本发明涉及核苷酸生产,尤其涉及一种生产呈味核苷酸二钠的方法及其应用。
背景技术:
1、食品的滋味是由食品中的水溶性成分构成,其中包括核苷酸、氨基酸、缩氨酸、有机酸、有机碱以及无机离子。上述各种成分至少带有咸、甜、酸、苦、鲜五种滋味中的一种味道。其中呈味核苷酸包括肌苷酸、鸟苷酸、胞苷酸、尿苷酸和黄苷酸等。呈味核苷酸对甜味、肉味、醇厚感有增效作用,对酸味、苦味、腥味、焦味等不良风味有消除或抑制作用。从而能够减少添加量,降低成本,而且鲜味更圆润。所以呈味核苷酸常被广泛地添加到各类调味品如鸡精、鸡粉、增鲜味精、酱油、调味包、汤料、番茄酱、蛋黄酱等中,强化滋味,改善口感。
2、呈味核苷酸二钠,又名5’-呈味核苷酸二钠,包含5’-肌苷酸二钠(imp)和5’-鸟苷酸二钠(gmp),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。呈味核苷酸二钠还具有辅助抗肿瘤、提高机体免疫力以及调节机体营养代谢等作用,在食品、医药、农业行业领域中有广泛的用途。
3、目前呈味核苷酸二钠的制备方法主要有以下几种:
4、(1)微生物发酵法:利用生产菌株进行生物发酵直接获得产物。该方法副产物少,成本低,但此法的应用受到微生物特性的限制较大。
5、(2)化学合成法:肌苷或鸟苷在磷酸三乙酯与三氯氧磷的作用下,通过化学反应合成5’-肌苷酸二钠(imp)与5’-鸟苷酸二钠(gmp)。该方法专一性强,副产物少,但化学原料等有机溶剂毒性强,对人员及环境危害较大,工艺条件恶劣,且后续提取工艺复杂,成本较高。
6、(3)生物催化法:肌苷或鸟苷与磷酸供体在磷酸转移酶的作用下合成5’-肌苷酸二钠(imp)与5’-鸟苷酸二钠(gmp)。生物催化法具有专一性强,磷酸供体来源广泛,价格低廉,提取工艺简单易操作,原料对环境友好等优势。
7、但现有生物催化法制备5’-肌苷酸二钠(imp)与5’-鸟苷酸二钠(gmp)存在转化效率低问题。而且提取技术也有瓶颈,制备的呈味核苷酸二钠纯度低,或纯度与收率不能兼顾。
技术实现思路
1、本发明提供一种生产呈味核苷酸二钠的方法及其应用。
2、第一方面,本发明提供一种生产呈味核苷酸二钠的方法,包括:肌苷或鸟苷与磷酸供体加水混匀形成悬浮溶液,加入磷酸转移酶进行酶催化反应,降温析磷、脱色、降温结晶,获得高纯度的呈味核苷酸二钠;
3、所述降温析磷分为两步,第二步中,ph控制在9.2-10.5之间,梯度降温至5-8℃。
4、本发明提供的一种生产呈味核苷酸二钠的方法中,所述降温析磷为:
5、(1)收集酶催化反应液的ph控制在8.9-9.2之间,梯度降温至8-15℃,温度下降速度为每小时降4-5℃,离心收集得到的清液和副产磷酸盐1;
6、(2)将步骤(1)得到的清液的ph控制在9.2-10.5之间,梯度降温至5-8℃,温度下降速度为每小时降3-4℃,离心收集得到的清液和副产磷酸盐2。
7、本发明提供的一种生产呈味核苷酸二钠的方法中,编码所述磷酸转移酶的核苷酸序列如seq id no.1、seq id no.2或seq id no.3所示。
8、本发明提供的一种生产呈味核苷酸二钠的方法中,所述磷酸供体为酸式焦磷酸、焦磷酸盐、三聚磷酸、三聚磷酸盐、四聚磷酸、四聚磷酸盐、六偏磷酸盐的至少一种;
9、本发明提供的一种生产呈味核苷酸二钠的方法中,所述焦磷酸盐、三聚磷酸盐、四聚磷酸盐、六偏磷酸盐为钠盐和钾盐。
10、本发明提供的一种生产呈味核苷酸二钠的方法中,所述磷酸供体与所述肌苷或鸟苷的摩尔比为(0.5~2.5):1.0。
11、本发明提供的一种生产呈味核苷酸二钠的方法中,所述磷酸转移酶与肌苷的质量比为(0.5~2.0):1.0;磷酸转移酶与鸟苷的质量比为(1.0~4.0):1.0。
12、本发明提供的一种生产呈味核苷酸二钠的方法中,所述酶催化反应的ph维持在4.1-4.9,酶催化反应的温度为31℃-39℃之间,反应时间为2-8小时。
