5种呈味核苷酸包括肌苷酸(IMP)、鸟苷酸(GMP)、腺苷酸(AMP)、黄苷酸(XMP)、次黄嘌呤核苷(HxR),它们存在于天然的食物中,比如肉类、香菇、海鲜、微生物发酵等。呈味核苷酸的鲜味与其5'-磷酸基团密切相关,如IMP和GMP的鲜味强度差异源于嘌呤碱基结构。我们能感觉到它们的新鲜的味道,必须依赖于呈味核苷酸的核糖C-5位磷酸基团的存在,当它解离为阴离子的形式才能刺激味觉。另外,通过研究证明,仅含嘌呤碱基的核苷酸才具有呈味功能,而嘧啶碱基是没有的。呈味核苷酸的鲜味比较强,比如鸟苷酸的鲜味强度是谷氨酸钠的200倍,可增强甜味、肉味等,抑制苦味、涩味等。
前处理过程中,提取呈味核苷酸用2.5%高氯酸,因为高氯酸能快速水解核酸中的磷酸二酯键,将结合态的核苷酸转化为游离态,确保目标组分能够全部释放出来。另外,它还可以通过质子化作用让蛋白质变性形成不溶性沉淀,与可溶性核苷酸分离开,减少基质干扰。更重要的是,高氯酸的低pH值可抑制样本中的核酸酶活性,防止提取过程中核苷酸被降解。高氯酸处理的样本在低温下可稳定保存核苷酸至少24小时,在用液相色谱测定的时候,需要先用KOH来调pH值,否则强酸会对色谱柱有损害。
呈味核苷酸对温度是敏感的,高温导致降解或失活,因此要低温4℃条件下,使用超声波通过空化效应和机械振动来快速破坏细胞壁,空化效应产生的微射流和冲击波可使核酸充分释放到提取缓冲液中,并均匀分散。需注意的是,过度超声可能导致核酸断裂,因此需通过预实验确定最佳参数。比如多少功率,超声多少时间,频率多少。当核苷酸释放出来了,还需要通过离心的方法分离到上清液中。核苷酸是水溶性的,离心后沉淀的是杂质去除。最后,用50%KOH调节pH值到6.5左右,当pH<5时,核苷酸易发生脱磷酸、脱嘌呤等反应,导致IMP/GMP等关键呈味成分破坏。pH 6.5可有效抑制此类水解反应,保持5'-磷酸基团稳定。用纯水定容后,0.45um膜过滤,等待检测。
呈味核苷酸含有多个羟基和磷酸基团,它们都是强的亲水能力,是极性化合物。因此,它们都易溶于极性化合物如水,在非极性化合物中几乎不溶解。如果要用C18的反相色谱柱来吸附它们的话,本身来说是有点困难的,这是因为C18色谱柱对极性化合物的吸附能力较弱。就要想办法让它们在色谱柱中保留下来,呈味核苷酸是带正电的核苷酸,通过添加磷酸盐(如磷酸二氢钾),形成离子对复合物。也就是说,之前是很不平衡的状态,通过给它添加相反的离子,让它达到平衡的状态,也就是非极性或弱极性,从而增强疏水性,可以更容易的吸附在色谱柱的固定相活性位点上。需要注意缓冲盐的浓度,过高的浓度会减弱离子对效应。比如添加有0.05mol/L磷酸二氢钾,DAD检测器,波长260nm,0.8-1ml/min,10-20ul等。