นิวคลีโอไทด์คืออะไร?
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).
วิธีการผลิตนิวคลีโอไทด์
ปัจจุบันวิธีการสังเคราะห์นิวคลีโอไทด์ประกอบด้วยการสังเคราะห์ทางเคมี การหมักด้วยจุลินทรีย์ และการไฮโดรไลซิสด้วยเอนไซม์เป็นหลัก
ในการผลิตนิวคลีโอไทด์ทางเคมี นิวคลีโอไซด์ส่วนใหญ่ใช้สำหรับเอสเทอริฟิเคชันฟอสเฟต เนื่องจากรีเอเจนต์ที่เกี่ยวข้องมีราคาแพงและใช้วัตถุดิบสำหรับการสังเคราะห์สารเคมีที่เป็นพิษ ความต้องการกระบวนการจึงสูง สิ่งแวดล้อมได้รับมลพิษอย่างหนัก และต้นทุนการผลิตค่อนข้างสูง โดยทั่วไป จะใช้ในการผลิตอนุพันธ์นิวคลีโอไทด์บางชนิดที่มีวัตถุประสงค์พิเศษเท่านั้น และจำกัดอยู่ในระดับห้องปฏิบัติการ การผลิตในระดับอุตสาหกรรมขนาดใหญ่มีปัญหาบางประการ
การผลิตนิวคลีโอไทด์โดยการหมักส่วนใหญ่ใช้เส้นทางการสังเคราะห์ทางชีวภาพของสายพันธุ์จุลินทรีย์เพื่อผลิตนิวคลีโอไทด์ เพื่อผลิตนิวคลีโอไทด์โดยการหมักจุลินทรีย์ จะต้องพิจารณาเส้นทางการสังเคราะห์ทางชีวภาพและกลไกการควบคุมเพื่อเลือกสายพันธุ์ แม้ว่าประสิทธิภาพการผลิตจะสูงเนื่องจากปัญหาการกลายพันธุ์ย้อนกลับของสายพันธุ์และการสะสมของผลิตภัณฑ์ในแบคทีเรีย แต่ก็มีการป้อนกลับด้วย ข้อกำหนดทางเทคนิค เช่น การควบคุมและการควบคุมค่อนข้างสูง ในกระบวนการผลิตของการหมัก มีข้อกำหนดพิเศษสำหรับองค์ประกอบของตัวกลางและการเพิ่มสาร นอกจากนี้ การลงทุนในการสร้างโรงงานก็สูงและผลิตภัณฑ์ที่ผลิตได้เป็นแบบเดี่ยว ดังนั้นจึงจำกัดอยู่เพียงการผลิตผลิตภัณฑ์เพียงไม่กี่รายการ ปัจจุบันมีเพียงอิโนซีน (IMP) และกัวนิเลต (GMP) เท่านั้นที่ได้รับการทำให้เป็นอุตสาหกรรม
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.
การใช้สารนิวคลีโอไทด์
นิวคลีโอไทด์มีการใช้งานที่หลากหลายในอุตสาหกรรมต่างๆ เช่น อาหาร เทคโนโลยีชีวภาพ และการเกษตร.
ในอุตสาหกรรมอาหาร เมื่อผสมอิโนซีนและกัวนิเลตกับโซเดียมกลูตาเมต จะช่วยเพิ่มความสดชื่นได้หลายเท่า และมีผลดีต่อรสเปรี้ยว ขม ไหม้ และคาว ไดโซเดียมนิวคลีโอไทด์ (I + G) ได้รับการพัฒนาเป็นสารปรุงแต่งรสรุ่นที่สามต่อจากโมโนโซเดียมกลูตาเมตและหัวเชื้อไก่ มีการใช้กันอย่างแพร่หลายในซองเครื่องปรุงรสบะหมี่กึ่งสำเร็จรูป เครื่องเทศต่างๆ เช่น หัวเชื้อไก่ ผงไก่ และซีอิ๊วสด นอกจากนี้ นิวคลีโอไทด์ในอาหารเด็กในฐานะสารเติมแต่งอาหารเด็ก สามารถช่วยบำรุงโภชนาการของทารก ส่งเสริมการเจริญเติบโตของลำไส้ ส่งเสริมการสังเคราะห์ไลโปโปรตีนและกรดไขมันไม่อิ่มตัวเชิงซ้อน และลดการเกิดหวัดและท้องเสียในทารก ส่งเสริมการเจริญเติบโตและพัฒนาการตามปกติของทารก.
5′-nucleotides are used as flavor enhancers (umami taste) in food manufacturing and as raw materials in biotechnology research applications.
ในอุตสาหกรรมการเกษตร นิวคลีโอไทด์สามารถใช้เป็นสารควบคุมการเจริญเติบโตของพืชในการผลิตพืช ส่งผลให้ผลผลิตและน้ำหนักเพิ่มขึ้น นอกจากนี้ยังสามารถนำไปใช้เป็นสารเติมแต่งอาหารซึ่งมีผลต่อการเจริญเติบโตของสัตว์ได้อย่างเห็นได้ชัด กล่าวโดยสรุป การใช้นิวคลีโอไทด์ในอาหารของพืชหรือสัตว์สามารถลดต้นทุนการผลิตและให้ประโยชน์อย่างมาก