本发明属于口罩技术领域，具体涉及一种生物活性口罩，尤其是一种具有抗菌防雾霾净化空气的生物活性口罩。
背景技术：
在2012年联合国环境规划署公布的《全球环境展望5》指出，每年有近200万的过早死亡病例与颗粒物污染有关，《美国国家科学院院刊》(pnas)也发表了研究报告，认为人类的平均寿命因为空气污染很可能已经缩短了5年半。
美国北卡罗来纳大学研究人员在《环境研究通讯》发布研究报告称，每年全球因空气污染而死亡的人数约为210万，死亡原因主要是大气中pm2.5等悬浮颗粒物浓度上升，对人体肺部造成损害。在中国大部分，特别是工业集中的华北地区，pm2.5占到了整个空气悬浮颗粒物重量的大半，由细颗粒物造成的灰霾天气对人体健康的危害更甚于沙尘暴，已成为威胁人类生命的隐患之一。
现已证实，颗粒物会对呼吸系统和心血管系统造成伤害，导致哮喘、肺癌、心血管疾病、出生缺陷和过早死亡。粒径10微米以上的颗粒物，会被挡在人的鼻子外面；粒径在2.5微米至10微米之间的颗粒物，能够进入上呼吸道，但部分可通过痰液等排出体外，对人体健康危害相对较小；而粒径2.5微米的细颗粒物(pm2.5)具有较强的穿透力，可能抵达细支气管壁，并干扰肺内的气体交换，引发包括哮喘、支气管炎和心血管病等方面的疾病。这些颗粒还可以通过支气管和肺泡进入血液，并经淋巴或血液循化到达其他组织，加重心血管、肺部及呼吸系统疾病，颗粒中的有害气体、重金属等溶解在血液中，对人体健康的伤害更大，此外，pm2.5还可成为病毒和细菌的载体，成为呼吸道传染病传播的“帮凶”。
口罩，一般可分为空气过滤式口罩和供气式口罩。它是为了人们的健康而设计的，用于阻止一些对人体有害的可见或不可见的物质进行过滤，从而不会给人体来不好的影响。口罩对进入肺部的空气有一定的过滤作用，在呼吸道传染病流行时，在pm2.5等污染的环境中作业时，戴口罩具有非常好的作用。但是目前的口罩仅仅是通过过滤实现对人体的保护，作用效果有限。
技术实现要素：
针对上述问题，本发明提出了一种生物活性口罩，首次将微生物益生菌菌群引入到口罩中，实现了生物除菌、抗菌以及生物过滤的功能。
本发明所述的生物活性口罩包括透气吸水层和普通纺织物层，透气吸水层和普通纺织物层之间设有活性炭纤维生物功能层，所述的活性炭纤维生物功能层由经过生物活性液处理的活性炭纤维布料制得。
所述的生物活性液，以重量百分比计，其原料组成为：橘子皮10％-15％，橙子皮10％-15％，光皮木瓜5％-7％，柚子皮10-15％，柠檬皮3-5％，白麸皮1-3％，尿素1-2％，白砂糖5-7％，益生菌菌种5-10％，余量为水。
其具体的制作过程为：
1)准备活性炭纤维布料；
2)按比例称取生物活性液各原料，备用；
3)将橘子皮，橙子皮，光皮木瓜，柚子皮，柠檬皮粉碎，装袋，得辅料袋i；
4)将白麸皮粉碎，装袋，得辅料袋ii；
5)将蒸煮罐中加入水，将辅料袋i和辅料袋ii加入蒸煮罐中，加热，煮沸60-70min；
6)将煮沸后的辅料袋i、辅料袋ii以及蒸煮液转移至发酵罐，加入余量的水；
7)待发酵罐中蒸煮液温度降至45℃时，向发酵罐中加入白砂糖、尿素，进行空气搅拌30-40min；
8)空气搅拌完毕，向发酵罐中加入益生菌菌种，空气搅拌20-30min；
9)将活性炭纤维布料加入到发酵罐中，温度控制在35-40℃，厌氧发酵24h；
10)常温好氧发酵至ph值达到3.5，发酵结束，取出活性炭纤维布料；
11)将步骤10)获得的活性炭纤维布料冷风吹干，用作口罩的活性炭纤维生物功能层；
12)按照普通的口罩的制作方法，将透气吸水层和普通纺织物层与中间活性炭纤维生物功能层进行缝合，得最终产品。
