Ce este o nucleotidă?
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).
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.
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.
Utilizarea nucleotidelor
Nucleotidele au o gamă largă de aplicații în industrii precum alimentară, biotehnologie și agricultură.
În industria alimentară, atunci când inozina și guanilatul sunt amestecate cu glutamatul de sodiu, efectul răcoritor este îmbunătățit de una până la câteva zeci de ori și are un efect bun asupra gustului acid, amar, ars și de pește. Nucleotida disodică (I + G) a devenit o aromă de a treia generație după glutamatul monosodic și esența de pui. Este utilizată pe scară largă în pachetele de condimente pentru tăiței instant, condimente precum esența de pui, pudra de pui și sosul de soia proaspăt. În plus, nucleotidele din alimentele pentru bebeluși, ca aditivi alimentari, pot susține semnificativ nutriția sugarilor, pot promova maturarea intestinală, pot promova sinteza lipoproteinelor și a acizilor grași polinesaturați și pot reduce incidența răcelilor și diareei la sugari. Promovează creșterea și dezvoltarea normală a bebelușilor.
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.