本发明属于食品生物技术领域，具体涉及一种以淀粉为原料发酵制取膳食纤维的方法。
背景技术：
据联合国粮农组织统计，中国的马铃薯种植面积超过8500万亩年产量突破7200万吨。淀粉质渣主要包括地瓜渣、马铃薯渣、红薯渣等，是在马铃薯淀粉、红薯淀粉等生产过程中，产生的一种主要成分是水、细胞碎片和残余淀粉颗粒的副产物。鲜马铃薯淀粉渣含水量高达90％，自带菌多达33种，不易储存，腐败变质后产生恶臭，造成环境污染。若烘干则成本过高，增加企业负担，通常作为饲料或当做废渣做掩埋处理。淀粉质渣中营养非常丰富，富含淀粉、膳食纤维(维生素、半纤维素)和果胶等。其中膳食纤维作为第七大营养素，对人体健康具有非常多的作用，例如可以延缓饥饿从而起到减肥的作用，降低胆固醇预防心血管疾病的作用等。目前，食品研究和加工领域大多是通过物理、化学等方法来提高可溶性膳食纤维。例如何玉凤，张侠等(《食品与发酵工业》,2010(11):189-193)采用l-抗坏血酸结合六偏磷酸钠浸提法制备马铃薯渣水溶性膳食纤维，水溶性膳食纤维的最高产率可达43.4％。
淀粉类物质作为红曲霉的发酵培养基，产生红色素，红色素可以作为天然的食品添加剂和护色剂，具有天然防腐作用、并且改善了食品色泽，且无毒无害。利用淀粉质渣进行发酵，可以为企业带来更多效益，解决淀粉质渣难以利用，浪费资源，污染环境的难题。如何获得被人们所接受的淀粉质渣食品，是本领域极有意义的研究课题。
技术实现要素：
针对本领域存在的不足之处，本发明的目的是提出一种利用淀粉质渣生产红色素和可溶性膳食纤维的方法。
实现本发明上述目的的技术方案为：
一种利用淀粉质渣生产红色素和可溶性膳食纤维的方法，包括步骤：
(1)菌种活化：将斜面保存的产红色素的红曲霉菌种接种至灭菌过的pda培养基(固体)中，在27～30℃温度下培养3-5天，得活化菌种；
(2)种子液的制备：将步骤(1)中的活化菌种接种至灭菌过的液体pda培养基中，接种量为0.02％～0.04％(体积比)，置于27～30℃摇床培养4～6天，得种子液；
(3)发酵：将步骤(2)中制备好的种子液接种至经过处理的淀粉质渣中，置于摇床中培养，得淀粉质渣发酵液。
其中，pda培养基的配方为：马铃薯100克，葡萄糖10克，琼脂15克，自来水1000毫升。pda液体培养基的配方为：马铃薯100克，葡萄糖10克，自来水1000毫升。按照现有技术的方法制成固体或液体培养基。
其中，所述的淀粉质渣为地瓜渣、马铃薯渣、红薯渣中的一种或多种，是加工淀粉后剩余的固体渣。
其中，所述的淀粉质渣过筛目数为70～90目。
其中，所述的步骤(3)中淀粉质渣的处理方式为：淀粉质渣加入水，淀粉质渣和水的质量比为1:1.3～1:1.5，然后高温蒸煮，蒸煮温度为110℃；蒸煮时间为12～20min。
进一步地，在淀粉质渣中添加葡萄糖后蒸煮，葡萄糖的添加量为淀粉质渣质量的5％～7％。
经过步骤(2)制得种子液的浓度为1×106～1×107cfu/ml。
其中，所述的步骤(3)中接种量为4％～6％。
其中，所述的步骤(3)中发酵温度为28～29℃；发酵时间为5～7天。
进一步地，将步骤(3)得到的淀粉质渣发酵液经干燥处理后，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纤维的面制品；或直接加入到杀菌奶中制为发酵乳制品的发酵液，做成富含膳食纤维的发酵乳饮料。