本发明中所述的各种果皮为芳香性水果皮，可以用于调节生物活性液的香型，令人心旷神怡，果皮中的有机酸成分对致病菌也具有一定的抑制作用。上述的果皮均为新鲜果皮，采用常规技术粉碎后装袋即可。一般粉碎目数为80目，装袋时，每500g装一袋，袋子为医用棉纱布缝制的三层袋。
白麸皮的作用是提供益生菌等微生物生长繁殖所需要的氨基酸、微量元素等成分。为了保证白麸皮能更好的将营养物质释放出来，保证微生物生长所需的营养物质，本发明将其粉碎到80目。
为了杀灭整个系统中的杂菌和致病菌，本发明将辅料袋i和辅料袋ii加入蒸煮罐中，加热，煮沸60-70min；并且通过蒸煮可以将辅料袋i和辅料袋ii中的成分浸提出一部分来，加速药效成分的作用。蒸煮罐中一般加入总水量的80％。
本发明进行空气搅拌的目的第一是为了使新加入的物料溶解，并且融合均匀；第二个方面的作用就是为了使整个溶液处于氧饱和状态，能保证好氧微生物在厌氧的环境中能维持一定的生存能力，不至于全部死亡，以保证在进行好氧发酵的时候，好氧微生物能够在最短的时间内进行繁殖。空气搅拌的程度以使发酵罐内的液体能够翻腾为宜。
本发明采用的益生菌菌种为润康源em原液购自中日合资临沂益康有机农业科技园有限公司。润康源em原液含有包含酵母菌、乳酸菌、放线菌、枯草芽孢杆菌、光合细菌等80种微生物种类的复合微生物菌种。
本发明利用活性炭纤维的微孔和吸附特点，经生物活性液发酵浸泡，使有益菌及其分泌液浸入活性炭纤维的微孔中进行生存。当空气经过这些微孔中，进行了初步过滤，空隙中的益生菌能够竞争性的结合空气中的微尘团里结构，从中汲取营养，实现自身繁殖。从而保证了其具有长效的生物活性。本发明的益生菌群体是一个广泛的益生菌群，能够适应各种极端情况，能在极端天气和条件下依然能保持一定的活性。当然，在使用很长时间之后，口罩中的益生菌群会出现活性降低的现象。一般在使用5-6个月的时候，可以重新用生物活性液浸泡，恢复活性。
相比于现有的技术，本发明能通过活性炭纤维材料超强的吸附力对pm2.5大颗粒物质、甲醛、苯、甲苯、氨等有害物质、粉尘能发挥吸收、分解、固定的作用，而且吸附在炭纤维空隙中的益生菌可以以大颗粒物为原料进行生长繁殖，降解污染颗粒、甲醛、苯、细菌、病毒等有害物质，起到抗菌除菌、过滤空气，净化空气，防雾霾的作用。本发明采用具有超强吸附能力的活性炭纤维布料，采用益生菌发酵技术后制得的一个集合了活性炭纤维布的超强的吸附、过滤功能、环保酵素中益生菌的净化抑菌功能的多功能的保健口罩。通过模拟pm2.5环境，采用本发明所述的口罩进行试验：发现过滤后的空气中pm2.5颗粒物降低90％以上。
综上所述，本发明具有以下优点：
1、原料易得，成本较低；
2、操作工艺简单，无需复杂的工艺设备；
3、功能作用明显，口罩活性炭纤维生物功能层可以定期循环浸泡生物活性液，保证微生物作用效果；
4、市场需求量大，市场广阔；
具体实施方式
本发明所述的吸水透气布料、活性炭纤维布料和普通纺织物布料均为市场上直接购得，其中可分别选自：
吸水透气布料：张家港市海虹针纺织品有限公司生产的吸水透气面料；
活性炭纤维布料：日本东丽株式会社生产的炭纤维布料
纺织物布料：苏州市乾和纺织有限公司生产的涤纶布料；
实施例1
一种生物活性口罩，该口罩包括透气吸水层和普通纺织物层，透气吸水层和普通纺织物层之间设有活性炭纤维生物功能层，所述的活性炭纤维生物功能层由经过生物活性液处理的活性炭纤维布料制得。
所述的生物活性液，以重量百分比计，其原料组成为：橘子皮15％，橙子皮10％，光皮木瓜7％，柚子皮10％，柠檬皮3％，白麸皮1％，尿素1％，白砂糖5％，益生菌菌种5％，余量为水。
其具体的制作过程为：
1)准备活性炭纤维布料；
2)按比例称取生物活性液各原料，备用；
3)将橘子皮，橙子皮，光皮木瓜，柚子皮，柠檬皮粉碎，装袋，得辅料袋i；
