本發(fā)明涉及輕工產(chǎn)品技術領域，特別涉及一種耐高溫聚乳酸基香菇菌棒免割保水膜及其制備方法。
背景技術：
目前，常規(guī)的袋裝香菇栽培法就是使用普通的聚乙烯樹脂塑料薄膜袋直接裝料，在出菇的過程中，當菌棒出現(xiàn)菇蕾，由于聚乙烯樹脂塑料薄膜袋韌性較強，需大量人力將包覆菌棒的塑料袋進行手工割口，菇蕾才能沖破阻力，鉆出袋子長成香菇。但是該工序費工費時，不僅會造成食用菌畸形，容易造成細菌及其它雜菌感染，且種植結(jié)束后廢棄的塑料袋還會產(chǎn)生白色污染，帶來環(huán)境問題。
淀粉作為一種國內(nèi)外研究開發(fā)較多的環(huán)保型成膜材料，但因其成膜強度較低，應用受到限制，樊燕鴿、熊漢國等人在其《磷酸酯多孔淀粉的制備及其在生物降解塑料膜中的應用》一文中，先制備出相對于原淀粉表面積增大的多孔淀粉,再采用干法工藝得到較高取代度的磷酸酯淀粉，然后將改性淀粉與PVA共混，通過單螺桿擠出機擠出造粒、模壓成型等工藝制備可完全生物降解塑料，得到的生物降解膜力學性能得到改善，生物降解性也有所提高。
為節(jié)省勞動力、減少畸形菇，近年來出現(xiàn)了用免割袋種植。聚乳酸是一種以可再生的植物資源為原料經(jīng)過化學合成制備的生物降解高分子，它在土壤和水中能被微生物完全降解成CO2和H2O，無毒無污染，對人體無害，具有良好的生物可降解性。另外聚乳酸性脆，與常規(guī)的聚乙烯樹脂塑料相比其彈性與柔韌性較低，因此本發(fā)明使用聚乳酸為基礎成膜劑，與淀粉、蒙脫土復配制得一種免割保水膜，香菇能直接憑借自身的生長力鉆出，避免了畸形菌的產(chǎn)生，極大地提高了香菇的形狀品質(zhì)。
技術實現(xiàn)要素：
針對現(xiàn)有技術的不足，本發(fā)明提供一種耐高溫聚乳酸基香菇菌棒免割保水膜及其制備方法。
一種耐高溫聚乳酸基香菇菌棒免割保水膜，由以下重量份的原料組成: 聚乳酸64-83份，淀粉32-40份，蒸餾水適量，鈉基蒙脫土16-22份，三聚磷酸鈉5-11份，尿素2-7份，甘氨酸-鹽酸緩沖液適量，二氯甲烷適量，甘油1-3份，丙三醇1-2份，檸檬酸三乙酯2-5份，酒石酸0.5-1份，硅灰石1-2份，無水乙醇適量。
具體步驟如下：
（1）淀粉/蒙脫土復配凝膠顆粒的制備：
將淀粉放入燒杯中，用10倍的蒸餾水溶解，將燒杯置于集熱式恒溫加熱磁力攪拌器中，調(diào)節(jié)水浴溫度至70-80℃下攪拌糊化30-50分鐘，加入鈉基蒙脫土，強力攪拌20-40分鐘，停止反應，將其置于恒溫鼓風干燥箱中干燥至恒重，用粉碎機粉碎后過80目篩，即得淀粉/蒙脫土復配凝膠顆粒；
（2）生物質(zhì)吸水劑的制備：
①、將三聚磷酸鈉和尿素用蒸餾水溶解，配制成5-10%的混合溶液，用甘氨酸-鹽酸緩沖液調(diào)整溶液的pH至5.5-6.5，即配得磷酸鹽溶液，裝入自制的噴霧器中待用；
②、將步驟（1）淀粉/蒙脫土復配凝膠顆粒放入捏合機中，將上述配制好的磷酸鹽溶液，以噴霧的方式加到捏合機中混合均勻，噴完溶液后將混合物靜置2-5小時，使得磷酸鹽和尿素可以充分滲透到凝膠顆粒中，混合物放入40-50℃烘箱中，烘至水分含量15%以下，再升溫至110-130℃反應1-3小時，冷卻至室溫，用循環(huán)水真空泵抽濾2-3次，將所得三聚磷酸鈉交聯(lián)淀粉/蒙脫土混合物置于鼓風干燥箱中45-55℃干燥至恒重，用粉碎機粉碎后過80目篩，即得到三聚磷酸鈉交聯(lián)淀粉/蒙脫土混合生物質(zhì)吸水劑；
（3）將酒石酸溶于無水乙醇中，攪拌溶解，之后加入硅灰石攪拌15-30分鐘至混合均勻，得到改性硅灰石混合液，備用；
（4）包膜液的制備：
在室溫、濕度≤50%的條件下，將步驟（2）生物質(zhì)吸水劑分散在二氯甲烷中，超聲20-40分鐘，加入聚乳酸、檸檬酸三乙酯，以1000-2000r/min攪拌15-30分鐘，再依次加入甘油、丙三醇，用電動攪拌器攪拌 20-40分鐘至充分溶解混合，之后加入步驟（3）改性硅灰石混合液攪拌混合30-50分鐘，得到均勻、穩(wěn)定的粘稠液體狀包膜液；
（5）流延成膜：將上述包膜液倒出，流平成膜，并在室溫下干燥2-4天，形成一層香菇菌棒免割保水膜。
其中，所述的甘氨酸-鹽酸緩沖液pH 值為2.2，配置方法為將50升0.2 mol/L甘氨酸加入44升0.2 mol/L 鹽酸混合完全，再加水稀釋至200升。