13、本发明提供的一种生产呈味核苷酸二钠的方法中,所述脱色具体为降温析磷得到的清液加热到60-80℃,添加0.2-0.5wt%的活性炭,搅拌20-60分钟后离心分离,收集得到的脱色清液。
14、本发明提供的一种生产呈味核苷酸二钠的方法中,所述降温结晶具体为ph控制在6.5-8.5,梯度降温至5-15℃,温度下降速度为每小时降3-5℃,收集呈味核苷酸二钠的固体结晶。
15、由上述技术方案可知,本发明提供了一种呈味核苷酸二钠的制备方法。肌苷或鸟苷与磷酸供体加水混匀形成悬浮溶液,加入磷酸转移酶进行酶催化反应,收集酶催化反应液两步调ph降温析磷、脱色、降温结晶,获得高纯度的呈味核苷酸二钠。本发明所述制备方法生物催化专一性强,操作简单,可快速的获得呈味核苷酸二钠。本发明所述制备方法制得的呈味核苷酸二钠产品5’-肌苷酸二钠和5’-鸟苷酸二钠纯度高,纯度可达到98.0%以上,达到食品级要求。本发明所述制备方法原材料简单易获得,反应条件温和,能耗低,可快速放大应用到工业化生产上,同时实现绿色生产的理念。
16、本发明的有益效果在于:
17、(1)本发明降温析磷的ph控制分为两阶段,第一阶段ph8.9-9.2,副产磷酸盐1(主要为磷酸二氢钠),第二阶段ph9.2-10.5,副产磷酸盐2(主要为磷酸氢二钠和磷酸三钠);这种两阶段控ph和分离的方法为首次报道,可大大减少调ph的氢氧化钠用量,并减少呈味核苷酸二钠在析磷过程中的损失,既提高了产品的纯度,又提高了收率,同时减少了氢氧化钠物料消耗,降低了生产成本。
18、(2)本发明采用自制的磷酸转移酶,酶催化反应时间大幅缩短,专利cn111286521a的反应时间为8-24h,本发明的反应时间为2-8h。本发明发现,缩短了酶催化反应时间后,针对所获得的酶反应液可以采用两步调ph降温析磷的方法获得高纯度的产品。
1.一种生产呈味核苷酸二钠的方法,其特征在于,包括:肌苷或鸟苷与磷酸供体加水混匀形成悬浮溶液,加入磷酸转移酶进行酶催化反应,降温析磷、脱色、降温结晶,获得高纯度的呈味核苷酸二钠;
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述降温析磷为:
3.根据权利要求1-2任一项所述的方法,其特征在于,编码所述磷酸转移酶的核苷酸序列如seq id no.1、seq id no.2或seq idno.3所示。
4.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述磷酸供体为酸式焦磷酸、焦磷酸盐、三聚磷酸、三聚磷酸盐、四聚磷酸、四聚磷酸盐、六偏磷酸盐的至少一种。
5.根据权利要求4所述的方法,其特征在于,所述焦磷酸盐、三聚磷酸盐、四聚磷酸盐、六偏磷酸盐为钠盐和钾盐。
6.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述磷酸供体与所述肌苷或鸟苷的摩尔比为(0.5~2.5):1.0。
7.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述磷酸转移酶与肌苷的质量比为(0.5~2.0):1.0;磷酸转移酶与鸟苷的质量比为(1.0~4.0):1.0。
8.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述酶催化反应的ph维持在4.1-4.9,酶催化反应的温度为31℃-39℃之间,反应时间为2-8小时。
9.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述脱色具体为降温析磷得到的清液加热到60-80℃,添加0.2-0.5wt%的活性炭,搅拌20-60分钟后离心分离,收集得到的脱色清液。
10.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述降温结晶具体为ph控制在6.5-8.5,梯度降温至5-15℃,温度下降速度为每小时降3-5℃,收集呈味核苷酸二钠的固体结晶。