CN107099200B - 一种用于水果采前的抗菌抗虫包装膜及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

一种用于水果采前的抗菌抗虫包装膜及其制备方法，属于农产品杀虫除菌领域。本发明所述材料由基材、去离子水、抗菌剂、增塑剂、助剂和乳化剂组成，各组分质量份数为基材100份，去离子水1000‑3000份、抗菌剂1‑50份，增塑剂2‑30份，助剂2‑40份，乳化剂3‑60份。所述制备方法包括将各组分将各组份按配方计量后在30‑100℃下溶解共混，冷却并通过液压设备以喷雾形式喷洒在果树上成膜。本发明的包装膜具有良好的生物降解性、机械性能、阻隔性能和抗菌性能，可替代农产品杀虫除菌领域中的农药和果树套袋。

Description

一种用于水果采前的抗菌抗虫包装膜及其制备方法
技术领域
本发明涉及农产品杀虫除菌领域，更具体的，涉及一种用于水果采前的抗菌抗虫包装膜及其制备方法。
背景技术
我国设施果树栽培始于20世纪80年代，据不完全统计，至90年代末全国果树保护地栽培已达到10万公顷以上，世界遥遥领先，其中草莓、葡萄、桃和油桃栽培面积最大，占整个果树保护地栽培面积的95％以上。目前，葡萄、桃等在粤东西北地区有大面积栽培，但在实施果树栽培过程中，病虫害的侵蚀严重影响水果的质量和产量，造成巨大的经济损失。
化学农药对控制农作物病虫害发生，保护农作物生长，提高作物产量，促进国民经济持续稳定发展等都发挥极其重要的作用。但是化学农药带来巨大利益的同时也造成严重的环境污染，对水、土壤、空气等均产生不可忽视的负面影响。与此同时，过量、盲目地使用化学农药也带来严重的食品安全问题，已经直接威胁到人类的健康。
果树套袋技术可有效防止蚊虫叮咬、隔绝空气中的病虫害侵蚀，对提高水果产量和保持良好的外观起到极其重要的作用。果树套袋技术耗费大量人力物力、损伤幼果、影响水果的呼吸作用和光合作用。
抗菌抗虫包装被膜是以聚乙烯醇、羧甲基纤维素等可降解材料为基材，是一种新型、绿色、环保的功能性材料。不仅具有良好的物理阻隔性能(防止病虫的侵袭)，还具有良好的透气性能(不影响果树的正常呼吸)，而且其生物农药可以预防病害的发生，极大地减少化学农药的使用量，减轻化学农药对人类健康的危害及环境污染带来的压力。
选用新型、高效、绿色的抗菌抗虫包装被膜进行果树栽培将势在必行，这对保护经济生态区，促进经济的可持续发展，保障食品安全和生态安全意义重大。
发明内容
本发明的目的在于代替传统的抗虫杀菌技术，针对传统杀菌技术的污染环境、有害健康、损伤幼果生长发育等缺点，提供一种绿色、高效、环保的用于水果采前的抗菌抗虫包装膜及其制备方法。
本发明通过以下技术方案实现：
一种用于水果采前的抗菌抗虫包装膜，由以下重量份数的组分制得：
基材 100份
去离子水 1000-3000份
抗菌剂 1-50份
增塑剂 2-30份
助剂 2-40份
乳化剂 3-60份。
本发明这种具有抗菌抗虫功能的包装膜与传统的杀虫农药完全不同，本发明是在膜材中添加抗菌剂，将无毒、绿色的复合膜液通过液压设备，以喷雾的形式喷洒在果树上，在果树上成膜。包装膜上的抗菌剂可以破坏微生物的细胞结构以至于让微生物裂解死亡，从而达到抗菌抗虫效果。发明人通过大量的实验研究，以合适的配比组合制得具有良好的弹性、抗拉伸性能、阻气、阻水性能、抗菌性能的一种绿色、环境友好型的功能性复合材料。