與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點：
（1）本發(fā)明使用聚乳酸為基礎成膜劑，與淀粉、蒙脫土復配形成可生物降解的生物質(zhì)保水膜，此膜與常規(guī)的聚乙烯樹脂塑料相比其彈性與柔韌性較低，出菇時不需人工割口，香菇能直接憑借自身的生長力頂破保水膜，消除了對菇體的刀割傷害和在栽培袋上割口不規(guī)則等造成的物理傷害，讓菇體自然生長，能有效避免子實體畸形，極大地提高了香菇的形狀品質(zhì)，減少勞動力，另外本發(fā)明保水膜可完全生物降解，可有效地減少白色污染，生產(chǎn)出綠色安全的產(chǎn)品。
（2）本發(fā)明中使用淀粉與鈉基膨潤土混合形成含有多個羥基含量的透明凝膠，之后與持水劑三聚磷酸鈉進行酯化反應，減少了體系的羥基數(shù)，淀粉分子間原有的氫鍵受到破壞，從而提高了淀粉的成膜強度，形成具有一定彈性的三聚磷酸鈉交聯(lián)淀粉/膨潤土混合生物質(zhì)吸水劑，添加至本發(fā)明免割吸水膜中，具有良好的保水性，可以有效抑制菌棒中的水分蒸發(fā)，能有效保持內(nèi)部水分和透氣性，防止營養(yǎng)物質(zhì)流失。
（3）本發(fā)明中添加檸檬酸三乙酯提高聚乳酸材料的柔韌性，同時加入酒石酸改性硅灰石以限制聚乳酸分子鏈的運動，提高聚乳酸的熱變形溫度及高溫穩(wěn)定性，從而使得本發(fā)明耐高溫的香菇菌棒免割保水膜的熱變形溫度可高達136℃，避免在滅菌期間造成保水膜的變形。
具體實施方式
一種耐高溫聚乳酸基香菇菌棒免割保水膜，由以下重量份的原料組成: 聚乳酸72份，淀粉36份，蒸餾水適量，鈉基蒙脫土19份，三聚磷酸鈉8份，尿素5份，甘氨酸-鹽酸緩沖液適量，二氯甲烷適量，甘油2份，丙三醇2份，檸檬酸三乙酯4份，酒石酸0.8份，硅灰石1.5份，無水乙醇適量。
具體步驟如下：
（1）淀粉/蒙脫土復配凝膠顆粒的制備：
將淀粉放入燒杯中，用10倍的蒸餾水溶解，將燒杯置于集熱式恒溫加熱磁力攪拌器中，調(diào)節(jié)水浴溫度至75℃下攪拌糊化40分鐘，加入鈉基蒙脫土，強力攪拌30分鐘，停止反應，將其置于恒溫鼓風干燥箱中干燥至恒重，用粉碎機粉碎后過80目篩，即得淀粉/蒙脫土復配凝膠顆粒；
（2）生物質(zhì)吸水劑的制備：
①、將三聚磷酸鈉和尿素用蒸餾水溶解，配制成8%的混合溶液，用甘氨酸-鹽酸緩沖液調(diào)整溶液的pH至6，即配得磷酸鹽溶液，裝入自制的噴霧器中待用；
②、將步驟（1）淀粉/蒙脫土復配凝膠顆粒放入捏合機中，將上述配制好的磷酸鹽溶液，以噴霧的方式加到捏合機中混合均勻，噴完溶液后將混合物靜置4小時，使得磷酸鹽和尿素可以充分滲透到凝膠顆粒中，混合物放入45℃烘箱中，烘至水分含量15%以下，再升溫至120℃反應2小時，冷卻至室溫，用循環(huán)水真空泵抽濾3次，將所得三聚磷酸鈉交聯(lián)淀粉/蒙脫土混合物置于鼓風干燥箱中50℃干燥至恒重，用粉碎機粉碎后過80目篩，即得到三聚磷酸鈉交聯(lián)淀粉/蒙脫土混合生物質(zhì)吸水劑；
（3）將酒石酸溶于無水乙醇中，攪拌溶解，之后加入硅灰石攪拌20分鐘至混合均勻，得到改性硅灰石混合液，備用；
（4）包膜液的制備：
在室溫、濕度≤50%的條件下，將步驟（2）生物質(zhì)吸水劑分散在二氯甲烷中，超聲30分鐘，加入聚乳酸，以1800r/min攪拌25分鐘，再依次加入甘油、丙三醇，用電動攪拌器攪拌 30分鐘至充分溶解混合，之后加入步驟（3）改性硅灰石混合液攪拌混合40分鐘，得到均勻、穩(wěn)定的粘稠液體狀包膜液；
（5）流延成膜：將上述包膜液倒出，流平成膜，并在室溫下干燥3天，形成一層香菇菌棒免割保水膜。
其中，所述的甘氨酸-鹽酸緩沖液pH 值為2.2，配置方法為將50升0.2 mol/L甘氨酸加入44升0.2 mol/L 鹽酸混合完全，再加水稀釋至200升。
按照具體實施例制備的免割保水膜，對其進行性能測試，結(jié)果如下：
生物降解性：保水膜經(jīng)過土埋30 天后失重率達38.4%，與塑料膜接近0的失重率相比，該膜具有良好的可生物降解性能。
透氣性：84cm/s，水蒸氣透過率：287g/(d·m2)。