brandžiausią technologiją.
Nukleotidų naudojimas
Nucleotides have a wide range of applications in industries such as food, biotechnology and agriculture.
In the food industry, when inosine and guanylate are mixed with sodium glutamate, the refreshing effect is improved by one to several tens times and has a good effect on the acidic, bitter, burnt and fishy taste. Disodium nucleotide (I + G) has developed into a third generation flavouring after monosodium glutamate and chicken essence. It is widely used in instant noodle spice packs, spices such as chicken essence, chicken powder and fresh soy sauce. In addition, nucleotides in baby food as baby food additives can significantly support infant nutrition, promote intestinal maturation, promote the synthesis of lipoproteins and polyunsaturated fatty acids, and reduce the incidence of colds and diarrhea in infants. Promotes normal growth and development of babies.
5′-nucleotides are used as flavor enhancers (umami taste) in food manufacturing and as raw materials in biotechnology research applications.
Žemės ūkio pramonėje nukleotidai gali būti naudojami kaip augalų augimo reguliatoriai augalų gamyboje, taip padidinant derlių ir svorį. Jis taip pat gali būti naudojamas pašarų priedams, kurie turi labai akivaizdų poveikį gyvūnų augimui. Trumpai tariant, ar nukleotidų naudojimas pasėlių ar gyvūnų pašaruose gali sumažinti gamybos sąnaudas ir atnešti didelės naudos.