应用
鸟苷酸作为组成核酸的5种核苷酸之一,具有独特的香菇样鲜味,因其鲜味阈值达到0.0125g/dL,常被用于增强食品的鲜味。在食品工业中主要以其钠盐(鸟苷酸二钠)的形式作为食品添加剂,用作调味料、酱油、味精的原料,通常与谷氨酸盐一起用于增强食品的鲜味。
在医药领域,鸟苷酸具有高度的生物活Chemicalbook性,可以提高机体免疫力、辅助抗肿瘤、促进生长以及调节机体营养代谢,能够促进肝功能恢复、调节机体免疫功能、抗癌等,使鸟苷酸成为极具开发潜质的医药原料。此外,鸟苷酸具有的抗氧化活性,对神经的生长影响非常大,可以保护细胞免受活性自由基的侵害。鸟苷酸在食品以及药品工业中都起着不可估量的作用。
呈味机制
呈味核苷酸包括肌苷酸、鸟苷酸、胞苷酸、尿苷酸以及黄苷酸,后三者的呈味力远不及前两者,因此工业生产上的呈味核苷酸主要为肌苷酸(IMP)和鸟苷酸(GMP)。研究表明:IMP和GMP的呈味作用取决于其化学结构,只有核苷5′-位上的-OH与磷酸基团发生酯化才表现出鲜味活性,而2′-和3′-位上的-OH磷酸酯化无鲜味。按照n(IMP)∶n(GMP)=1∶1混合,鲜味阀值(能感觉出鲜味Chemicalbook的最低浓度)可降至0.0063%。
1960年,日本的KUNINAKA博士发现5'-鸟苷酸具有鲜味,且在香菇中的含量较高,随后利用从桔青霉(Penicilliurncitrimum)中提取的5'-磷酸二酯酶降解RNA生成5'-核苷酸。日本利用该方法开始了核苷酸的工业化生产。鸟苷酸具有显著的增鲜、辅助抗肿瘤、提高机体免疫力以及调节机体营养代谢等作用,因而广泛应用于食品和医药领域。
生产方法
鸟苷酸的生产方法有酶水解RNA法、菌体自溶法、发酵法和化学合成法4种方法。鸟苷酸生产工艺目前运用最广泛的是发酵转化法,利用一定微生物,以葡萄糖作为碳源生产鸟苷,再利用生物或化学方法将其转化为鸟苷酸,如鸟苷磷酸化得鸟苷酸,且工业化生产鸟苷酸的方法就是采用鸟苷发酵的二步生产法。
菌体自溶法
当微生物遇到对生长不利的条件时,微生物就会利用微生物细胞中本身具有的各种RNA分解酶,启动核糖体自溶系统,使RNA自溶,以获得足够维持生存的能量。菌体自溶法是在一定条件下由细菌自溶降解其自身的核糖核酸,从而获得核苷酸的方法。因为效率太低,而且提取困难,菌体自溶法目前基本不用。
酶水解RNA法
酶水解RNA法是以酵母或白地霉细胞等为原料,利用磷酸二酯酶水解核糖核酸来制备鸟苷酸的方法,主要包括从菌体中提取RNA、5'-磷酸二酯酶制备、RNA的酶解和单核酸的分离、纯化。此方法起源于20世纪60年代初,日本的国中明率先发现了利用橘青霉(PenicilliumcitrinChemicalbookum)提取的5'-磷酸二酯酶可以降解RNA生成5'-核苷酸。酶水解RNA法关键酶是青霉菌5'-磷酸二酯酶,由于副产品较多,此方法目前也不常用。5'-磷酸二酯酶以桔青酶或金色链霉菌为出发菌种,通过液体深层发酵法获得,其工艺流程如下:斜面菌种培养→种子培养→发酵培养→滤液。
化学合成法
化学合成法通常是用焦磷酸或者磷酸的活性衍生物对核苷进行磷酸→酯化反应的方法。因为需要大量有机溶剂,存在环境污染及原料来源等问题,化学合成法在生产中也极少使用。
发酵法
发酵法生产鸟苷酸可分为2种方法:直接发酵法和发酵转化法。直接发酵法利用一定数量微生物,以葡萄糖为碳源进行发酵得到鸟苷酸,但此方法得到的鸟苷酸产量低,不能达到工业化要求。目前,运用最广泛的方法是发酵转化法,利用一定微生物,以多糖或葡萄糖作为碳源生产鸟苷,再利用生物或化学方法将其转化为鸟苷酸。一般都是先对枯草芽孢杆菌进行斜面培养、种子培养以及发酵培养获得鸟苷,再利用三氯氧磷溶液与吡啶溶液制得鸟苷酸。
目前,我国鸟苷酸发酵得率较国外先进水平低,鸟苷酸工业化生产还未成熟,如何提高鸟苷酸产量成为研究的重中之重。
鉴别实验
紫外吸光度用0.01mol/L盐酸配制1:50000试样液。最大吸光度在256nm士2nm处。A250/A260之比为0.95~1.03;A280/A260之比为0.63~0.71(见GT-29中紫外分光光度法)。
核糖试验同“02006,鸟苷酸二钠”中鉴别试验中2Chemicalbook。有机磷酸盐试验取1:400试样液5ml,加镁氧混合剂试液(TS-133)2ml,应无沉淀发生。再加硝酸7ml,煮沸10min,用NaOH试液(TS-224)中和,再加钼酸铵试液(TS-22),温热。应有黄色沉淀发生,该沉淀溶于NaOH试液或氨试液(TS-13)。
含量分析
方法同“02006,鸟苷酸二钠”,计算:含量(%)=A/325×25000/试样量(mg)×100/(100-干燥失重(%))×100
毒性
ADI不作特殊规定(FAO/WHO,2001)。
使用限量
GB2760--2001:婴幼儿配方奶粉0.2~0.58g/kg(以核苷酸总量计)。
化学性质
无色或白色结晶,或白色结晶性粉末,无臭,有特殊滋味。
用途
用作药物中间体、保健食品及生化试剂、食品添加剂等。
生产方式
由酵母的核酸分解、分离而得。由葡萄糖经发酵法得鸟苷,再经磷酸化而成。