本發(fā)明屬于制糖的，涉及一種含硼組合物、其制備方法及用途，具體涉及一種含硼組合物及在制備糖類及衍生物中的用途，更具體地，涉及一種含硼組合物催化劑及在制備小分子糖及衍生物中的用途。

背景技術(shù)：

1、糖類是地球上最豐富的有機(jī)化合物，廣泛存在于生物細(xì)胞中，在能量代謝、維護(hù)細(xì)胞完整性、分子識(shí)別、病原毒力、分子防御及信號(hào)信息存儲(chǔ)等方面起著重要作用。糖類根據(jù)其聚合度可以分為單糖、寡糖、多糖和糖綴合物。單糖是最簡(jiǎn)單的糖類，是單一的多羥基醛或多羥基酮。單糖中鏈接有羥基的碳原子多數(shù)是手性中心，因而產(chǎn)生很多天然存在的立體異構(gòu)體。單糖根據(jù)碳原子的個(gè)數(shù)分為三碳糖(包括丙醛糖和丙酮糖)、四碳糖(包括丁醛糖和丁酮糖)、五碳糖(包括戊醛糖和戊酮糖)、六碳糖(包括己醛糖和己酮糖)和七碳糖等。單糖在制藥行業(yè)、生物技術(shù)以及食品和飲料行業(yè)有著多種應(yīng)用。磷酸單糖廣泛存在于各種細(xì)胞中，它們是很多代謝途徑中的主要參與者。例如，d-葡萄糖1-磷酸、d-葡萄糖6-磷酸、d-果糖6-磷酸和1,6-二磷酸果糖是糖酵解途徑的中間產(chǎn)物。脫氧糖是單糖分子中的一個(gè)或多個(gè)羥基被氫原子取代的化合物，廣泛分布于植物、細(xì)菌和動(dòng)物中。二糖是最簡(jiǎn)單的寡糖，由2個(gè)單糖縮合而成。一些二糖廣泛存在于自然界中，如蔗糖、麥芽糖、纖維二糖、海藻糖、乳糖等。

2、單糖及其衍生物可以通過異構(gòu)酶催化制備(susumu?ito，features?andapplications?of?microbial?sugar?epimerases，appl?microbiol?biotechnol(2009)84:1053-1060；koen?beerens，tom?desmet，wim?soetaert，enzymes?for?the?biocatalyticproduction?of?rare?sugars，j?ind?microbiol?biotechnol(2012)39:823-834)，例如，利用木糖異構(gòu)酶催化d-葡萄糖生成d-果糖，利用l-阿拉伯糖異構(gòu)酶催化d-半乳糖生成d-塔格糖，利用l-阿拉伯糖異構(gòu)酶催化l-阿拉伯糖生成l-核酮糖，利用木糖異構(gòu)酶催化d-木糖生成d-木酮糖，利用d-阿洛酮糖3-差向異構(gòu)酶催化d-果糖生成d-阿洛酮糖，利用果糖4-差向異構(gòu)酶催化d-果糖生成d-塔格糖，利用d-木酮糖4-差向異構(gòu)酶催化d-木酮糖生成l-核酮糖，利用d-葡萄糖6-磷酸異構(gòu)酶催化d-葡萄糖6-磷酸生成d-果糖6-磷酸，利用d-阿洛酮糖-6-磷酸3位差向異構(gòu)酶催化d-果糖6-磷酸生成d-阿洛酮糖6-磷酸，d-塔格糖6-磷酸4位差向異構(gòu)酶催化d-果糖6-磷酸生成d-塔格糖6-磷酸，d-塔格糖3-差向異構(gòu)酶催化6-脫氧l-果糖差向異構(gòu)化為6-脫氧l-阿洛酮糖等。二糖也可以通過異構(gòu)酶催化制備，例如，利用纖維二糖差向異構(gòu)酶催化乳糖合成乳果糖。然而，利用異構(gòu)酶制備糖類化合物普遍存在著大部分底物不能轉(zhuǎn)化為產(chǎn)物的問題。因此，需要開發(fā)一種以高產(chǎn)物與底物比例的方式生產(chǎn)糖類化合物，特別是小分子糖的新策略。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、發(fā)明要解決的問題

2、針對(duì)上述問題，本發(fā)明的發(fā)明人進(jìn)行了深入的研究，成功地開發(fā)出一種新穎的含硼組合物，該組合物用于制備糖類(例如，單糖、二糖、多糖)及衍生物(例如，磷酸糖、脫氧糖)，特別是小分子糖(例如，單糖、二糖)及衍生物(例如，磷酸糖、脫氧糖)時(shí)可以提高產(chǎn)物與底物的比例。

3、用于解決問題的方案

4、[1].一種含硼組合物，包括50-90重量份的基質(zhì)，5-35重量份的硼酸化合物和/或其衍生物和1-30重量份的將乳糖異構(gòu)化為乳果糖的異構(gòu)酶。

5、[2].根據(jù)[1]所述的含硼組合物，其中，所述含硼組合物作為催化劑；

6、優(yōu)選地，所述含硼組合物作為生產(chǎn)乳果糖的催化劑。

7、[3].根據(jù)[1]或[2]所述的含硼組合物，其中，所述基質(zhì)包括能夠負(fù)載硼酸化合物和/或其衍生物和/或酶的任何物質(zhì)，優(yōu)選地，所述基質(zhì)包括有機(jī)合成的聚合物、無機(jī)物、天然有機(jī)大分子化合物、磁性顆粒、金屬有機(jī)框架材料、共價(jià)有機(jī)框架材料、有機(jī)硅氧烷聚合物層和大孔樹脂中的一種或多種。

