Apakah nukleotida?
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).
Kaedah menghasilkan nukleotida
Pada masa ini, kaedah sintesis nukleotida terutamanya terdiri daripada sintesis kimia, penapaian mikrob dan hidrolisis enzimatik.
Dalam pengeluaran kimia nukleotida, terutamanya nukleosida digunakan untuk pengesteran fosfat. Oleh kerana reagen yang terlibat adalah mahal dan menggunakan bahan mentah untuk sintesis kimia toksik, keperluan proses adalah tinggi, alam sekitar sangat tercemar dan kos pengeluaran agak tinggi. Secara amnya, ia hanya digunakan untuk menghasilkan beberapa derivatif nukleotida dengan tujuan khas dan terhad kepada skala makmal. Pengeluaran perindustrian berskala besar menimbulkan kesukaran tertentu.
Pengeluaran nukleotida melalui penapaian terutamanya menggunakan laluan biosintetik strain mikrob untuk menghasilkan nukleotida. Untuk menghasilkan nukleotida melalui penapaian mikrob, laluan biosintetik dan mekanisme pengawalseliaan mesti dipertimbangkan untuk memilih strain. Walaupun kecekapan pengeluaran adalah tinggi disebabkan oleh masalah mutasi belakang strain dan pengumpulan produk dalam bakteria, maklum balas juga disediakan. Keperluan teknikal seperti kawalan dan peraturan agak tinggi. Dalam proses pembuatan penapaian terdapat keperluan khas untuk komposisi medium dan penambahan bahan. Selain itu, pelaburan membina kilang adalah tinggi dan produk yang dihasilkan adalah tunggal, sehingga terhad kepada pengeluaran produk yang sangat sedikit. Pada masa ini hanya inosine (IMP) dan guanylate (GMP) telah diindustrikan.
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.
Penggunaan nukleotida
Nukleotida mempunyai pelbagai aplikasi dalam industri seperti makanan, bioteknologi dan pertanian.
Dalam industri makanan, apabila inosin dan guanylat dicampurkan dengan natrium glutamat, kesan menyegarkannya bertambah baik sebanyak satu hingga beberapa puluh kali ganda dan mempunyai kesan yang baik terhadap rasa berasid, pahit, hangus dan hanyir. Dinatrium nukleotida (I + G) telah berkembang menjadi perisa generasi ketiga selepas monosodium glutamat dan pati ayam. Ia digunakan secara meluas dalam pek rempah mi segera, rempah ratus seperti pati ayam, serbuk ayam dan kicap segar. Di samping itu, nukleotida dalam makanan bayi sebagai bahan tambahan makanan bayi boleh menyokong pemakanan bayi dengan ketara, menggalakkan kematangan usus, menggalakkan sintesis lipoprotein dan asid lemak tak tepu poli, dan mengurangkan kejadian selsema dan cirit-birit pada bayi. Menggalakkan pertumbuhan dan perkembangan bayi yang normal.
5′-nucleotides are used as flavor enhancers (umami taste) in food manufacturing and as raw materials in biotechnology research applications.
Dalam industri pertanian, nukleotida boleh digunakan sebagai pengawal selia pertumbuhan tumbuhan dalam pengeluaran tumbuhan, dengan itu meningkatkan hasil dan berat. Ia juga boleh digunakan untuk bahan tambahan makanan, yang mempunyai kesan yang sangat jelas terhadap pertumbuhan haiwan. Ringkasnya, adakah penggunaan nukleotida dalam makanan tanaman atau haiwan dapat mengurangkan kos pengeluaran dan membawa faedah yang ketara.