本發(fā)明屬于環(huán)境友好型生物質(zhì)包裝材料技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種以玉米秸稈為主料的真菌基生物質(zhì)包裝材料及其制備方法。

背景技術(shù)：

進(jìn)入21世紀(jì)，隨著全球經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，全球每年用于包裝材料上的消費(fèi)就超過8000億美元。可見，包裝已成為商品銷售和世界貿(mào)易往來不可缺少的重要部分。據(jù)有關(guān)部門統(tǒng)計(jì)，從2011年到2015年，我國(guó)的包裝工業(yè)總產(chǎn)值達(dá)到6000億元，現(xiàn)在每年還以6％的平均速度增長(zhǎng)，成為繼美國(guó)之后的第二大包裝工業(yè)大國(guó)。現(xiàn)階段，我國(guó)使用較多包裝材料主要是聚苯乙烯(EPS)或聚乙烯發(fā)泡棉(EPE)等合成材料，這類包裝材料使用丟棄后難以降解，長(zhǎng)期使用必會(huì)對(duì)環(huán)境造成不利的影響；同時(shí)，這類包裝材料在生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的廢水、廢氣也會(huì)對(duì)環(huán)境造成危害。因此，尋找一種可以代替聚苯乙烯(EPS)或聚乙烯發(fā)泡棉(EPE)等合成材料的緩沖材料勢(shì)在必行。

玉米是我國(guó)第一糧食作物，2014年產(chǎn)玉米秸稈產(chǎn)量達(dá)2.8億噸，玉米秸稈營(yíng)養(yǎng)豐富，含有31％-40％纖維素，35％-48％半纖維素，15％-25％木質(zhì)素。目前玉米秸稈主要被用于人造板、秸稈飼料、食用菌種植、能源化利用以及粉碎還田等方面。發(fā)明專利(94116536.1)公開了玉米秸稈包裝制品及其制備方法，發(fā)明主要以玉米秸稈中的髓為原料，經(jīng)破碎、漂白、分選、鋪裝后，直接在模具中熱壓成型，然后再經(jīng)脫模、表面處理及切割處理后而制作。但采用該方法制作的產(chǎn)品的步驟繁瑣，不利于規(guī)模化生產(chǎn)；同時(shí)，制作出來的產(chǎn)品的物理性能適中，只適用于一些重量較輕產(chǎn)品的包裝。國(guó)內(nèi)外，已有研究者以玉米秸稈和淀粉為原料來制作環(huán)保型包裝材料，但是制作出來的產(chǎn)品容易脆，性能較差，局限性較大。

我國(guó)有著豐富的真菌資源，其中已知的可食用真菌資源約占全世界總量的50％左右，許多真菌具有原料利用范圍廣，菌絲體發(fā)達(dá)、菌絲體扭結(jié)能力強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn)。加之食用真菌菌絲細(xì)胞壁由幾丁質(zhì)或纖維素組成，內(nèi)部含有大量真菌多糖，膠結(jié)效果好。因此，篩選高效利用纖維素和木質(zhì)素轉(zhuǎn)化能力強(qiáng)的特定真菌，利用玉米秸稈開發(fā)新型環(huán)境友好型生物質(zhì)包裝材料，既可實(shí)現(xiàn)秸稈資源循環(huán)高效利用，又可促進(jìn)我國(guó)環(huán)保產(chǎn)業(yè)水平的提升。

目前，國(guó)內(nèi)外已有利用微生物菌種制備包裝材料的報(bào)道，但仍有許多的不足的地方。如：發(fā)明專利(CN104025909A)一種接種食用菌菌種培養(yǎng)可降解包裝材料的方法，其制作的包裝材料的彈性和防水性能較差；發(fā)明專利(CN106148199A)一種利用大型真菌菌絲體制備可降解緩沖材料的方法、發(fā)明專利(CN105660176A)一種生物基菌絲材料的生產(chǎn)工藝以及發(fā)明專利(CN104401585A)一種采用農(nóng)廢棄物制備緩沖包裝材料的方法等制備材料的外觀成型差，緩沖性能和力學(xué)性能較差，且在制備的過程中由于采用液體菌種接種，容易造成雜菌污染。

因此，本發(fā)明針對(duì)以上不足，提出一種以玉米秸稈為主料的真菌基生物質(zhì)包裝材料及其制備方法，利用菌絲體發(fā)達(dá)、菌絲體扭結(jié)能力強(qiáng)的微生物菌種制備緩沖性能好、強(qiáng)度佳、質(zhì)輕、外觀成型好、抗霉防水性好的生物質(zhì)包裝材料。

