本发明涉及轻工产品技术领域，特别涉及一种耐高温聚乳酸基香菇菌棒免割保水膜及其制备方法。
背景技术：
目前，常规的袋装香菇栽培法就是使用普通的聚乙烯树脂塑料薄膜袋直接装料，在出菇的过程中，当菌棒出现菇蕾，由于聚乙烯树脂塑料薄膜袋韧性较强，需大量人力将包覆菌棒的塑料袋进行手工割口，菇蕾才能冲破阻力，钻出袋子长成香菇。但是该工序费工费时，不仅会造成食用菌畸形，容易造成细菌及其它杂菌感染，且种植结束后废弃的塑料袋还会产生白色污染，带来环境问题。
淀粉作为一种国内外研究开发较多的环保型成膜材料，但因其成膜强度较低，应用受到限制，樊燕鸽、熊汉国等人在其《磷酸酯多孔淀粉的制备及其在生物降解塑料膜中的应用》一文中，先制备出相对于原淀粉表面积增大的多孔淀粉,再采用干法工艺得到较高取代度的磷酸酯淀粉，然后将改性淀粉与PVA共混，通过单螺杆挤出机挤出造粒、模压成型等工艺制备可完全生物降解塑料，得到的生物降解膜力学性能得到改善，生物降解性也有所提高。
为节省劳动力、减少畸形菇，近年来出现了用免割袋种植。聚乳酸是一种以可再生的植物资源为原料经过化学合成制备的生物降解高分子，它在土壤和水中能被微生物完全降解成CO2和H2O，无毒无污染，对人体无害，具有良好的生物可降解性。另外聚乳酸性脆，与常规的聚乙烯树脂塑料相比其弹性与柔韧性较低，因此本发明使用聚乳酸为基础成膜剂，与淀粉、蒙脱土复配制得一种免割保水膜，香菇能直接凭借自身的生长力钻出，避免了畸形菌的产生，极大地提高了香菇的形状品质。
技术实现要素：
针对现有技术的不足，本发明提供一种耐高温聚乳酸基香菇菌棒免割保水膜及其制备方法。
一种耐高温聚乳酸基香菇菌棒免割保水膜，由以下重量份的原料组成: 聚乳酸64-83份，淀粉32-40份，蒸馏水适量，钠基蒙脱土16-22份，三聚磷酸钠5-11份，尿素2-7份，甘氨酸-盐酸缓冲液适量，二氯甲烷适量，甘油1-3份，丙三醇1-2份，柠檬酸三乙酯2-5份，酒石酸0.5-1份，硅灰石1-2份，无水乙醇适量。
具体步骤如下：
（1）淀粉/蒙脱土复配凝胶颗粒的制备：
将淀粉放入烧杯中，用10倍的蒸馏水溶解，将烧杯置于集热式恒温加热磁力搅拌器中，调节水浴温度至70-80℃下搅拌糊化30-50分钟，加入钠基蒙脱土，强力搅拌20-40分钟，停止反应，将其置于恒温鼓风干燥箱中干燥至恒重，用粉碎机粉碎后过80目筛，即得淀粉/蒙脱土复配凝胶颗粒；
（2）生物质吸水剂的制备：
①、将三聚磷酸钠和尿素用蒸馏水溶解，配制成5-10%的混合溶液，用甘氨酸-盐酸缓冲液调整溶液的pH至5.5-6.5，即配得磷酸盐溶液，装入自制的喷雾器中待用；
②、将步骤（1）淀粉/蒙脱土复配凝胶颗粒放入捏合机中，将上述配制好的磷酸盐溶液，以喷雾的方式加到捏合机中混合均匀，喷完溶液后将混合物静置2-5小时，使得磷酸盐和尿素可以充分渗透到凝胶颗粒中，混合物放入40-50℃烘箱中，烘至水分含量15%以下，再升温至110-130℃反应1-3小时，冷却至室温，用循环水真空泵抽滤2-3次，将所得三聚磷酸钠交联淀粉/蒙脱土混合物置于鼓风干燥箱中45-55℃干燥至恒重，用粉碎机粉碎后过80目筛，即得到三聚磷酸钠交联淀粉/蒙脱土混合生物质吸水剂；
（3）将酒石酸溶于无水乙醇中，搅拌溶解，之后加入硅灰石搅拌15-30分钟至混合均匀，得到改性硅灰石混合液，备用；
（4）包膜液的制备：
在室温、湿度≤50%的条件下，将步骤（2）生物质吸水剂分散在二氯甲烷中，超声20-40分钟，加入聚乳酸、柠檬酸三乙酯，以1000-2000r/min搅拌15-30分钟，再依次加入甘油、丙三醇，用电动搅拌器搅拌 20-40分钟至充分溶解混合，之后加入步骤（3）改性硅灰石混合液搅拌混合30-50分钟，得到均匀、稳定的粘稠液体状包膜液；
（5）流延成膜：将上述包膜液倒出，流平成膜，并在室温下干燥2-4天，形成一层香菇菌棒免割保水膜。
