本發明屬于食品生物技術領域，具體涉及一種以淀粉為原料發酵制取膳食纖維的方法。
背景技術：
據聯合國糧農組織統計，中國的馬鈴薯種植面積超過8500萬畝年產量突破7200萬噸。淀粉質渣主要包括地瓜渣、馬鈴薯渣、紅薯渣等，是在馬鈴薯淀粉、紅薯淀粉等生產過程中，產生的一種主要成分是水、細胞碎片和殘余淀粉顆粒的副產物。鮮馬鈴薯淀粉渣含水量高達90％，自帶菌多達33種，不易儲存，腐敗變質后產生惡臭，造成環境污染。若烘干則成本過高，增加企業負擔，通常作為飼料或當做廢渣做掩埋處理。淀粉質渣中營養非常豐富，富含淀粉、膳食纖維(維生素、半纖維素)和果膠等。其中膳食纖維作為第七大營養素，對人體健康具有非常多的作用，例如可以延緩饑餓從而起到減肥的作用，降低膽固醇預防心血管疾病的作用等。目前，食品研究和加工領域大多是通過物理、化學等方法來提高可溶性膳食纖維。例如何玉鳳，張俠等(《食品與發酵工業》,2010(11):189-193)采用l-抗壞血酸結合六偏磷酸鈉浸提法制備馬鈴薯渣水溶性膳食纖維，水溶性膳食纖維的最高產率可達43.4％。
淀粉類物質作為紅曲霉的發酵培養基，產生紅色素，紅色素可以作為天然的食品添加劑和護色劑，具有天然防腐作用、并且改善了食品色澤，且無毒無害。利用淀粉質渣進行發酵，可以為企業帶來更多效益，解決淀粉質渣難以利用，浪費資源，污染環境的難題。如何獲得被人們所接受的淀粉質渣食品，是本領域極有意義的研究課題。
技術實現要素：
針對本領域存在的不足之處，本發明的目的是提出一種利用淀粉質渣生產紅色素和可溶性膳食纖維的方法。
實現本發明上述目的的技術方案為：
一種利用淀粉質渣生產紅色素和可溶性膳食纖維的方法，包括步驟：
(1)菌種活化：將斜面保存的產紅色素的紅曲霉菌種接種至滅菌過的pda培養基(固體)中，在27～30℃溫度下培養3-5天，得活化菌種；
(2)種子液的制備：將步驟(1)中的活化菌種接種至滅菌過的液體pda培養基中，接種量為0.02％～0.04％(體積比)，置于27～30℃搖床培養4～6天，得種子液；
(3)發酵：將步驟(2)中制備好的種子液接種至經過處理的淀粉質渣中，置于搖床中培養，得淀粉質渣發酵液。
其中，pda培養基的配方為：馬鈴薯100克，葡萄糖10克，瓊脂15克，自來水1000毫升。pda液體培養基的配方為：馬鈴薯100克，葡萄糖10克，自來水1000毫升。按照現有技術的方法制成固體或液體培養基。
其中，所述的淀粉質渣為地瓜渣、馬鈴薯渣、紅薯渣中的一種或多種，是加工淀粉后剩余的固體渣。
其中，所述的淀粉質渣過篩目數為70～90目。
其中，所述的步驟(3)中淀粉質渣的處理方式為：淀粉質渣加入水，淀粉質渣和水的質量比為1:1.3～1:1.5，然后高溫蒸煮，蒸煮溫度為110℃；蒸煮時間為12～20min。
進一步地，在淀粉質渣中添加葡萄糖后蒸煮，葡萄糖的添加量為淀粉質渣質量的5％～7％。
經過步驟(2)制得種子液的濃度為1×106～1×107cfu/ml。
其中，所述的步驟(3)中接種量為4％～6％。
其中，所述的步驟(3)中發酵溫度為28～29℃；發酵時間為5～7天。
進一步地，將步驟(3)得到的淀粉質渣發酵液經干燥處理后，用于替代或者部分替代面粉制成面食，做成富含可溶性膳食纖維的面制品；或直接加入到殺菌奶中制為發酵乳制品的發酵液，做成富含膳食纖維的發酵乳飲料。
本發明的有益效果在于：