綜上所述，目前我國(guó)玉米秸稈資源過剩、浪費(fèi)資源嚴(yán)重。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種以玉米秸稈為主料的真菌基生物質(zhì)包裝材料及其制備方法，旨在解決目前我國(guó)玉米秸稈資源過剩、浪費(fèi)資源嚴(yán)重等問題。

本發(fā)明是這樣實(shí)現(xiàn)的，一種以玉米秸稈為主料的真菌基生物質(zhì)包裝材料，所述以玉米秸稈為主料的真菌基生物質(zhì)包裝材料按照質(zhì)量份數(shù)由65份-85份玉米秸稈、5份-15份棕櫚絲和10份-20份的生物質(zhì)包裝材料添加劑組成；所述生物質(zhì)包裝材料添加劑按質(zhì)量份數(shù)由60份米糠、8份玉米粉、8份大豆粉、6份面粉、10份生石灰和8份石膏粉組成。

本發(fā)明另一目的在于提供一種以玉米秸稈為主料的真菌基生物質(zhì)包裝材料的制備方法，包括以下步驟：

(1)培養(yǎng)料的準(zhǔn)備：將65份-85份玉米秸稈、5份-15份棕櫚絲、10份-20份的生物質(zhì)包裝材料添加劑混合均勻；向培養(yǎng)料中添加自來水，混勻，調(diào)控培養(yǎng)原料中的含水量，然后裝入滅菌袋，于隧道式微波滅菌設(shè)備上滅菌；

(2)菌種預(yù)培養(yǎng)：將固體微生物菌種按培養(yǎng)料濕重的15％w/w-20％w/w接種于冷卻至室溫的菌袋中，混勻，扎袋，放置于黑暗培養(yǎng)室中培養(yǎng)，直至材料上長(zhǎng)滿菌絲體；

(3)填模培養(yǎng)：將長(zhǎng)滿菌絲體的材料填入已消毒的專用包裝模具中，壓實(shí)密封后放置于黑暗無菌室中培養(yǎng)；

(4)樣品干燥：待模具中的材料上重新長(zhǎng)滿厚厚一層菌絲后，將樣品從模具內(nèi)取出干燥，即得到以玉米秸稈為主料的真菌基生物質(zhì)包裝材料。

進(jìn)一步，所述步驟(1)中，玉米秸稈為經(jīng)過脫瓤處理后的玉米秸稈，長(zhǎng)度為5mm-30mm，其中，長(zhǎng)度為5mm-10mm、10mm-17mm、17mm-30mm規(guī)格的玉米秸稈所占的質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別為65％、17％、18％；棕櫚絲的長(zhǎng)度為20mm-40mm，其中，長(zhǎng)度為20mm-30mm、30mm-40mm規(guī)格的棕櫚絲所占的質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別為78％、22％；玉米秸稈和棕櫚絲要求新鮮、無霉變，且含水量均小于10％。

進(jìn)一步，所述步驟(1)中，向培養(yǎng)料中添加物料干重的1.0倍-1.25倍的自來水，充分混勻；調(diào)控培養(yǎng)原料中的含水量為55％-60％。

進(jìn)一步，所述步驟(1)中，于隧道式微波滅菌設(shè)備上滅菌10分鐘-20分鐘。

進(jìn)一步，所述步驟(2)中，放置于溫度25℃-30℃、環(huán)境相對(duì)濕度60％-70％、通風(fēng)良好的黑暗培養(yǎng)室中培養(yǎng)7天-11天。

進(jìn)一步，所述步驟(3)中，壓實(shí)密封后放置于溫度20℃-26℃，濕度為50％-70％，二氧化碳濃度為6000PPM-11000PPM的黑暗無菌室中培養(yǎng)4天-6天。

進(jìn)一步，所述步驟(4)中，將樣品從模具內(nèi)取出于60℃-80℃條件下干燥至樣品的含水量低于15％，即得以玉米秸稈為主料的真菌基生物質(zhì)包裝材料。

本發(fā)明另一目的在于提供一種利用上述以玉米秸稈為主料的真菌基生物質(zhì)包裝材料制備的抗霉防水包裝材料。

本發(fā)明制作過程只需將處理后的材料進(jìn)行滅菌、接種預(yù)培養(yǎng)、填模培養(yǎng)、干燥，整個(gè)過程無任何石油消耗，生產(chǎn)成本、能耗、排放量較聚苯乙烯等復(fù)合材料降低，使用后的材料在大自然中90-120天內(nèi)全部降解為有機(jī)肥；具有配方簡(jiǎn)單、生態(tài)環(huán)保、質(zhì)輕軟、制作工藝簡(jiǎn)單、降解性好、有較高的沖擊強(qiáng)度、較佳的壓縮強(qiáng)度和彎曲強(qiáng)度的優(yōu)點(diǎn)。