本发明的有益效果在于：
本发明利用产红色素的红曲霉作为发酵菌种来发酵大量废弃的淀粉质渣，与未发酵淀粉质渣相比，既产生了红色素又提高了其可溶性膳食纤维的含量。产生的红色素可以提高淀粉质渣在加工成的食品的色泽，延长食品的保质期，增加食品的诱惑力，可溶性膳食纤维含量的增加，增加了淀粉质渣的营养功能，在加工成的食品中对人体健康具有重要的作用，预防肥胖，降低胆固醇预防心血管疾病的发生，可以被消费者所喜爱，增加食品企业的竞争力。
本发明利用红曲霉对淀粉质渣进行发酵增加了淀粉质渣的营养价值，红色素的增加，还可以改善淀粉质渣的色泽，可溶性膳食纤维含量的增加可以有效预防人体高血压、心脏病等心血管疾病，发酵条件温和，操作简单，成本低，有利于食品企业开发利用到食品中去，可以减少淀粉质渣的废弃浪费，起到保护资源节约环境的作用。
具体实施方式
以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
使用的红曲霉菌(monascus.anka)菌株购自中国普通微生物菌种保藏管理中心(cgmcc)，保藏号3.4811。
实施例中，如无特殊说明，所使用的方法均为本领域常规的方法。试验例
本实施例采用的淀粉质渣为生产淀粉后剩余的地瓜渣(豆薯，豆科豆薯属、草藤本植物)，用豆浆机打碎、过滤后其含水量为85％，过70目筛备用。
(1)菌种活化：将斜面保存的产红色素的红曲霉菌种接种至灭菌过的pda培养基中，在29℃温度下培养3天，得活化菌种；
(2)种子液的制备：将步骤(1)中的活化菌种接种至灭菌过的液体pda培养基中，接种量为0.02％(体积比)，置于29℃温度下摇床培养4天，得种子液；
(3)发酵：淀粉质渣加入水和葡萄糖，110℃蒸煮15min，按淀粉质渣的质量计，葡萄糖添加量为5％。
将步骤(2)中制备好的种子液接种至经过处理的淀粉质渣中，接种量为4％；置于28℃摇床中。
步骤(3)中，水与淀粉质渣质量比1：1时，发酵阶段不能看到红色产生。经试验比较，水与淀粉质渣质量比(1.3～1.5)：1可达到较好效果。
水与淀粉质渣质量比1.4：1进行发酵，在前两天发酵液没有颜色变化，从第3～4天开始有红色出现，发酵时间超过7天时，发酵液颜色发红黑色，此时的发酵液色泽不利于后期应用。因此确定发酵5～7天为宜。
实施例1
本实施例采用的淀粉质渣为生产淀粉后剩余的地瓜渣，用豆浆机打碎、过滤后其含水量为85％，可溶性膳食纤维含量为0.0173g/g，过70目筛备用。
(1)菌种活化：将斜面保存的产红色素的红曲霉菌种接种至灭菌过的pda培养基中，在29℃温度下培养3天，得活化菌种；
(2)种子液的制备：将步骤(1)中的活化菌种接种至灭菌过的液体pda培养基中，接种量为0.02％，置于29℃摇床培养4天，得种子液，浓度为6×106cfu/ml。
(3)发酵：淀粉质渣加入水和葡萄糖，淀粉质渣与水质量比为1:1.3，葡萄糖添加量为5％，然后110℃蒸煮15min。
将步骤(2)中制备好的种子液接种至蒸煮后的淀粉质渣中，接种量为4％；置于28℃摇床培养5天，得淀粉质渣发酵液。
用酶重量法(gb5009.88-2014)测得淀粉质渣中可溶性膳食纤维含量为0.0173g/g，本发明利用红曲霉对淀粉质渣进行发酵，提高了淀粉质渣可溶性膳食纤维的量，所得淀粉质渣发酵液中可溶性膳食纤维含量为0.0250g/g，提高了45％。
