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白芸豆α-淀粉酶抑制剂(α-AI)是预防和控制糖尿病和肥胖症的天然物质。白芸豆中胰蛋白酶抑制剂(TI)和植物凝集素(PHA)会影响α-AI的生理作用和生物安全性。低TI和PHA活力的白芸豆α-AI粗提物在食品中具有良好的应用前景。本文旨在探究降低TI和PHA活力的白芸豆α-AI的工业化制备工艺,通过研究白芸豆中α-AI、TI和PHA在理化性质上的差异,采用超滤、热处理、喷雾干燥的方法制备出白芸豆α-AI粗提物,并将其在方便粥中进行了应用。首先,比较了我国12种不同白芸豆中α-AI、TI和PHA的提取率,确定出吉林省特级九粒白芸豆(A10)为最适于制备白芸豆α-AI的品种。通过研究不同加工处理如豆籽的热烫、水提液的热处理、蛋白酶酶解、酸沉以及模拟胃肠道处理对白芸豆中α-AI、TI和PHA活力的影响,结果显示:α-AI、TI和PHA在较低温度(<50℃)下均具有良好的酸碱稳定性;在高温下(>70℃),α-AI的热稳定性和酸碱稳定性均低于TI和PHA,仅在70℃/pH 3.0时α-AI和PHA的稳定性相近,活力损失分别为60.00%和53.78%;α-AI、TI和PHA对风味蛋白酶和中性蛋白酶的酶解均具有抗性,但碱性蛋白酶几乎会使三者完全失活;在酸沉中,α-AI几乎不沉降,TI(>71.62%)和PHA(>80.49%)也大部分保留在上清液中;模拟肠道处理对α-AI、TI和PHA活力均无显著影响(P>0.05);模拟胃液处理中,α-AI、TI和PHA活力主要受胃液酸性环境影响,其中α-AI活力损失最大(38.37%);胃蛋白酶对α-AI无显著影响(P>0.05),但会使TI和PHA活力分别损失13.34%和10.51%。其次,优化了白芸豆水提液的制备参数:料液比1:5;豆粉目数80目;提取温度为室温;提取时间2 h;提取pH 6.4。将水提液经风味蛋白酶酶解、pH 3.6酸沉、70%乙醇沉淀后得到初步纯化的白芸豆蛋白质,其α-AI、TI、PHA的纯化倍数分别为3.70倍、2.82倍和3.50倍。借助SDS-PAGE分析推知,TI的相对分子质量(约1.5×10~4)与α-AI(5.67×10~4)、PHA(>6.0×10~4)之间存在着明显差异。采用超滤脱除水提液中TI,优化操作参数为:水提液pH 10.0,入膜压力0.04 MPa,进料温度40℃,蛋白浓度24.31mg/m L。与水提液相比,超滤后截留液中TI的比活力降低90.02%,α-AI和PHA的比活力则分别增加1.71倍和1.84倍。最后,结合超滤和热处理制备了白芸豆α-AI粗提物,该粗提物中α-AI、TI、PHA活力分别为162.85 U/g、13.33×10~3 U/g和14.04 U/g。该工艺中试所得粗提物中α-AI、TI、PHA活力分别为96.91 U/g、7.97×10~3 U/g和11.88 U/g。与Phase 2比较可知,该工艺所制备的白芸豆α-AI粗提物具有可靠的生理作用和生物安全性。通过研究粗提物的抑制特性可知,白芸豆α-AI对α-淀粉酶的抑制作用属于非竞争性抑制,该抑制作用基本不受淀粉类型的影响,并会随孵育时间的延长而显著增强,当α-淀粉酶活力过高(>1.125 U)时,抑制作用显著降低(P<0.05)。随着大米粥中粗提物添加量的增加,大米粥的GI值不断降低。将粗提物按3%(w/w)的添加量添加到方便粥(大米粥、燕麦粥、青稞粥和莲子粥)中,方便粥的GI值均降低至50以下,属于低GI食品范畴。