一种用于水果采前的抗菌抗虫包装膜的制备方法，包括以下步骤：
S1.将去离子水按配方称量好并加热到30-100℃，加入按配方计量好的基材，持续搅拌20-40min，完全溶解后冷却到20-50℃，制得基材膜液。
S2.将乳化剂与助剂按配方计量后共混，并持续搅拌20-40min，直至完全乳化。
S3.将抗菌剂、增塑剂和S2中乳化后的混合物依次倒入S1配制好的溶液中，并持续搅拌至充分混合，配成复合膜液。
S4.将配好的复合膜液通过液压设备，以喷雾的形式喷洒到果树上，待膜液在果树表面和水果表面成包装膜，膜上含有生物抗菌剂，从而达到抗菌抗虫效果。
所述乳化是用IKA机械搅拌以500-2000r/s的转速，直至完全乳化成膏状。
所述乳化温度为25-100℃。
与现有抗菌抗虫技术相比，本发明具有以下有益效果：
1、应用本发明的抗菌抗虫膜，不需要喷洒任何化学农药对草莓、葡萄、鹰嘴桃等水果进行处理，因此水果表面不会残留任何化学农药，使水果更为安全卫生。
2、应用本发明制备的抗菌抗虫膜对空气和水都有适宜的阻隔性能，不会影响水果的正常呼吸作用和光合作用，不影响水果的正常生长发育，且包装膜也不会溶于雨水。
3、应用本发明制备的抗菌抗虫膜有良好的机械性能，由于良好的弹性和韧性，抗菌包装膜不会因水果的正常长大而破裂，不会因风吹雨打而破裂。
4、应用本发明制备的抗菌抗虫膜有良好的抗菌性能，对革兰式阴性菌和革兰式阳性菌有强大的杀伤力，可有效防止害虫侵蚀。
5、应用本发明制备的抗菌抗虫膜在自然环境中易降解，不会对土壤和水质产生不良影响，属于环境友好型材料，不会影响人类的健康，是一种绿色、环保、安全的功能性材料。
6、应用本发明的抗菌抗虫膜液的制备流程简单，且材料价格便宜，喷洒于水果表面成膜的操作方便、快捷。
7、应用本发明的抗菌抗虫膜液具有优良的阻隔性能阻止病虫害发生，随着果体的生长，机械性能自修复率达到105％，减少农药的使用量和次数80％，此外，与套袋相比，提高劳动生产率90％，降低成本60％，且因透光率好，光合作用更强，大大提升了果蔬的口感和品质。
8、应用本发明的抗菌抗虫膜液符合化学农药减量控害、节本增效、食品安全健康农业发展的主导方向，也为设施果树种植技术升级提供新方法，具有较大的经济效益和社会效益。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进一步描述，实施例中的方法为常规方法且不限于此。
实施例1
Figure BDA0001314663660000031
以上各组分别计量，先把聚乙烯醇溶解于98℃去离子水中，恒温条件下，用DF-101S集热式恒温加热磁力搅拌器以10-30r/s的转速持续搅拌30分钟，完全溶解后冷却至45℃；将二甲基硅油乳化剂与聚二甲基硅氧烷充分混合，并用IKA机械搅拌以500-2000r/s的转速持续搅拌20-40min，直至完全乳化成膏状，乳化温度为25-100℃；将噻苯咪唑、聚乙二醇-400和乳化物依次倒入配制好的聚乙烯醇溶液中，搅拌至充分混合，制得复合抗菌膜液。
通过液压设备，以喷雾的形式将聚乙烯醇复合抗菌膜液喷洒在以大棚方式种植的鹰嘴桃上，在鹰嘴桃上成膜；设置对照组为同一品种鹰嘴桃且不喷洒抗菌膜液；观察鹰嘴桃变化状况。30天后发现：未喷洒聚乙烯醇复合抗菌膜的鹰嘴桃出现严重腐烂状况的比例大，成果率低，鹰嘴桃色泽偏黄；而喷洒聚乙烯醇复合抗菌膜的鹰嘴桃未出现虫蚀痕迹，成果率高，色泽红润。实验结果说明：本发明的聚乙烯醇复合抗菌抗虫包装膜对鹰嘴桃有良好的抗菌抗虫作用。
