本发明涉及蔬果保鲜技术领域，具体涉及一种生物质基可降解果蔬保鲜补水凝胶组合膜。
背景技术：
果蔬含有人类生活所需要的多种营养物质，但是果蔬生产存在着较强的季节性、区域性及果蔬本身具有易腐性，这同广大消费者对果蔬的多样性及淡季调节的迫切性相矛盾，因此依靠先进的科学和技术，尽可能长地保持果蔬的天然品质和特性成为食品领域中一项重要的课题。
采收后的果蔬一直保持着鲜活状态，仍是一个生命的有机体，还会进行休眠、水分蒸发、呼吸作用等复杂的生命活动，仍维持消耗o2、排出co2和c2h4的新陈代谢。果蔬新陈代谢是糖酵解、三羧酸循环(tca)和电子传递链等系列酶反应的复杂过程。这些活动都与果蔬的贮藏密切相关，影响和制约着果蔬的贮藏寿命，其中影响果蔬新陈代谢活动及贮藏效果的外界因素主要是温度、气体成份和湿度。
当前水果保鲜采用的方法主要有低温贮藏、防腐保鲜剂处理及气调贮藏、辐射保鲜等，但这些方法在保鲜效果、对人体健康与环境的影响及经济性等方面存在着或多或少的不足，实际应用的效果不佳。
涂膜保鲜技术是当前果蔬保鲜领域中研究的热点之一，它是通过在果蔬表面涂上一层以天然糖类、蛋白质、油脂等为原料的高分子液态可食用膜，利用其干燥后形成的均匀的膜来隔离果蔬与空气，阻止果蔬的呼吸作用，从而改善果蔬的新鲜饱满程度，减少细菌浸染引起的腐烂，达到果蔬保鲜的目的，这种技术虽然成膜效果、果蔬保鲜效果好等优点，但是果蔬内的水分得不到补充，随着时间的延长，果蔬内的水分从涂膜缝隙容易流失，长时间保存运输效果不好。
申请公告号为cn105986511a的专利公开了一种果蔬调湿保鲜膜的制造方法，其原纸采用植物纤维为原料，添加合适的湿强剂和干强剂抄造而成，原纸通过施涂由亲水保水的天然高分子聚合物及非水溶型安全环保防霉抗菌剂组成的混合胶液制得调湿保鲜膜，该制造方法环保简便，该特种用途调湿保鲜膜用于具有保鲜功能的果蔬盒及具有保鲜果蔬盒的冰箱。本发明的果蔬调湿保鲜膜，能够使果蔬盒中的果蔬在相对湿度较小时保水新鲜，在相对湿度较高时透湿显著增大而防止结露溃烂；该调湿保鲜膜能完全自然降解，该发明保鲜膜本身不具有储水、补水的能力，仅仅是具有一定的吸湿、保湿性能，而且必须要保藏在一定湿度的冰箱果蔬盒中，实用性差。
技术实现要素：
(一)解决的技术问题
针对现有技术的不足，本发明提供了一种生物质基可降解果蔬保鲜补水凝胶组合膜。
(二)技术方案
为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：
一种生物质基可降解果蔬保鲜补水凝胶组合膜，包括位于外层的第一膜体、位于中间层的保鲜补水凝胶和位于内层的第二膜体。
进一步地，所述第一膜体为聚乙烯保鲜膜、改性聚乙烯保鲜膜、聚乳酸保鲜膜中的任意一种。
进一步地，所述保鲜补水凝胶由以下重量份数的组成成分制备而成：竹炭粉80-100份、n,n′-亚甲基双丙烯酰胺10-20份、水溶性淀粉40-50份、琥珀酸酐10-25份、过硫酸铵1-5份、氢氧化钠5-15份、十二烷基磺酸钠5-10份、乙醇30-40份、去离子水800-1000份。
进一步地，所述保鲜补水凝胶的制备方法如下：
(1)将竹炭粉、十二烷基磺酸钠加入到适量去离子水中，超声振荡分散10-20min待用；
