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：

1、糖類是地球上最豐富的有機化合物，廣泛存在于生物細胞中，在能量代謝、維護細胞完整性、分子識別、病原毒力、分子防御及信號信息存儲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，因而產生很多天然存在的立體異構體。單糖根據(jù)碳原子的個數(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)、生物技術以及食品和飲料行業(yè)有著多種應用。磷酸單糖廣泛存在于各種細胞中，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物。脫氧糖是單糖分子中的一個或多個羥基被氫原子取代的化合物，廣泛分布于植物、細菌和動物中。二糖是最簡單的寡糖，由2個單糖縮合而成。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，利用木糖異構酶催化d-葡萄糖生成d-果糖，利用l-阿拉伯糖異構酶催化d-半乳糖生成d-塔格糖，利用l-阿拉伯糖異構酶催化l-阿拉伯糖生成l-核酮糖，利用木糖異構酶催化d-木糖生成d-木酮糖，利用d-阿洛酮糖3-差向異構酶催化d-果糖生成d-阿洛酮糖，利用果糖4-差向異構酶催化d-果糖生成d-塔格糖，利用d-木酮糖4-差向異構酶催化d-木酮糖生成l-核酮糖，利用d-葡萄糖6-磷酸異構酶催化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-差向異構酶催化6-脫氧l-果糖差向異構化為6-脫氧l-阿洛酮糖等。二糖也可以通過異構酶催化制備，例如，利用纖維二糖差向異構酶催化乳糖合成乳果糖。然而，利用異構酶制備糖類化合物普遍存在著大部分底物不能轉化為產物的問題。因此，需要開發(fā)一種以高產物與底物比例的方式生產糖類化合物，特別是小分子糖的新策略。

技術實現(xiàn)思路

1、發(fā)明要解決的問題

2、針對上述問題，本發(fā)明的發(fā)明人進行了深入的研究，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)時可以提高產物與底物的比例。

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，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化為乳果糖的異構酶。

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，所述基質包括能夠負載硼酸化合物和/或其衍生物和/或酶的任何物質，優(yōu)選地，所述基質包括有機合成的聚合物、無機物、天然有機大分子化合物、磁性顆粒、金屬有機框架材料、共價有機框架材料、有機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]中任一項所述的含硼組合物，其中，所述硼酸化合物和/或其衍生物負載在所述基質上；

9、可選地，所述將乳糖異構化為乳果糖的異構酶負載在所述基質上。

10、[5].根據(jù)[1]～[4]中任一項所述的含硼組合物，其中，

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

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

13、所述硼酸化合物和/或其衍生物和所述將乳糖異構化為乳果糖的異構酶同時負載在相同的所述基質上；和/或，

14、所述硼酸化合物和/或其衍生物負載在所述基質上，所述將乳糖異構化為乳果糖的異構酶為游離的形式；

15、任選地，所述負載通過吸附、包埋、交聯(lián)、共價結合或其組合實現(xiàn)。

16、[6].根據(jù)[1]～[5]中任一項所述的含硼組合物，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/或所述將乳糖異構化為乳果糖的異構酶負載在所述基質上；

17、可選地，所述連接體為交聯(lián)劑。

18、[7].根據(jù)[1]～[6]中任一項所述的含硼組合物，其中，所述將乳糖異構化為乳果糖的異構酶包括來自ec編號屬于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、無機硼酸鹽、有機硼酸和有機硼酸鹽中的一種或多種。

20、[9].根據(jù)[1]～[8]中任一項所述的含硼組合物，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/或將乳糖異構化為乳果糖的異構酶與基質混合，進行負載，得到所述含硼組合物。

22、[11].根據(jù)[1]～[9]任一項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混合物，

27、(ii)在合適的反應條件下使所述反應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可以提高產物與底物的比例，降低副產物的生成，提高產物產率。

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可以通過降低副產物的生成量，提高產物的產率。

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