实施例2
Figure BDA0001314663660000041
以上各组分别计量，先把聚乙烯醇溶解于98℃去离子水中，恒温条件下，用DF-101S集热式恒温加热磁力搅拌器以10-30r/s的转速持续搅拌30分钟，完全溶解后冷却至45℃，记为溶液A1；将羧甲基纤维素溶解于45℃去离子水中，恒温条件下，用DF-101S集热式恒温加热磁力搅拌器以10-30r/s的转速持续搅拌30分钟，冷却至室温,记为溶液A2；将溶解后的羧甲基纤维素溶液A2与溶解后的聚乙烯醇溶液A1共混,记为溶液A3；将二甲基硅油乳化剂与聚二甲基硅氧烷充分混合，并用IKA机械搅拌以500-2000r/s的转速持续搅拌20-40min，直至完全乳化成膏状，乳化温度为25-100℃；将噻苯咪唑、聚乙二醇-400和乳化物依次倒入配制好的混合溶液A3中，搅拌至充分混合，制得复合抗菌膜液。
通过液压设备，以喷雾的形式将复合抗菌膜液喷洒在以大棚方式种植的葡萄上，在葡萄上成膜；并设置同一大棚中同一品种的葡萄为对照组，且不喷洒复合抗菌膜液；观察葡萄的生长状况。20天后发现：未喷洒复合抗菌膜液的葡萄被病虫害侵蚀严重，腐烂比例大，成果率低下，色泽偏淡黄色；喷洒过复合抗菌膜液的葡萄未受到病虫害侵蚀，腐烂比例小，成果率高，色泽偏紫红色。实验结果表明：本发明制备的复合抗菌抗虫包装膜对葡萄有良好的抗菌抗虫作用。
实施例3
Figure BDA0001314663660000051
以上各组分别计量，先把聚乙烯醇溶解于98℃去离子水中，恒温条件下，用DF-101S集热式恒温加热磁力搅拌器以10-30r/s的转速持续搅拌30分钟，完全溶解后冷却至45℃；将二甲基硅油乳化剂与聚二甲基硅氧烷充分混合，并用IKA机械搅拌以500-2000r/s的转速持续搅拌20-40min，直至完全乳化成膏状，乳化温度为25-100℃；将噻苯咪唑、聚乙二醇-400和乳化物依次倒入配制好的聚乙烯醇溶液中，搅拌至充分混合，制得复合抗菌膜液。
通过液压设备，以喷雾的形式将聚乙烯醇复合抗菌膜液喷洒在以大棚方式种植的莲雾上，在莲雾上成膜；并设置同一大棚中同一品种的莲雾为对照组，且不喷洒聚乙烯醇抗菌膜液；观察莲雾的生长状况。30天后发现：未喷洒聚乙烯醇复合抗菌膜液的莲雾遭到病虫害侵蚀且腐烂比例大，产量低下，成果率低，色泽偏黄褐色；喷洒过聚乙烯醇复合抗菌膜液的莲雾未受到病虫害侵蚀，腐烂比例小，产量高，成果率高，色泽红润。实验结果表明：本发明制备的聚乙烯醇复合抗菌抗虫包装膜对莲雾有良好的抗菌抗虫作用。
实施例4
Figure BDA0001314663660000052
以上各组分别计量，先把聚乙烯醇溶解于98℃去离子水中，恒温条件下，用DF-101S集热式恒温加热磁力搅拌器以10-30r/s的转速持续搅拌30分钟，完全溶解后冷却至45℃；将二甲基硅油乳化剂与聚二甲基硅氧烷充分混合，并用IKA机械搅拌以500-2000r/s的转速持续搅拌20-40min，直至完全乳化成膏状，乳化温度为25-100℃；将噻苯咪唑、聚乙二醇-400和乳化物依次倒入配制好的聚乙烯醇溶液中，搅拌至充分混合，制得复合抗菌膜液。
采用牛津杯法测得所得膜液在含有大肠杆菌、金黄色葡萄球菌培养基中，7天后发现滴有膜液的大肠杆菌培养基分别出现直径为15-30mm的抑菌圈，滴有金黄色葡萄球菌的培养基分别出现15-30mm的抑菌圈，说明抗菌抗虫复合膜有良好的抗菌性能。