接種的真菌菌種具有菌絲體發(fā)達(dá)、扭結(jié)能力強(qiáng)、原料利用范圍廣的特點(diǎn)。

本發(fā)明的生物質(zhì)包裝材料添加劑使用前，按比例稱取各組分于攪拌機(jī)內(nèi)混合均勻。

添加生物質(zhì)包裝材料添加劑后，菌絲長(zhǎng)勢(shì)旺盛，菌絲體與材料之間結(jié)合更加緊密、牢固，形成一種自我支撐的復(fù)合材料，該材料的緩沖性能好，強(qiáng)度好。

附圖說明

圖1是本發(fā)明實(shí)施例提供的以玉米秸稈為主料的真菌基生物質(zhì)包裝材料的制備方法流程圖。

具體實(shí)施方式

為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。

本發(fā)明實(shí)施例提供的以玉米秸稈為主料的真菌基生物質(zhì)包裝材料，所述以玉米秸稈為主料的真菌基生物質(zhì)包裝材料按照質(zhì)量份數(shù)由65份-85份玉米秸稈、5份-15份棕櫚絲和10份-20份的生物質(zhì)包裝材料添加劑組成；所述生物質(zhì)包裝材料添加劑按質(zhì)量份數(shù)由60份米糠、8份玉米粉、8份大豆粉、6份面粉、10份生石灰和8份石膏粉組成。

下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的應(yīng)用原理作詳細(xì)描述。

如圖1所示，本發(fā)明實(shí)施例提供的以玉米秸稈為主料的真菌基生物質(zhì)包裝材料的制備方法，包括以下步驟：

S101：培養(yǎng)料的準(zhǔn)備：將65份-85份玉米秸稈、5份-15份棕櫚絲、10份-20份的生物質(zhì)包裝材料添加劑混合均勻；向培養(yǎng)料中添加物料干重的1.0倍-1.25倍自來水，混勻，調(diào)控培養(yǎng)原料中的含水量為55％-60％，然后裝入滅菌袋，于隧道式微波滅菌設(shè)備上滅菌10分鐘-20分鐘。

S102：菌種預(yù)培養(yǎng)：將固體微生物菌種按培養(yǎng)料濕重的15％-20％(w/w)接種于冷卻至室溫的菌袋中，混勻，扎袋，放置于溫度25℃-30℃、環(huán)境相對(duì)濕度60％-70％、通風(fēng)良好的黑暗培養(yǎng)室中培養(yǎng)7天-11天，直至材料上長(zhǎng)滿菌絲體。

S103：填模培養(yǎng)：將長(zhǎng)滿菌絲體的材料填入已消毒的專用包裝模具中，壓實(shí)密封后放置于溫度20℃-26℃，濕度為50％-70％，二氧化碳濃度為6000PPM-11000PPM的黑暗無菌室中培養(yǎng)4天-6天。

S104：樣品干燥：待模具中的材料上重新長(zhǎng)滿厚厚一層菌絲后，將樣品從模具內(nèi)取出于40℃-60℃條件下干燥至樣品的含水量低于15％，即可得到以玉米秸稈為主料的真菌基生物質(zhì)包裝材料。

玉米秸稈是經(jīng)過脫瓤處理后的玉米秸稈，直徑為5mm-30mm，其中，長(zhǎng)度為5mm-10mm，10mm-17mm，17mm-30mm規(guī)格玉米秸稈所占的質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別為65％，17％，18％。棕櫚絲的長(zhǎng)度為20mm-40mm，其中，長(zhǎng)度為20mm-30mm，30mm-40mm規(guī)格的棕櫚絲所占的質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別為78％，22％；玉米秸稈和棕櫚絲要求新鮮、無霉變，且含水量小于10％。

下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的應(yīng)用原理作進(jìn)一步的描述。

實(shí)施例1

本發(fā)明實(shí)施例提供的以玉米秸稈為主料的真菌基生物質(zhì)包裝材料的制備方法，具體步驟為：

(1)培養(yǎng)料的準(zhǔn)備：將70份的玉米秸稈、15份棕櫚絲、15份生物質(zhì)包裝材料添加劑混合均勻；向培養(yǎng)料中添加物料干重的1.25倍自來水，混勻，調(diào)控培養(yǎng)原料中的含水量為60％，然后裝入滅菌袋，于隧道式微波滅菌設(shè)備上滅菌12分鐘。