本發明利用產紅色素的紅曲霉作為發酵菌種來發酵大量廢棄的淀粉質渣，與未發酵淀粉質渣相比，既產生了紅色素又提高了其可溶性膳食纖維的含量。產生的紅色素可以提高淀粉質渣在加工成的食品的色澤，延長食品的保質期，增加食品的誘惑力，可溶性膳食纖維含量的增加，增加了淀粉質渣的營養功能，在加工成的食品中對人體健康具有重要的作用，預防肥胖，降低膽固醇預防心血管疾病的發生，可以被消費者所喜愛，增加食品企業的競爭力。
本發明利用紅曲霉對淀粉質渣進行發酵增加了淀粉質渣的營養價值，紅色素的增加，還可以改善淀粉質渣的色澤，可溶性膳食纖維含量的增加可以有效預防人體高血壓、心臟病等心血管疾病，發酵條件溫和，操作簡單，成本低，有利于食品企業開發利用到食品中去，可以減少淀粉質渣的廢棄浪費，起到保護資源節約環境的作用。
具體實施方式
以下實施例用于說明本發明，但不用來限制本發明的范圍。
使用的紅曲霉菌(monascus.anka)菌株購自中國普通微生物菌種保藏管理中心(cgmcc)，保藏號3.4811。
實施例中，如無特殊說明，所使用的方法均為本領域常規的方法。試驗例
本實施例采用的淀粉質渣為生產淀粉后剩余的地瓜渣(豆薯，豆科豆薯屬、草藤本植物)，用豆漿機打碎、過濾后其含水量為85％，過70目篩備用。
(1)菌種活化：將斜面保存的產紅色素的紅曲霉菌種接種至滅菌過的pda培養基中，在29℃溫度下培養3天，得活化菌種；
(2)種子液的制備：將步驟(1)中的活化菌種接種至滅菌過的液體pda培養基中，接種量為0.02％(體積比)，置于29℃溫度下搖床培養4天，得種子液；
(3)發酵：淀粉質渣加入水和葡萄糖，110℃蒸煮15min，按淀粉質渣的質量計，葡萄糖添加量為5％。
將步驟(2)中制備好的種子液接種至經過處理的淀粉質渣中，接種量為4％；置于28℃搖床中。
步驟(3)中，水與淀粉質渣質量比1：1時，發酵階段不能看到紅色產生。經試驗比較，水與淀粉質渣質量比(1.3～1.5)：1可達到較好效果。
水與淀粉質渣質量比1.4：1進行發酵，在前兩天發酵液沒有顏色變化，從第3～4天開始有紅色出現，發酵時間超過7天時，發酵液顏色發紅黑色，此時的發酵液色澤不利于后期應用。因此確定發酵5～7天為宜。
實施例1
本實施例采用的淀粉質渣為生產淀粉后剩余的地瓜渣，用豆漿機打碎、過濾后其含水量為85％，可溶性膳食纖維含量為0.0173g/g，過70目篩備用。
(1)菌種活化：將斜面保存的產紅色素的紅曲霉菌種接種至滅菌過的pda培養基中，在29℃溫度下培養3天，得活化菌種；
(2)種子液的制備：將步驟(1)中的活化菌種接種至滅菌過的液體pda培養基中，接種量為0.02％，置于29℃搖床培養4天，得種子液，濃度為6×106cfu/ml。
(3)發酵：淀粉質渣加入水和葡萄糖，淀粉質渣與水質量比為1:1.3，葡萄糖添加量為5％，然后110℃蒸煮15min。
將步驟(2)中制備好的種子液接種至蒸煮后的淀粉質渣中，接種量為4％；置于28℃搖床培養5天，得淀粉質渣發酵液。
用酶重量法(gb5009.88-2014)測得淀粉質渣中可溶性膳食纖維含量為0.0173g/g，本發明利用紅曲霉對淀粉質渣進行發酵，提高了淀粉質渣可溶性膳食纖維的量，所得淀粉質渣發酵液中可溶性膳食纖維含量為0.0250g/g，提高了45％。