得到的淀粉质渣发酵液离心后以70％乙醇作参比溶液，在505nm下用分光光度计测吸光度，经计算色价为3.44u/ml，改善了淀粉质渣的色泽，有利于淀粉质渣运用到食品中去。
发酵液的处理与利用：将步骤(3)得到的淀粉质渣发酵液干燥，按照体积比1：2添加到面粉中，做成富含可溶性膳食纤维的面制品。
将步骤(3)得到的淀粉质渣发酵液直接用来做发酵乳制品的发酵液，按照体积比1：5加入到牛奶中，发酵后得到富含膳食纤维的发酵乳饮料。
实施例2：
本实施例采用的淀粉质渣为生产淀粉后剩余的地瓜渣，其含水量为86％，过80目筛备用。
(1)菌种活化：将斜面保存的产红色素的红曲霉菌种接种至灭菌过的pda培养基中，在29℃培养3天，得活化菌种；
(2)种子液的制备：将步骤(1)中的活化菌种接种至灭菌过的液体pda培养基中，接种量为0.02％，置于29℃摇床培养4天，得种子液；
(3)发酵：淀粉质渣加入水和葡萄糖，淀粉质渣与水质量比为1:1.4，葡萄糖添加量为6％，然后110℃蒸煮15min；
将步骤(2)中制备好的浓度为5×106cfu/ml的种子液接种至蒸煮后淀粉质渣中，接种量为5％，置于28.5℃温度下摇床培养6天，得淀粉质渣发酵液；
用酶重量法(gb5009.88-2014)测得淀粉质渣中可溶性膳食纤维含量为0.0247g/g，用红曲霉对淀粉质渣进行发酵所得淀粉质渣发酵液中可溶性膳食纤维含量为0.0363g/g，提高了47％。
得到的淀粉质渣发酵液离心后以70％乙醇作参比溶液，在505nm下用分光光度计测吸光度，经计算色价为3.84u/ml，改善了淀粉质渣的色泽，有利于淀粉质渣运用到食品中去。
发酵液的处理与利用：将步骤(3)中得到的淀粉质渣发酵液干燥处理后添加到面粉中，做成富含可溶性膳食纤维的面制品；或直接用来做发酵乳制品的发酵液，得到富含膳食纤维的发酵乳饮料。
实施例3：
本实施例采用的淀粉质渣为生产淀粉后剩余的马铃薯渣，其含水量为87％，过90目筛备用。
(1)菌种活化：将斜面保存的产红色素的红曲霉菌种接种至灭菌过的pda培养基中，在29℃培养3天，得活化菌种；
(2)种子液的制备：将步骤(1)中的活化菌种接种至灭菌过的液体pda培养基中，接种量为0.02％，置于29℃摇床培养4天，得种子液；
(3)发酵：淀粉质渣加入水和葡萄糖，淀粉质渣与水质量比为1:1.5，葡萄糖添加量为6％，然后110℃蒸煮15min，
将步骤(2)中制备好的浓度为1×106cfu/ml的种子液接种至蒸煮后的淀粉质中，接种量为6％，置于29℃温度下，摇床培养7天，得淀粉质渣发酵液。
用酶重量法(gb5009.88-2014)测得淀粉质渣中可溶性膳食纤维含量为0.0204g/g，用红曲霉对淀粉质渣进行发酵所得淀粉质渣发酵液中可溶性膳食纤维含量为0.0302g/g，提高了48％。
得到的淀粉质渣发酵液离心后以70％乙醇作参比溶液，在505nm下用分光光度计测吸光度，经计算色价为3.17u/ml，改善了淀粉质渣的色泽。
发酵液的处理与利用：将步骤(3)中得到的淀粉质渣发酵液干燥处理后添加到面粉中，做成富含可溶性膳食纤维的面制品或直接用来做发酵乳制品的发酵液，得到富含膳食纤维的发酵乳饮料。
虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施方案对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。