本發明涉及輕工產品技術領域，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，且種植結束后廢棄的塑料袋還會產生白色污染，帶來環境問題。
淀粉作為一種國內外研究開發較多的環保型成膜材料，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。
為節省勞動力、減少畸形菇，近年來出現了用免割袋種植。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，與常規的聚乙烯樹脂塑料相比其彈性與柔韌性較低，因此本發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，避免了畸形菌的產生，極大地提高了香菇的形狀品質。
技術實現要素：
針對現有技術的不足，本發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，調節水浴溫度至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，用循環水真空泵抽濾2-3次，將所得三聚磷酸鈉交聯淀粉/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淀粉/蒙脫土混合生物質吸水劑；
（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。
與現有技術相比，本發明具有以下優點：
（1）本發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保水膜，此膜與常規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，減少勞動力，另外本發明保水膜可完全生物降解，可有效地減少白色污染，生產出綠色安全的產品。
（2）本發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，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淀粉/膨潤土混合生物質吸水劑，添加至本發明免割吸水膜中，具有良好的保水性，可以有效抑制菌棒中的水分蒸發，能有效保持內部水分和透氣性，防止營養物質流失。
（3）本發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定性，從而使得本發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，調節水浴溫度至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，用循環水真空泵抽濾3次，將所得三聚磷酸鈉交聯淀粉/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淀粉/蒙脫土混合生物質吸水劑；
（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，結果如下：
生物降解性：保水膜經過土埋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)。