Qu'est-ce qu'un nucléotide ? Les nucléotides sont une classe de composés constitués de bases puriques ou pyrimidiques, de ribose ou de désoxyribose et d'acide phosphorique. Selon les différentes bases des molécules nucléotidiques, les nucléotides peuvent être divisés en cinq types, à savoir le nucléotide 5'-adénine (AMP), le nucléotide 5'-guanine (GMP), le nucléotide 5'-cytosine (CMP), le nucléotide 5'-uracile (UMP) et le nucléotide 5'-hypoxanthine (IMP).
Procédé de production de nucléotides Actuellement, les méthodes de synthèse des nucléotides comprennent principalement la synthèse chimique, la fermentation microbienne et l’hydrolyse enzymatique. Dans la production chimique de nucléotides, les nucléosides sont principalement utilisés pour l'estérification des phosphates. Étant donné que les réactifs utilisés sont coûteux et utilisent des matières premières pour la synthèse chimique toxique, les exigences du procédé sont élevées, l'environnement est fortement pollué et les coûts de production sont relativement élevés. En général, on ne l'utilise que pour produire certains dérivés de nucléotides à des fins spéciales et elle est limitée à l'échelle du laboratoire. La production industrielle à grande échelle présente certaines difficultés. La production de nucléotides par fermentation utilise principalement la voie de biosynthèse des souches microbiennes pour produire des nucléotides. Afin de produire des nucléotides par fermentation microbienne, les voies de biosynthèse et les mécanismes de régulation doivent être pris en compte afin de sélectionner les souches. Bien que l'efficacité de la production soit élevée en raison du problème des mutations inverses des souches et de l'accumulation de produits dans les bactéries, une rétroaction est également fournie. Les exigences techniques telles que le contrôle et la régulation sont relativement élevées. Dans le processus de fabrication de la fermentation, il existe des exigences particulières pour la composition du milieu et l'ajout de substances. De plus, l'investissement dans la construction d'une usine est élevé et le produit fabriqué est unique, de sorte qu'elle est limitée à la production de très peu de produits. Actuellement, seules l'inosine (IMP) et le guanylate (GMP) ont été industrialisés. L'hydrolyse enzymatique produit des nucléotides qui utilisent la nucléase P1 pour dégrader l'ARN afin d'obtenir un mélange de quatre nucléotides (AMP, GMP, CMP et UMP), puis séparent et purifient les quatre nucléotides par résine échangeuse d'ions. De plus, le nucléotide 5'-adénine (AMP) est utilisé comme substrat qui est converti par l'adénylate désaminase pour produire le nucléotide 5'-hypoxanthine (IMP). Le processus d'hydrolyse enzymatique prend en charge la production du nucléotide 5', qui présente les avantages d'un processus de production simple, de sources de matières premières abondantes et d'un faible coût. C'est le processus de fabrication avec la plus longue histoire et la technologie la plus mature.
Utilisation des nucléotides Les nucléotides ont de nombreuses applications dans des secteurs tels que l'alimentation, la biotechnologie et l'agriculture. Dans l'industrie alimentaire, l'association d'inosine et de guanylate avec du glutamate de sodium décuple l'effet rafraîchissant et atténue les saveurs acides, amères, de brûlé et de poisson. Le nucléotide disodique (I + G) représente la troisième génération d'arômes, après le glutamate monosodique et l'extrait de poulet. Il est largement utilisé dans les sachets d'assaisonnement pour nouilles instantanées, ainsi que dans des préparations telles que l'extrait de poulet, la poudre de poulet et la sauce soja fraîche. De plus, incorporés dans l'alimentation infantile, les nucléotides contribuent significativement à la nutrition du nourrisson, favorisent la maturation intestinale, stimulent la synthèse des lipoprotéines et des acides gras polyinsaturés, et réduisent la fréquence des rhumes et des diarrhées chez le nourrisson. Ils favorisent ainsi la croissance et le développement normaux des bébés. Les 5′-nucléotides sont utilisés comme exhausteurs de goût (goût umami) dans la fabrication des aliments et comme matières premières dans les applications de recherche en biotechnologie. Dans l'industrie agricole, les nucléotides peuvent être utilisés comme régulateurs de croissance des plantes dans la production de plantes, augmentant ainsi le rendement et le poids. Ils peuvent également être appliqués aux additifs alimentaires, ce qui a un effet très évident sur la croissance animale. En bref, que l'utilisation de nucléotides dans l'alimentation des cultures ou des animaux puisse réduire les coûts de production et apporter des avantages significatifs.