实施例5
Figure BDA0001314663660000061
以上各组分别计量，先把聚乙烯醇溶解于98℃去离子水中，恒温条件下，用DF-101S集热式恒温加热磁力搅拌器以10-30r/s的转速持续搅拌30分钟，完全溶解后冷却至45℃；将二甲基硅油乳化剂与聚二甲基硅氧烷充分混合，并用IKA机械搅拌以500-2000r/s的转速持续搅拌20-40min，直至完全乳化成膏状，乳化温度为25-100℃；将噻苯咪唑、聚乙二醇-400和乳化物依次倒入配制好的聚乙烯醇溶液中，搅拌至充分混合，制得复合抗菌膜液。
将膜液在20cm×20cm的玻璃板上流延，然后放在45℃的烘干箱里烘3～4小时，冷却、揭膜。测试拉伸强度为10-20MPa，断裂伸长率为100％-400％，溶胀度为20％-100％，阻湿率为10-50g/(m2·24h)，透气率为0.1-1.7mL/kPa·s。结果表明抗菌抗虫复合膜有良好的机械性能和阻隔性能。

Claims (8)

1.一种用于水果采前的抗菌抗虫包装膜，其特征在于，由以下重量份数的组分制得:
基材100份
去离子水1000-3000份
抗菌剂1-50份
增塑剂2-30份
助剂2-40份
乳化剂3-60份，
其中，基材为聚乙烯醇、羧甲基纤维素中的一种或者两种混合物；助剂为聚二甲基硅氧烷，其中该包装膜是通过将乳化剂与助剂按配方共混并完全乳化后与基材膜液混合而制备的。
2.根据权利要求1所述一种用于水果采前的抗菌抗虫包装膜，其特征在于，所述抗菌剂为噻苯咪唑、壳聚糖、海藻酸钠、麝香草酚中的一种或者几种混合物。
3.根据权利要求1所述一种用于水果采前的抗菌抗虫包装膜，其特征在于，所述增塑剂为聚乙二醇-400、柠檬酸酯、起云剂、环氧大豆油中的一种或者几种混合物。
4.根据权利要求1所述一种用于水果采前的抗菌抗虫包装膜，其特征在于，所述乳化剂为二甲基硅油乳化剂、吐温-80，司班-80中的一种或者几种混合物。
5.一种如权利要求1～4任一项所述一种用于水果采前的抗菌抗虫包装膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1.将去离子水按配方称量好并加热到30-100℃，加入按配方计量好的基材，持续搅拌20-40min，完全溶解后冷却到20-50℃，制得基材膜液；
S2.将乳化剂与助剂按配方计量后共混，并持续搅拌20-40min，直至完全乳化；
S3.将抗菌剂、增塑剂和S2中乳化后的混合物依次倒入S1配制好的溶液中，并持续搅拌至充分混合，配成复合膜液；
S4.将配好的复合膜液以气雾的方式喷洒到果树上，膜液在果树表面和水果表面成包装膜。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述乳化是用IKA机械搅拌以500-2000r/s的转速持续搅拌20-40min，直至完全乳化成膏状，乳化温度为25-100℃。
7.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述膜液的搅拌是用DF-101S集热式恒温加热磁力搅拌器以10-30r/s的转速进行的。
8.一种如权利要求1～4任一项所述的一种用于水果采前的抗菌抗虫包装膜的应用，其特征在于，用于幼果生长包装以抗菌抗虫。
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