Ce este o nucleotidă?
Nucleotidele sunt o clasă de compuși formată din baze purinice sau pirimidinice, riboză sau dezoxiriboză și acid fosforic. În funcție de diferitele baze ale moleculelor de nucleotide, nucleotidele pot fi împărțite în cinci tipuri, și anume 5′-adenină nucleotidă (AMP), 5′-guanină nucleotidă (GMP), 5′-citozină nucleotidă (CMP), 5′-uracil nucleotidă (UMP) și nucleotida 5′-hipoxantină (IMP).
Metoda de producere a nucleotidelor
În prezent, metodele de sinteză a nucleotidelor cuprind în principal sinteza chimică, fermentația microbiană și hidroliza enzimatică.
În producția chimică a nucleotidelor, în principal nucleozidele sunt utilizate pentru esterificarea fosfatului. Deoarece reactivii implicați sunt scumpi și folosesc materii prime pentru sinteza chimică toxică, cerințele procesului sunt ridicate, mediul este puternic poluat și costurile de producție sunt relativ mari. În general, este folosit doar pentru producerea unor derivați de nucleotide cu scopuri speciale și este limitat la scară de laborator. Producția industrializată la scară largă prezintă anumite dificultăți.
Producția de nucleotide prin fermentație folosește în principal calea biosintetică a tulpinilor microbiene pentru a produce nucleotide. Pentru a produce nucleotide prin fermentație microbiană, pentru a selecta tulpinile trebuie luate în considerare căile de biosinteză și mecanismele de reglare. Deși eficiența producției este ridicată din cauza problemei mutațiilor din spate ale tulpinilor și acumulării de produse în bacterii, se oferă și feedback. Cerințele tehnice, cum ar fi controlul și reglementarea, sunt relativ ridicate. În procesul de fabricație al fermentației există cerințe speciale pentru compoziția mediului și adaosul de substanțe. În plus, investiția în construirea unei fabrici este mare și produsul realizat este unic, astfel încât se limitează la producția de foarte puține produse. În prezent, doar inozina (IMP) și guanilatul (GMP) au fost industrializate.
Hidroliza enzimatică produce nucleotide care utilizează nucleaza P1 pentru a degrada ARN-ul pentru a obține un amestec de patru nucleotide (AMP, GMP, CMP și UMP), apoi separă și purifică cele patru nucleotide prin rășină schimbătoare de ioni. În plus, nucleotida 5′-adenină (AMP) este utilizată ca substrat care este convertit de către adenilat deaminaza pentru a produce nucleotida 5′-hipoxantină (IMP). Procesul de hidroliză enzimatică preia producția de 5′-nucleotidă, care are avantajele unui proces de producție simplu, surse abundente de materii prime și costuri reduse. Este procesul de fabricație cu cea mai lungă istorie și cea mai matură tehnologie.
Utilizarea nucleotidelor
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.
În industria agricolă, nucleotidele pot fi utilizate ca regulatori de creștere a plantelor în producția de plante, crescând astfel randamentul și greutatea. Poate fi aplicat și aditivilor pentru hrana animalelor, ceea ce are un efect foarte evident asupra creșterii animalelor. Pe scurt, dacă utilizarea nucleotidelor în hrana culturilor sau animalelor poate reduce costurile de producție și poate aduce beneficii semnificative.