玉米秸稈是經(jīng)過脫瓤處理后的玉米秸稈，直徑為5-30mm，其中，長(zhǎng)度為5-10mm，10-17mm，17-30mm規(guī)格玉米秸稈所占的質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別為65％，17％，18％。棕櫚絲的長(zhǎng)度為20-40mm，其中，長(zhǎng)度為20-30mm，30-40mm規(guī)格的棕櫚絲所占的質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別為78％，22％；玉米秸稈和棕櫚絲要求新鮮、無霉變，且含水量小于10％。

(2)菌種預(yù)培養(yǎng)：將固體微生物菌種按培養(yǎng)料濕重的20％(w/w)接種于冷卻至室溫的菌袋中，混勻，扎袋，放置于溫度26℃、環(huán)境相對(duì)濕度65％、通風(fēng)良好的黑暗培養(yǎng)室中培養(yǎng)11天，直至材料上長(zhǎng)滿菌絲體。

接種的真菌菌種具有菌絲體發(fā)達(dá)、扭結(jié)能力強(qiáng)、原料利用范圍廣的特點(diǎn)。

(3)填模培養(yǎng)：將長(zhǎng)滿菌絲體的材料填入已消毒的專用包裝模具中，壓實(shí)密封后放置于溫度25℃，濕度為60％，二氧化碳濃度為6000PPM-11000PPM的黑暗無菌室中培養(yǎng)5天。

(4)樣品干燥：待模具中的材料上重新長(zhǎng)滿厚厚一層菌絲后，將樣品從模具內(nèi)取出于50℃條件下干燥至樣品的含水量低于15％，即可得到以玉米秸稈為主料的真菌基生物質(zhì)包裝材料。

(5)產(chǎn)品性能：將干燥后的樣品送華測(cè)檢測(cè)認(rèn)證集團(tuán)股份有限公司檢測(cè)，分別參照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 8813-2008和GB/T 8812-2007對(duì)產(chǎn)品的壓縮強(qiáng)度和彎曲強(qiáng)度進(jìn)行測(cè)定，壓縮強(qiáng)度為162.32kPa，彎曲強(qiáng)度為168.45kPa。

實(shí)施例2

本發(fā)明實(shí)施例提供的以玉米秸稈為主料的真菌基生物質(zhì)包裝材料的制備方法，具體步驟為：

(1)培養(yǎng)料的準(zhǔn)備：將83份的玉米秸稈、8份棕櫚絲、9份生物質(zhì)包裝材料添加劑混合均勻；向培養(yǎng)料中添加物料干重的1.0倍自來水，混勻，調(diào)控培養(yǎng)原料中的含水量為55％，然后裝入滅菌袋，于隧道式微波滅菌設(shè)備上滅菌12分鐘。

玉米秸稈是經(jīng)過脫瓤處理后的玉米秸稈，直徑為5-30mm，其中，長(zhǎng)度為5-10mm，10-17mm，17-30mm規(guī)格玉米秸稈所占的質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別為65％，17％，18％。棕櫚絲的長(zhǎng)度為20-40mm，其中，長(zhǎng)度為20-30mm，30-40mm規(guī)格的棕櫚絲所占的質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別為78％，22％；玉米秸稈和棕櫚絲要求新鮮、無霉變，且含水量小于10％。

(2)菌種預(yù)培養(yǎng)：將固體微生物菌種按培養(yǎng)料濕重的20％(w/w)接種于冷卻至室溫的菌袋中，混勻，扎袋，放置于溫度28℃、環(huán)境相對(duì)濕度65％、通風(fēng)良好的黑暗培養(yǎng)室中培養(yǎng)10天，直至材料上長(zhǎng)滿菌絲體。

接種的真菌菌種具有菌絲體發(fā)達(dá)、扭結(jié)能力強(qiáng)、原料利用范圍廣的特點(diǎn)。

(3)填模培養(yǎng)：將長(zhǎng)滿菌絲體的材料填入已消毒的專用包裝模具中，壓實(shí)密封后放置于溫度25℃，濕度為65％，二氧化碳濃度為6000PPM-11000PPM的黑暗無菌室中培養(yǎng)5天。

(4)樣品干燥：待模具中的材料上重新長(zhǎng)滿厚厚一層菌絲后，將樣品從模具內(nèi)取出于60℃條件下干燥至樣品的含水量低于15％，即可得到以玉米秸稈為主料的真菌基生物質(zhì)包裝材料。

(5)產(chǎn)品性能：將干燥后的樣品送華測(cè)檢測(cè)認(rèn)證集團(tuán)股份有限公司檢測(cè)，分別參照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 8813-2008和GB/T 8812-2007對(duì)產(chǎn)品的壓縮強(qiáng)度和彎曲強(qiáng)度進(jìn)行測(cè)定，壓縮強(qiáng)度為180.05kPa，彎曲強(qiáng)度為148.33kPa。

以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。