本發(fā)明涉及菠蘿葉纖維包裝膜技術領域，尤其涉及一種杜仲膠共混改性普魯蘭多糖接枝菠蘿纖維包裝膜及其制備方法。
背景技術：
以纖維素為原材料，制備性能各異的高分子膜材料在醫(yī)學、生物和食品醫(yī)藥等領域發(fā)揮著重要的作用，已經(jīng)成為當前研究的熱點。我國每年產(chǎn)大量的菠蘿，菠蘿葉纖維具有抑菌、消臭等保健功效，利用菠蘿葉纖維制備高分子膜材料具有巨大的發(fā)展前景。菠蘿葉纖維結晶曲的纖維大分子排列整齊、有規(guī)律，且纖維分子的多羥基結構和強氫鍵作用使其潔凈度和取向度較高，化學反應活性低，從而導致其應用受到限制。魏曉奕、楊琴等《南方農(nóng)業(yè)學報》，2016，47（1）：101-106《菠蘿葉纖維素膜制備工藝優(yōu)化》利用乳化剪切方式使菠蘿葉纖維素溶解在離子液體中提高菠蘿葉纖維的化學反應活性，實現(xiàn)纖維素膜的制備，具體做法是：先將菠蘿葉纖維素烘干后用萬能粉碎機粉碎成棉花狀，分別堿處理和酸處理實現(xiàn)其純化處理，然后在與離子液體一起置于乳化機中，進行剪切處理，獲取制備膜用的纖維素離子液體均勻相溶液，之后將均勻相溶液鋪在涂有聚四氟乙烯的載體上，經(jīng)鑄膜液（甘油、乙醇）等浸泡干燥成膜；該處理工藝提高了菠蘿葉纖維素的化學反應活度，提高了膜溶液的均相，但操作起來使用了大量的酸處理劑以及堿處理劑，一定程度上增加了污染，增加了菠蘿葉纖維素膜制備成本，同時制備的纖維素膜功能單一。納米纖維素具有高結晶度、高強度、高比表面積、環(huán)境友好和成本低等優(yōu)異性能，其分子結構中存在著大量的-OH，在與其他天然大分子共混時易形成分子間及分子內(nèi)氫鍵，用于制作膜材料時，可使得共混材料的形成的膜結構更加穩(wěn)定。微納米氣泡是指直徑介于微米氣泡（在水體中直徑為10-50um的氣泡）和納米氣泡（在水體中直徑為小于200nm的氣泡）之間的氣泡，具有大的比表面積、能夠在水體中停留時間長，并且微納米氣泡在收縮時，能夠產(chǎn)生大量的羥基自由基，這些大量的羥基自由基能夠一定程度上吸引菠蘿葉纖維素中的氫鍵，起到等同酸化堿化破壞氫鍵相同的效果，對促進菠蘿葉纖維的納米化提高其化學反應活度具有一定的促進作用。普魯蘭多糖是無色無味無臭的高分子物質(zhì)，具有可食性和生物可降解性，有良好的成膜性，制成的薄膜具有良好的阻氣性和阻水性，但是普魯蘭多糖分子鏈上含有大量的親水性基團，可以與其它纖維材料結合制備出的纖維膜，但是這些纖維膜遇水即溶，限制其在一些包裝膜上的應用；
基于改性普魯蘭多糖和高化學反應活性的菠蘿葉纖維結合的纖維膜對提高菠蘿葉的綜合利用以及豐富包裝膜種類具有重要意義。
技術實現(xiàn)要素：
本發(fā)明目的就是為了彌補已有技術的缺陷，提供一種杜仲膠共混改性普魯蘭多糖接枝菠蘿纖維包裝膜及其制備方法。
本發(fā)明是通過以下技術方案實現(xiàn)的：
一種杜仲膠共混改性普魯蘭多糖接枝菠蘿纖維包裝膜，包括以下重量份組分：菠蘿葉纖維125-130、復合纖維素酶6.8-7、納米氧化鎂粒子3-3.5、檸檬酸4.5-5、杜仲膠22-23、普魯蘭多糖38-40、甲殼素納米晶須9-10、魚鱗膠原蛋白46-50、海藻酸鈉5-6、香草醛4-5、丙酸鈣8-9、聚乙烯吡咯烷酮3-4、丙三醇11-12、適量的水、適量的去離子水。
一種杜仲膠共混改性普魯蘭多糖接枝菠蘿纖維包裝膜制備方法，包括以下步驟：
（1）、將菠蘿葉纖維烘干后用萬能粉碎機中粉碎處理30min成棉花狀，之后和檸檬酸以及總重量4倍的水混合攪拌均勻得漿料備用，將漿料加熱至60℃，并持續(xù)加入復合纖維素酶混合攪拌酶解40min，100℃滅酶3min后，真空抽濾并水洗，得純化菠蘿葉纖維，將純化菠蘿葉纖維中加入納米氧化鎂粒子以及總重量10倍的去離子水，再經(jīng)700bar的高壓均質(zhì)機械處理30min，1400W功率下強力超聲處理50min，得均勻混合液，在采用間歇式蒸汽爆破法爆破處理該均勻混合液5次，每次10min，得納米化菠蘿葉纖維素溶液備用；