(2)将水溶性淀粉加入适量去离子水中搅拌10-20min，升温至80-90℃搅拌30min使其完全溶解，自然冷却至室温后加入到上述竹炭粉溶液中，
(3)最后依次将n,n′-亚甲基双丙烯酰胺、琥珀酸酐、过硫酸铵加入，45℃恒温水浴反应20-30h，将乙醇加入后静置20min，过滤，干燥即可。
进一步地，所述竹炭粉是由500-700℃高温烧制的竹炭，再利用超微粉碎技术把它加工而成，其粒度≤10μm，比表面积≥400m2/g。
进一步地，所述第二膜体为纤维素多孔膜。
进一步地，所述纤维素多孔膜的孔径为100-500nm。
进一步地，所述纤维素多孔膜内添加有壳聚糖或/和壳聚糖衍生物。
进一步地，所述壳聚糖衍生物为羟丙基壳聚糖、羧甲基壳聚糖、n-乙酰化壳聚糖、n-羟乙基壳聚糖、苯基氰乙基壳聚糖、n-酰化壳聚糖中的任意一种。
进一步地，使用时，先用第二膜体将果蔬包覆后，再将吸水溶胀的保鲜补水凝胶均匀涂抹在第二膜体上，保鲜补水凝胶的厚度为0.5-2μm，最后用第一膜体包覆即可。
(三)有益效果
本发明提供了一种生物质基可降解果蔬保鲜补水凝胶组合膜，具有以下有益效果：
本发明组合膜由位于外层的第一膜体、位于中间层的保鲜补水凝胶和位于内层的第二膜体组成，最外层的第一膜体的作用是调节果蔬所处环境中氧气和二氧化碳比例，减少其呼吸作用；可以减少果蔬水分散失，；而且可以阻隔灰尘和病菌，保鲜补水凝胶是由n,n′-亚甲基双丙烯酰胺、水溶性淀粉、琥珀酸酐三者交联而成，其中水溶性淀粉所形成的胶体颗粒与n,n′-亚甲基双丙烯酰胺、琥珀酸酐等高聚物分子相互连接，搭成架子，形成空间网状结构，水可以充满在结构空隙中，凝胶中含有大量的活性羰基、氨基和羧基，故极性极强，亲水能力大大增加，而且原淀粉由于分子之间存在较强的结合力(氢键)，具有良好的冻融稳定性，由于淀粉分子本身是多糖，所以一段时间后它的分子链会舒展，造成凝胶储水能力下降，析出的水分分子从纤维素多孔膜的孔径中渗入至果蔬上，对其进行补水，凝胶分子过于大无法通过纤维素多孔膜的孔径，这可以防止果蔬染上凝胶，影响外观，实验验证本发明对于蔬果有很好的保鲜补水效果，可以保证果蔬的长时间运输保存。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1：
一种生物质基可降解果蔬保鲜补水凝胶组合膜，包括位于外层的聚乙烯保鲜膜、位于中间层的保鲜补水凝胶和位于内层的孔径为340nm、添加有壳聚糖和n-羟乙基壳聚糖的纤维素多孔膜。
保鲜补水凝胶由以下重量份数的组成成分制备而成：竹炭粉85份、n,n′-亚甲基双丙烯酰胺15份、水溶性淀粉45份、琥珀酸酐18份、过硫酸铵3份、氢氧化钠12份、十二烷基磺酸钠6份、乙醇32份、去离子水850份；
制备方法如下：
(1)将竹炭粉、十二烷基磺酸钠加入到适量去离子水中，超声振荡分散15min待用；
(2)将水溶性淀粉加入适量去离子水中搅拌12min，升温至85℃搅拌30min使其完全溶解，自然冷却至室温后加入到上述竹炭粉溶液中，
(3)最后依次将n,n′-亚甲基双丙烯酰胺、琥珀酸酐、过硫酸铵加入，45℃恒温水浴反应25h，将乙醇加入后静置20min，过滤，干燥即可。
