- Vad är en nukleotid?
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). - Metod för att producera nukleotid
För närvarande omfattar syntesmetoderna för nukleotider huvudsakligen kemisk syntes, mikrobiell fermentering och enzymatisk hydrolys.
Vid den kemiska produktionen av nukleotider används främst nukleosider för fosfatförestring. Eftersom de inblandade reagensen är dyra och använder råmaterial för giftig kemisk syntes, är processkraven höga, miljön är kraftigt förorenad och produktionskostnaderna relativt höga. I allmänhet används det endast för att producera vissa nukleotidderivat med speciella syften och är begränsat till laboratorieskala. Storskalig industrialiserad produktion medför vissa svårigheter.
Produktionen av nukleotider genom fermentering använder huvudsakligen den biosyntetiska vägen för mikrobiella stammar för att producera nukleotider. För att producera nukleotider genom mikrobiell fermentering måste biosyntetiska vägar och regleringsmekanismer beaktas för att välja stammar. Även om produktionseffektiviteten är hög på grund av problemet med ryggmutationer av stammar och ackumulering av produkter i bakterierna, ges också feedback. Tekniska krav som styrning och reglering är relativt höga. I tillverkningsprocessen för jäsning finns det särskilda krav på mediets sammansättning och tillsats av ämnen. Dessutom är satsningen på att bygga en fabrik hög och den producerade produkten är singel, så att den begränsas till produktion av väldigt få produkter. För närvarande har endast inosin (IMP) och guanylat (GMP) industrialiserats.
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. - Användning av nukleotider
Nukleotider har ett brett användningsområde inom industrier som livsmedel, bioteknik och jordbruk.
Inom livsmedelsindustrin, när inosin och guanylat blandas med natriumglutamat, förbättras den uppfriskande effekten med en till flera tiotal gånger och har en god effekt på den sura, bittra, brända och fiskiga smaken. Dinatriumnukleotid (I + G) har utvecklats till en tredje generationens smakämne efter mononatriumglutamat och kycklingessens. Det används ofta i kryddförpackningar för snabbnudlar, kryddor som kycklingessens, kycklingpulver och färsk sojasås. Dessutom kan nukleotider i barnmat som barnmatstillsatser avsevärt stödja spädbarnsnäring, främja tarmmognad, främja syntesen av lipoproteiner och fleromättade fettsyror och minska förekomsten av förkylningar och diarré hos spädbarn. Främjar normal tillväxt och utveckling hos spädbarn.
5′-nucleotides are used as flavor enhancers (umami taste) in food manufacturing and as raw materials in biotechnology research applications.
Inom jordbruksindustrin kan nukleotider användas som växttillväxtregulatorer vid produktion av växter, vilket ökar avkastningen och vikten. Den kan även appliceras på fodertillsatser, vilket har en mycket tydlig effekt på djurens tillväxt. Kort sagt, huruvida användningen av nukleotider i foder för grödor eller djur kan minska produktionskostnaderna och ge betydande fördelar.