其中，所述的甘氨酸-盐酸缓冲液pH 值为2.2，配置方法为将50升0.2 mol/L甘氨酸加入44升0.2 mol/L 盐酸混合完全，再加水稀释至200升。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：
（1）本发明使用聚乳酸为基础成膜剂，与淀粉、蒙脱土复配形成可生物降解的生物质保水膜，此膜与常规的聚乙烯树脂塑料相比其弹性与柔韧性较低，出菇时不需人工割口，香菇能直接凭借自身的生长力顶破保水膜，消除了对菇体的刀割伤害和在栽培袋上割口不规则等造成的物理伤害，让菇体自然生长，能有效避免子实体畸形，极大地提高了香菇的形状品质，减少劳动力，另外本发明保水膜可完全生物降解，可有效地减少白色污染，生产出绿色安全的产品。
（2）本发明中使用淀粉与钠基膨润土混合形成含有多个羟基含量的透明凝胶，之后与持水剂三聚磷酸钠进行酯化反应，减少了体系的羟基数，淀粉分子间原有的氢键受到破坏，从而提高了淀粉的成膜强度，形成具有一定弹性的三聚磷酸钠交联淀粉/膨润土混合生物质吸水剂，添加至本发明免割吸水膜中，具有良好的保水性，可以有效抑制菌棒中的水分蒸发，能有效保持内部水分和透气性，防止营养物质流失。
（3）本发明中添加柠檬酸三乙酯提高聚乳酸材料的柔韧性，同时加入酒石酸改性硅灰石以限制聚乳酸分子链的运动，提高聚乳酸的热变形温度及高温稳定性，从而使得本发明耐高温的香菇菌棒免割保水膜的热变形温度可高达136℃，避免在灭菌期间造成保水膜的变形。
具体实施方式
一种耐高温聚乳酸基香菇菌棒免割保水膜，由以下重量份的原料组成: 聚乳酸72份，淀粉36份，蒸馏水适量，钠基蒙脱土19份，三聚磷酸钠8份，尿素5份，甘氨酸-盐酸缓冲液适量，二氯甲烷适量，甘油2份，丙三醇2份，柠檬酸三乙酯4份，酒石酸0.8份，硅灰石1.5份，无水乙醇适量。
具体步骤如下：
（1）淀粉/蒙脱土复配凝胶颗粒的制备：
将淀粉放入烧杯中，用10倍的蒸馏水溶解，将烧杯置于集热式恒温加热磁力搅拌器中，调节水浴温度至75℃下搅拌糊化40分钟，加入钠基蒙脱土，强力搅拌30分钟，停止反应，将其置于恒温鼓风干燥箱中干燥至恒重，用粉碎机粉碎后过80目筛，即得淀粉/蒙脱土复配凝胶颗粒；
（2）生物质吸水剂的制备：
①、将三聚磷酸钠和尿素用蒸馏水溶解，配制成8%的混合溶液，用甘氨酸-盐酸缓冲液调整溶液的pH至6，即配得磷酸盐溶液，装入自制的喷雾器中待用；
②、将步骤（1）淀粉/蒙脱土复配凝胶颗粒放入捏合机中，将上述配制好的磷酸盐溶液，以喷雾的方式加到捏合机中混合均匀，喷完溶液后将混合物静置4小时，使得磷酸盐和尿素可以充分渗透到凝胶颗粒中，混合物放入45℃烘箱中，烘至水分含量15%以下，再升温至120℃反应2小时，冷却至室温，用循环水真空泵抽滤3次，将所得三聚磷酸钠交联淀粉/蒙脱土混合物置于鼓风干燥箱中50℃干燥至恒重，用粉碎机粉碎后过80目筛，即得到三聚磷酸钠交联淀粉/蒙脱土混合生物质吸水剂；
（3）将酒石酸溶于无水乙醇中，搅拌溶解，之后加入硅灰石搅拌20分钟至混合均匀，得到改性硅灰石混合液，备用；
（4）包膜液的制备：
在室温、湿度≤50%的条件下，将步骤（2）生物质吸水剂分散在二氯甲烷中，超声30分钟，加入聚乳酸，以1800r/min搅拌25分钟，再依次加入甘油、丙三醇，用电动搅拌器搅拌 30分钟至充分溶解混合，之后加入步骤（3）改性硅灰石混合液搅拌混合40分钟，得到均匀、稳定的粘稠液体状包膜液；
（5）流延成膜：将上述包膜液倒出，流平成膜，并在室温下干燥3天，形成一层香菇菌棒免割保水膜。
其中，所述的甘氨酸-盐酸缓冲液pH 值为2.2，配置方法为将50升0.2 mol/L甘氨酸加入44升0.2 mol/L 盐酸混合完全，再加水稀释至200升。
按照具体实施例制备的免割保水膜，对其进行性能测试，结果如下：
生物降解性：保水膜经过土埋30 天后失重率达38.4%，与塑料膜接近0的失重率相比，该膜具有良好的可生物降解性能。
透气性：84cm/s，水蒸气透过率：287g/(d·m2)。