4)将白麸皮粉碎，装袋，得辅料袋ii；
5)将蒸煮罐中加入水，将辅料袋i和辅料袋ii加入蒸煮罐中，加热，煮沸60min；
6)将煮沸后的辅料袋i、辅料袋ii以及蒸煮液转移至发酵罐，加入余量的水；
7)待发酵罐中蒸煮液温度降至45℃时，向发酵罐中加入白砂糖、尿素，进行空气搅拌30min；
8)空气搅拌完毕，向发酵罐中加入益生菌菌种，空气搅拌30min；
9)将活性炭纤维布料加入到发酵罐中，温度控制在35℃，厌氧发酵24h；
10)常温好氧发酵至ph值达到3.5，发酵结束，取出活性炭纤维布料；
11)将步骤10)获得的活性炭纤维布料冷风吹干，用作口罩的活性炭纤维生物功能层；
12)按照普通的口罩的制作方法，将透气吸水层和普通纺织物层与中间活性炭纤维生物功能层进行缝合，得最终产品。
所述的益生菌菌种选自润康源em原液，购自中日合资临沂益康有机农业科技园有限公司。
实施例2
一种生物活性口罩，该口罩包括透气吸水层和普通纺织物层，透气吸水层和普通纺织物层之间设有活性炭纤维生物功能层，所述的活性炭纤维生物功能层由经过生物活性液处理的活性炭纤维布料制得。
所述的生物活性液，以重量百分比计，其原料组成为：橘子皮14％，橙子皮11％，光皮木瓜6％，柚子皮12％，柠檬皮4％，白麸皮1％，尿素2％，白砂糖6％％，益生菌菌种6％，余量为水。
其具体的制作过程为：
1)准备活性炭纤维布料；
2)按比例称取生物活性液各原料，备用；
3)将橘子皮，橙子皮，光皮木瓜，柚子皮，柠檬皮粉碎，装袋，得辅料袋i；
4)将白麸皮粉碎，装袋，得辅料袋ii；
5)将蒸煮罐中加入水，将辅料袋i和辅料袋ii加入蒸煮罐中，加热，煮沸70min；
6)将煮沸后的辅料袋i、辅料袋ii以及蒸煮液转移至发酵罐，加入余量的水；
7)待发酵罐中蒸煮液温度降至45℃时，向发酵罐中加入白砂糖、尿素，进行空气搅拌40min；
8)空气搅拌完毕，向发酵罐中加入益生菌菌种，空气搅拌25min；
9)将活性炭纤维布料加入到发酵罐中，温度控制在40℃，厌氧发酵24h；
10)常温好氧发酵至ph值达到3.5，发酵结束，取出活性炭纤维布料；
11)将步骤10)获得的活性炭纤维布料冷风吹干，用作口罩的活性炭纤维生物功能层；
12)按照普通的口罩的制作方法，将透气吸水层和普通纺织物层与中间活性炭纤维生物功能层进行缝合，得最终产品。
所述的益生菌菌种选自润康源em原液，购自中日合资临沂益康有机农业科技园有限公司。
实施例3
一种生物活性口罩，该口罩包括透气吸水层和普通纺织物层，透气吸水层和普通纺织物层之间设有活性炭纤维生物功能层，所述的活性炭纤维生物功能层由经过生物活性液处理的活性炭纤维布料制得。
所述的生物活性液，以重量百分比计，其原料组成为：橘子皮12％，橙子皮14％，光皮木瓜5％，柚子皮15％，柠檬皮4％，白麸皮2％，尿素2％％，白砂糖7％，益生菌菌种5％，余量为水。
其具体的制作过程为：
1)准备活性炭纤维布料；
2)按比例称取生物活性液各原料，备用；
3)将橘子皮，橙子皮，光皮木瓜，柚子皮，柠檬皮粉碎，装袋，得辅料袋i；
4)将白麸皮粉碎，装袋，得辅料袋ii；
5)将蒸煮罐中加入水，将辅料袋i和辅料袋ii加入蒸煮罐中，加热，煮沸65min；
6)将煮沸后的辅料袋i、辅料袋ii以及蒸煮液转移至发酵罐，加入余量的水；
7)待发酵罐中蒸煮液温度降至45℃时，向发酵罐中加入白砂糖、尿素，进行空气搅拌35min；
8)空气搅拌完毕，向发酵罐中加入益生菌菌种，空气搅拌20min；
9)将活性炭纤维布料加入到发酵罐中，温度控制在40℃，厌氧发酵24h；
10)常温好氧发酵至ph值达到3.5，发酵结束，取出活性炭纤维布料；