8、[4].根據(jù)[1]～[3]中任一項(xiàng)所述的含硼組合物，其中，所述硼酸化合物和/或其衍生物負(fù)載在所述基質(zhì)上；

9、可選地，所述將乳糖異構(gòu)化為乳果糖的異構(gòu)酶負(fù)載在所述基質(zhì)上。

10、[5].根據(jù)[1]～[4]中任一項(xiàng)所述的含硼組合物，其中，

11、所述硼酸化合物和/或其衍生物和所述將乳糖異構(gòu)化為乳果糖的異構(gòu)酶分別負(fù)載在相同的所述基質(zhì)上；和/或，

12、所述硼酸化合物和/或其衍生物和所述將乳糖異構(gòu)化為乳果糖的異構(gòu)酶分別負(fù)載在不同的所述基質(zhì)上；和/或，

13、所述硼酸化合物和/或其衍生物和所述將乳糖異構(gòu)化為乳果糖的異構(gòu)酶同時(shí)負(fù)載在相同的所述基質(zhì)上；和/或，

14、所述硼酸化合物和/或其衍生物負(fù)載在所述基質(zhì)上，所述將乳糖異構(gòu)化為乳果糖的異構(gòu)酶為游離的形式；

15、任選地，所述負(fù)載通過吸附、包埋、交聯(lián)、共價(jià)結(jié)合或其組合實(shí)現(xiàn)。

16、[6].根據(jù)[1]～[5]中任一項(xiàng)所述的含硼組合物，其中，所述的含硼組合物中還包含連接體，以將所述硼酸化合物和/或其衍生物和/或所述將乳糖異構(gòu)化為乳果糖的異構(gòu)酶負(fù)載在所述基質(zhì)上；

17、可選地，所述連接體為交聯(lián)劑。

18、[7].根據(jù)[1]～[6]中任一項(xiàng)所述的含硼組合物，其中，所述將乳糖異構(gòu)化為乳果糖的異構(gòu)酶包括來自ec編號(hào)屬于ec?5.1.3.11的酶中的一種或多種。

19、[8].根據(jù)[1]～[7]中任一項(xiàng)所述的含硼組合物，其中，所述硼酸化合物和/或其衍生物包括硼酸、無機(jī)硼酸鹽、有機(jī)硼酸和有機(jī)硼酸鹽中的一種或多種。

20、[9].根據(jù)[1]～[8]中任一項(xiàng)所述的含硼組合物，其中，所述含硼組合物的形式包括珠、球、粒子、顆粒、凝膠、纖維、膜、或表面中的一種或多種。

21、[10].如[1]～[9]中任一項(xiàng)所述的含硼組合物的制備方法，所述方法包括步驟：將硼酸化合物和/或其衍生物和/或?qū)⑷樘钱悩?gòu)化為乳果糖的異構(gòu)酶與基質(zhì)混合，進(jìn)行負(fù)載，得到所述含硼組合物。

22、[11].根據(jù)[1]～[9]任一項(xiàng)所述的含硼組合物或根據(jù)[10]所述的制備方法所制備的含硼組合物的以下任一用途：

23、(a)在制備乳果糖中的用途；

24、(b)用作制備乳果糖的催化劑的用途。

25、[12].一種制備乳果糖的方法，其包括步驟：

26、(i)制備包含底物的反應(yīng)混合物，

27、(ii)在合適的反應(yīng)條件下使所述反應(yīng)混合物與含硼組合物接觸；

28、其中，所述含硼組合物為根據(jù)[1]～[9]任一項(xiàng)所述的含硼組合物或根據(jù)[10]所述的制備方法所制備的含硼組合物。

29、[13].根據(jù)[12]所述的方法，其中，所述底物包括乳糖。

30、[14].根據(jù)[11]-[13]任一項(xiàng)所述的用途或方法，其中，在酸性條件、中性條件或者堿性條件下，使用含硼組合物制備乳果糖，

31、任選地，所述酸性條件為ph值低于7.0，所述中性條件為ph值等于7.0，所述堿性條件為ph值高于7.0。

32、[15].根據(jù)[11]-[14]任一項(xiàng)所述的用途或方法，其中，在溶液中，使用含硼組合物制備乳果糖，

33、任選地，所述溶液選自水溶液、有機(jī)溶劑、離子液體或低共熔溶劑，和/或，

34、所述溶液選自緩沖液或非緩沖液；

35、優(yōu)選地，所述緩沖液選自乙酸緩沖液、檸檬酸緩沖液、甘氨酸緩沖液、鄰苯二甲酸鹽緩沖液、磷酸鹽緩沖液、4-羥乙基哌嗪乙磺酸緩沖液、3-嗎啉丙磺酸緩沖液、三羥甲基氨基甲烷緩沖液、碳酸鹽緩沖液或氨-氯化銨緩沖液。

36、發(fā)明的效果

37、1、本發(fā)明中含硼組合物用于糖類及衍生物制備，特別是小分子糖及衍生物制備時(shí)可以提高產(chǎn)物與底物的比例，降低副產(chǎn)物的生成，提高產(chǎn)物產(chǎn)率。

38、2、本發(fā)明中含硼組合物用于糖類及衍生物制備，特別是經(jīng)由磷酸單糖化合物制備單糖及衍生物時(shí)可以通過降低副產(chǎn)物的生成量，提高產(chǎn)物的產(chǎn)率。

39、3、本發(fā)明中含硼組合物中的硼酸化合物和/或其衍生物是負(fù)載在基質(zhì)上的，是不溶性的，用于糖類及衍生物制備時(shí)，催化劑與產(chǎn)物易于與反應(yīng)液分離，有利于降低后期的分離純化成本，具有潛在的產(chǎn)業(yè)化價(jià)值。