得到的淀粉質渣發酵液離心后以70％乙醇作參比溶液，在505nm下用分光光度計測吸光度，經計算色價為3.44u/ml，改善了淀粉質渣的色澤，有利于淀粉質渣運用到食品中去。
發酵液的處理與利用：將步驟(3)得到的淀粉質渣發酵液干燥，按照體積比1：2添加到面粉中，做成富含可溶性膳食纖維的面制品。
將步驟(3)得到的淀粉質渣發酵液直接用來做發酵乳制品的發酵液，按照體積比1：5加入到牛奶中，發酵后得到富含膳食纖維的發酵乳飲料。
實施例2：
本實施例采用的淀粉質渣為生產淀粉后剩余的地瓜渣，其含水量為86％，過80目篩備用。
(1)菌種活化：將斜面保存的產紅色素的紅曲霉菌種接種至滅菌過的pda培養基中，在29℃培養3天，得活化菌種；
(2)種子液的制備：將步驟(1)中的活化菌種接種至滅菌過的液體pda培養基中，接種量為0.02％，置于29℃搖床培養4天，得種子液；
(3)發酵：淀粉質渣加入水和葡萄糖，淀粉質渣與水質量比為1:1.4，葡萄糖添加量為6％，然后110℃蒸煮15min；
將步驟(2)中制備好的濃度為5×106cfu/ml的種子液接種至蒸煮后淀粉質渣中，接種量為5％，置于28.5℃溫度下搖床培養6天，得淀粉質渣發酵液；
用酶重量法(gb5009.88-2014)測得淀粉質渣中可溶性膳食纖維含量為0.0247g/g，用紅曲霉對淀粉質渣進行發酵所得淀粉質渣發酵液中可溶性膳食纖維含量為0.0363g/g，提高了47％。
得到的淀粉質渣發酵液離心后以70％乙醇作參比溶液，在505nm下用分光光度計測吸光度，經計算色價為3.84u/ml，改善了淀粉質渣的色澤，有利于淀粉質渣運用到食品中去。
發酵液的處理與利用：將步驟(3)中得到的淀粉質渣發酵液干燥處理后添加到面粉中，做成富含可溶性膳食纖維的面制品；或直接用來做發酵乳制品的發酵液，得到富含膳食纖維的發酵乳飲料。
實施例3：
本實施例采用的淀粉質渣為生產淀粉后剩余的馬鈴薯渣，其含水量為87％，過90目篩備用。
(1)菌種活化：將斜面保存的產紅色素的紅曲霉菌種接種至滅菌過的pda培養基中，在29℃培養3天，得活化菌種；
(2)種子液的制備：將步驟(1)中的活化菌種接種至滅菌過的液體pda培養基中，接種量為0.02％，置于29℃搖床培養4天，得種子液；
(3)發酵：淀粉質渣加入水和葡萄糖，淀粉質渣與水質量比為1:1.5，葡萄糖添加量為6％，然后110℃蒸煮15min，
將步驟(2)中制備好的濃度為1×106cfu/ml的種子液接種至蒸煮后的淀粉質中，接種量為6％，置于29℃溫度下，搖床培養7天，得淀粉質渣發酵液。
用酶重量法(gb5009.88-2014)測得淀粉質渣中可溶性膳食纖維含量為0.0204g/g，用紅曲霉對淀粉質渣進行發酵所得淀粉質渣發酵液中可溶性膳食纖維含量為0.0302g/g，提高了48％。
得到的淀粉質渣發酵液離心后以70％乙醇作參比溶液，在505nm下用分光光度計測吸光度，經計算色價為3.17u/ml，改善了淀粉質渣的色澤。
發酵液的處理與利用：將步驟(3)中得到的淀粉質渣發酵液干燥處理后添加到面粉中，做成富含可溶性膳食纖維的面制品或直接用來做發酵乳制品的發酵液，得到富含膳食纖維的發酵乳飲料。
雖然，上文中已經用一般性說明及具體實施方案對本發明作了詳盡的描述，但在本發明基礎上，可以對之作一些修改或改進，這對本領域技術人員而言是顯而易見的。因此，在不偏離本發明精神的基礎上所做的這些修改或改進，均屬于本發明要求保護的范圍。