11)将步骤10)获得的活性炭纤维布料冷风吹干，用作口罩的活性炭纤维生物功能层；
12)按照普通的口罩的制作方法，将透气吸水层和普通纺织物层与中间活性炭纤维生物功能层进行缝合，得最终产品。
所述的益生菌菌种选自润康源em原液，购自中日合资临沂益康有机农业科技园有限公司。
实施例4
一种生物活性口罩，该口罩包括透气吸水层和普通纺织物层，透气吸水层和普通纺织物层之间设有活性炭纤维生物功能层，所述的活性炭纤维生物功能层由经过生物活性液处理的活性炭纤维布料制得。
所述的生物活性液，以重量百分比计，其原料组成为：橘子皮10％，橙子皮15％，光皮木瓜5％，柚子皮14％，柠檬皮5％，白麸皮1％，尿素2％，白砂糖6％，益生菌菌种7％，余量为水。
其具体的制作过程为：
1)准备活性炭纤维布料；
2)按比例称取生物活性液各原料，备用；
3)将橘子皮，橙子皮，光皮木瓜，柚子皮，柠檬皮粉碎，装袋，得辅料袋i；
4)将白麸皮粉碎，装袋，得辅料袋ii；
5)将蒸煮罐中加入水，将辅料袋i和辅料袋ii加入蒸煮罐中，加热，煮沸70min；
6)将煮沸后的辅料袋i、辅料袋ii以及蒸煮液转移至发酵罐，加入余量的水；
7)待发酵罐中蒸煮液温度降至45℃时，向发酵罐中加入白砂糖、尿素，进行空气搅拌30min；
8)空气搅拌完毕，向发酵罐中加入益生菌菌种，空气搅拌30min；
9)将活性炭纤维布料加入到发酵罐中，温度控制在35℃，厌氧发酵24h；
10)常温好氧发酵至ph值达到3.5，发酵结束，取出活性炭纤维布料；
11)将步骤10)获得的活性炭纤维布料冷风吹干，用作口罩的活性炭纤维生物功能层；
12)按照普通的口罩的制作方法，将透气吸水层和普通纺织物层与中间活性炭纤维生物功能层进行缝合，得最终产品。
所述的益生菌菌种选自润康源em原液，购自中日合资临沂益康有机农业科技园有限公司。
实施例5
一种生物活性口罩，该口罩包括透气吸水层和普通纺织物层，透气吸水层和普通纺织物层之间设有活性炭纤维生物功能层，所述的活性炭纤维生物功能层由经过生物活性液处理的活性炭纤维布料制得。
所述的生物活性液，以重量百分比计，其原料组成为：橘子皮13％，橙子皮12％，光皮木瓜7％，柚子皮15％，柠檬皮3％，白麸皮2％，尿素2％，白砂糖7％，益生菌菌种8％，余量为水。
其具体的制作过程为：
1)准备活性炭纤维布料；
2)按比例称取生物活性液各原料，备用；
3)将橘子皮，橙子皮，光皮木瓜，柚子皮，柠檬皮粉碎，装袋，得辅料袋i；
4)将白麸皮粉碎，装袋，得辅料袋ii；
5)将蒸煮罐中加入水，将辅料袋i和辅料袋ii加入蒸煮罐中，加热，煮沸60min；
6)将煮沸后的辅料袋i、辅料袋ii以及蒸煮液转移至发酵罐，加入余量的水；
7)待发酵罐中蒸煮液温度降至45℃时，向发酵罐中加入白砂糖、尿素，进行空气搅拌40min；
8)空气搅拌完毕，向发酵罐中加入益生菌菌种，空气搅拌20min；
9)将活性炭纤维布料加入到发酵罐中，温度控制在40℃，厌氧发酵24h；
10)常温好氧发酵至ph值达到3.5，发酵结束，取出活性炭纤维布料；
11)将步骤10)获得的活性炭纤维布料冷风吹干，用作口罩的活性炭纤维生物功能层；
12)按照普通的口罩的制作方法，将透气吸水层和普通纺织物层与中间活性炭纤维生物功能层进行缝合，得最终产品。
所述的益生菌菌种选自润康源em原液，购自中日合资临沂益康有机农业科技园有限公司。
实验例
通过模拟pm2.5环境，通过以上五种实施例制作口罩进行过滤，发现过滤后的空气中pm2.5颗粒物降低均在90％以上，说明其除雾霾污染物颗粒性能较好。
在抗菌和抑菌功能上，通过过滤后的空气在进行空气采样菌落数鉴定的试验上，黄金葡萄球菌、白色念珠菌、大肠杆菌等致病菌的含量比常规空气的检测含量降低70％以上。