（2）、將杜仲膠、丙三醇以及總重量0.5倍的去離子水混合，在100℃加熱攪拌40min，然后加入甲殼素納米晶須攪拌10min得甲殼素納米晶須改性杜仲膠，之后在加入普魯蘭多糖，在60℃加熱攪拌20min，冷卻，研磨干燥得杜仲膠共混改性普魯蘭多糖備用；
（3）、將納米化菠蘿葉纖維素溶液、杜仲膠共混改性普魯蘭多糖、魚鱗膠原蛋白、海藻酸鈉、香草醛、丙酸鈣、聚乙烯吡咯烷酮以及總重量3-4倍的去離子水混合后攪拌均勻，然后放入帶有強超聲波的乳化機中進行超聲波輔助乳化剪切處理40min，然后進行350W的微波處理1min，得乳化均相膜溶液備用，其中超聲波功率1000W，乳化剪切速率15000r/min；
（4）、將乳化均相膜溶液采用刮膜形式鋪在玻璃基板上，膜厚度為1mm，然后在50-55℃下，濕度為55-60％的恒溫箱中干燥3-4h，即得。
本發(fā)明的優(yōu)點是：
本發(fā)明采用杜仲膠共混改性的普魯蘭多糖結合納米化菠蘿葉纖維素溶液以及其他成分經(jīng)超聲波輔助乳化剪切制備乳化均相膜溶液制備菠蘿纖維素膜，實現(xiàn)了菠蘿纖維素以及普魯蘭多糖在包裝膜材料領域的應用，制備的纖維素膜因采用納米化菠蘿纖維素溶液，具有良好的透氣性以及空間結構性，采用的杜仲膠通過加入甲殼素納米晶須在加熱條件下對其進行堅韌性改性，將其用于普魯蘭多糖的共混改性，實現(xiàn)了普魯蘭多糖親水性降低的改性，同時，賦予普魯蘭多糖一定的橡膠-塑料雙重特性，改性后的普魯蘭多糖與納米菠蘿葉纖維結合制備成乳化均相液，通過刮膜制備成包裝膜；針對菠蘿葉纖維化學反應活度低的問題，依次采用了酶純化、高活性的納米氧化鎂粒子輔助高壓均質(zhì)、強超聲處理以及間歇式蒸汽爆破法爆破處理，實現(xiàn)了菠蘿葉纖維的純化以及納米化，為制備高性能的菠蘿葉纖維膜奠定了基礎；針對膜溶液的均相問題，采用強超聲處理配合乳化剪切的方式，強超聲處理提高了膜溶液中微納米氣泡的含量，有助于促進各材料的溶解，提高膜材料溶液的均相。
具體實施方式
一種杜仲膠共混改性普魯蘭多糖接枝菠蘿纖維包裝膜，包括以下重量份組分：菠蘿葉纖維125、復合纖維素酶6.8、納米氧化鎂粒子3、檸檬酸4.5、杜仲膠22、普魯蘭多糖38、甲殼素納米晶須9、魚鱗膠原蛋白46、海藻酸鈉5、香草醛4、丙酸鈣8、聚乙烯吡咯烷酮3、丙三醇11、適量的水、適量的去離子水。
一種杜仲膠共混改性普魯蘭多糖接枝菠蘿纖維包裝膜制備方法，包括以下步驟：
（1）、將菠蘿葉纖維烘干后用萬能粉碎機中粉碎處理30min成棉花狀，之后和檸檬酸以及總重量4倍的水混合攪拌均勻得漿料備用，將漿料加熱至60℃，并持續(xù)加入復合纖維素酶混合攪拌酶解40min，100℃滅酶3min后，真空抽濾并水洗，得純化菠蘿葉纖維，將純化菠蘿葉纖維中加入納米氧化鎂粒子以及總重量10倍的去離子水，再經(jīng)700bar的高壓均質(zhì)機械處理30min，1400W功率下強力超聲處理50min，得均勻混合液，在采用間歇式蒸汽爆破法爆破處理該均勻混合液5次，每次10min，得納米化菠蘿葉纖維素溶液備用；
（2）、將杜仲膠、丙三醇以及總重量0.5倍的去離子水混合，在100℃加熱攪拌40min，然后加入甲殼素納米晶須攪拌10min得甲殼素納米晶須改性杜仲膠，之后在加入普魯蘭多糖，在60℃加熱攪拌20min，冷卻，研磨干燥得杜仲膠共混改性普魯蘭多糖備用；
（3）、將納米化菠蘿葉纖維素溶液、杜仲膠共混改性普魯蘭多糖、魚鱗膠原蛋白、海藻酸鈉、香草醛、丙酸鈣、聚乙烯吡咯烷酮以及總重量3倍的去離子水混合后攪拌均勻，然后放入帶有強超聲波的乳化機中進行超聲波輔助乳化剪切處理40min，然后進行350W的微波處理1min，得乳化均相膜溶液備用，其中超聲波功率1000W，乳化剪切速率15000r/min；
（4）、將乳化均相膜溶液采用刮膜形式鋪在玻璃基板上，膜厚度為1mm，然后在50℃下，濕度為55％的恒溫箱中干燥3h，即得。
經(jīng)測試，該包裝膜沖擊率為19.20kJ/m2，抗伸強度為28.5MPa，斷裂伸長率43.2%，膜的氧氣透過率達到為3.48×10-5cm3/(m2?d?Pa)，土埋150d后，其生物降解率達96.6%，顯示出優(yōu)良的生物降解性。