呈味核苷酸二钠的用途是什么

2020/10/23 9:04:26

【概述】

呈味核苷酸二钠(Disodium5’-Ribonucleotide,简称I+G)主要包括5’-肌苷酸二钠(5’-InosinateMonophosphateDisodium,or,Disodium5’-inosinat,简称IMP)和5’-鸟苷酸二钠(5’-GuanosineMonophosphateDisodium,or,Disodium5’-guanylate,简称GMP),具有呈味作用,与味精(谷氨酸钠)混合时产生协同效应,可使鲜度提高数倍至数十倍;同时,5’-呈味核苷酸二钠可提升食品的品质,对甜味和咸味有增效作用,对酸、苦味及腥、焦味等有抑制或消除作用。一般添加I+G的食品,其味觉明显改善,甜、酸、苦、辣、鲜、香和咸味等更浓郁和协调,更加接近天然食品的风味。在食品领域,I+G主要是作为呈味剂用于复合味精的生产及食物调味;在医药领域,IMP可以作为药物治疗白细胞和血小板减少症,对各种急慢性肝炎、肝原性心脏病及视神经炎等眼科疾病具有一定疗效。

【理化性质】

呈味核苷酸二钠化学式为无色至白色结晶,或白色结晶性粉末,含约7.5分子结晶水,不吸湿,40℃开始失去结晶水,120℃以上成无水物。味鲜,鲜味阈值为0.025g/100mL,鲜味强度低于鸟苷酸钠,但二者并用有显著的协同作用。当二者以1:1混合时,鲜味阈值可降至0.0063%。与0.8%谷氨酸钠并用,其鲜味阈值更进一步降至0.000031%。溶于水,水溶液稳定,呈中性。微溶于乙醇,几乎不溶于乙醚。在酸性溶液中加热易分解,失去呈味力。 呈味核苷酸二钠为无色或白色结晶性粉末,含约7分子结晶水。GMP溶于水,水溶液稳定,在有机溶剂中的溶解性小,在一般的食品加工条件和酸、碱、盐环境中均稳定,在250℃时分解。 GMP具有香菇样香味,味觉阈值0.0035%,鲜味强度为IMP的2.3倍,常与IMP按一定比例混合使用;与谷氨酸钠合用有很强的协同效应,可使鲜味增强10~20倍,称为特鲜味精或强力味精,增鲜效果非常明显。我国对于I+G产品的理化和卫生指标见表1。

I+G理化和卫生指标
表1为I+G理化和卫生指标

【特性】

1.鲜味相乘效果。与味精混合使用可以产生鲜味倍增效果,降低产品成本。

2.增强及改善食品风味,可以增强食物的天然鲜美、浓郁与香甜味。

3.使肉类味道更鲜美,与味精混合后添加可增强肉类原味,强化肉类香味,减少肉类用量令成本降低。

4.抑制食品中过咸、过苦、过酸等不良气味,并可以减少异味(氨基酸味、面粉味等)

5.具有较佳的溶解性及在产品中的稳定性。

【用途】 

呈味核苷酸二钠是新一代的核苷酸类食品增鲜剂。可直接加入到食品中,起增鲜作用。是方便面调味包、调味品如鸡精、鸡粉和增鲜酱油等的主要呈味成分之一;与谷氨酸钠(味精)混合使用,其用量约为味精的2%-5%,有“强力味精”之称;另外,本品还对迁移性肝炎、慢性肝炎、进行性肌肉萎缩和各种眼部疾患有一定的辅助治疗作用。 

【制备方法】

1.化学合成法 化学合成法生产5’-核苷酸主要是以核苷为原料,进行磷酸酯化反应。一般常用的核苷磷酸化试剂有磷酸或者是焦磷酸的活性衍生物,如三卤氧化磷、焦磷酸酰氯、双-对硝基苯焦磷酸等。另外,要得到5’-核苷酸,必须在进行磷酸化反应前以适当的保护基对核苷上核糖的2’,3’位羟基进行保护。这种方法因采用了保护、去保护步骤而使反应整体产率下降。利用化学合成法磷酸化得到肌苷酸和鸟苷酸后,通过水解、萃取得到其水溶液,再中和结晶、分离分别得到IMP粗品和GMP粗品,将两者混合精制,最后生产呈味核苷酸二钠(即I+G)成品。

2.酶催化法 酶催化法就是利用酶催化核苷酸的前体物质转化为核苷酸。目前,可用于5’-核苷酸合成的酶主要是各种激酶,同时,核糖磷酸转移酶、5’-核酸酶和酸性磷酸酶也有报道可用于核苷的5’位的单磷酸化。酶解法包括RNA酶解法和菌体自溶法。RNA酶解法包括从菌体中提取RNA、5’-磷酸二酯酶的制备、RNA的酶解和单核苷酸的分离、纯化。其工艺流程如图1所示。

酶解RNA生产呈味核苷酸工艺
图1为酶解RNA生产呈味核苷酸工艺

酶解法生产核苷酸能一次得到4种核苷酸的混合物,且酶反应收率较高,但后提取过程中,分离纯化得到4种高纯度产品的难度大,导致生产周期长,提取工艺繁琐,产品纯度不高。但是由于该生产工艺简单、原料来源丰富、成本低廉,所以长期以来,我国都以此方法进行核苷酸的工业生产。

3.自溶法 自溶法是利用菌体细胞内富含的5’-磷酸二酯酶专一作用本身的核糖核酸,降解生成5’-单核苷酸,然后使其从细胞内渗出。自溶法的关键在于自溶条件的确定,首先必须选择具有酶活力的菌体。

4.发酵法

(1)直接发酵法 直接发酵法一般采用玉米浆等天然含有生物素的物质作为培养基,利用枯草杆菌、谷氨酸产生菌、产氨短杆菌发酵直接产生IMP、GMP,工艺相对简单,但因其产量太低而难以工业化。

(2)发酵-转化法 发酵-转化法采用枯草杆菌、短小芽孢杆菌、产氨短杆菌作为肌苷菌种培养,利用温度分段控制的方法进行种子培养和发酵,生成肌苷,再采用离子交换树脂、活性炭或脱色树脂吸附等方法将肌苷分离,通过化学磷酸化法将肌苷磷酸化为5’-肌苷酸即IMP。5’-鸟苷酸(即GMP)是由枯草杆菌发酵生成鸟苷,再由化学磷酸化法或微生物酶法磷酸化生成GMP。发酵-转化法生成肌苷或鸟苷,然后磷酸化生成5’-肌苷酸或5’-鸟苷酸,这一方法产率高、生产周期短,发酵条件易控制,为磷酸化提供了廉价的核苷原料,而且磷酸化产物单一、核苷转化率一般均可达98%以上,大幅度地降低了生产成本。

【应用】 

在食品领域,I+G主要是作为呈味剂用于复合味精的生产及食物调味;在医药领域,IMP可以作为药物治疗白细胞和血小板减少症,对各种急慢性肝炎、肝原性心脏病及视神经炎等眼科疾病具有一定疗效。

【主要参考资料】

[1]赵芳萍. 5’-呈味核苷酸二钠结晶过程工艺优化[D].华南理工大学,2012.

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