竹炭粉是由550℃高温烧制的竹炭，再利用超微粉碎技术把它加工而成，其粒度≤10μm，比表面积≥400m2/g。
本发明果蔬保鲜补水凝胶组合膜使用时，先用纤维素多孔膜将果蔬包覆后，再将吸水溶胀的保鲜补水凝胶均匀涂抹在第二膜体上，保鲜补水凝胶的厚度为1μm，最后用聚乙烯保鲜膜包覆即可。
实施例2：
一种生物质基可降解果蔬保鲜补水凝胶组合膜，包括位于外层的改性聚乙烯保鲜膜、位于中间层的保鲜补水凝胶和位于内层的孔径为400nm、添加有壳聚糖和n-酰化壳聚糖的纤维素多孔膜。
保鲜补水凝胶由以下重量份数的组成成分制备而成：竹炭粉100份、n,n′-亚甲基双丙烯酰胺13份、水溶性淀粉48份、琥珀酸酐15份、过硫酸铵3份、氢氧化钠8份、十二烷基磺酸钠6份、乙醇33份、去离子水950份；
制备方法如下：
(1)将竹炭粉、十二烷基磺酸钠加入到适量去离子水中，超声振荡分散18min待用；
(2)将水溶性淀粉加入适量去离子水中搅拌12min，升温至90℃搅拌30min使其完全溶解，自然冷却至室温后加入到上述竹炭粉溶液中，
(3)最后依次将n,n′-亚甲基双丙烯酰胺、琥珀酸酐、过硫酸铵加入，45℃恒温水浴反应30h，将乙醇加入后静置20min，过滤，干燥即可。
竹炭粉是由700℃高温烧制的竹炭，再利用超微粉碎技术把它加工而成，其粒度≤10μm，比表面积≥400m2/g。
本发明果蔬保鲜补水凝胶组合膜使用时，先用纤维素多孔膜将果蔬包覆后，再将吸水溶胀的保鲜补水凝胶均匀涂抹在第二膜体上，保鲜补水凝胶的厚度为1.5μm，最后用改性聚乙烯保鲜膜包覆即可。
实施例3：
一种生物质基可降解果蔬保鲜补水凝胶组合膜，包括位于外层的聚乳酸保鲜膜、位于中间层的保鲜补水凝胶和位于内层的孔径为350nm、添加有壳聚糖和羧甲基壳聚糖的纤维素多孔膜。
保鲜补水凝胶由以下重量份数的组成成分制备而成：竹炭粉90份、n,n′-亚甲基双丙烯酰胺10-20份、水溶性淀粉48份、琥珀酸酐25份、过硫酸铵2份、氢氧化钠8份、十二烷基磺酸钠10份、乙醇35份、去离子水800份；
制备方法如下：
(1)将竹炭粉、十二烷基磺酸钠加入到适量去离子水中，超声振荡分散12min待用；
(2)将水溶性淀粉加入适量去离子水中搅拌20min，升温至90℃搅拌30min使其完全溶解，自然冷却至室温后加入到上述竹炭粉溶液中，
(3)最后依次将n,n′-亚甲基双丙烯酰胺、琥珀酸酐、过硫酸铵加入，45℃恒温水浴反应22h，将乙醇加入后静置20min，过滤，干燥即可。
竹炭粉是由650℃高温烧制的竹炭，再利用超微粉碎技术把它加工而成，其粒度≤10μm，比表面积≥400m2/g。
本发明果蔬保鲜补水凝胶组合膜使用时，先用纤维素多孔膜将果蔬包覆后，再将吸水溶胀的保鲜补水凝胶均匀涂抹在第二膜体上，保鲜补水凝胶的厚度为0.5μm，最后用聚乳酸保鲜膜包覆即可。
实施例4：
一种生物质基可降解果蔬保鲜补水凝胶组合膜，包括位于外层的聚乙烯保鲜膜、位于中间层的保鲜补水凝胶和位于内层的孔径为300nm、添加有壳聚糖和羟丙基壳聚糖的纤维素多孔膜。
保鲜补水凝胶由以下重量份数的组成成分制备而成：竹炭粉100份、n,n′-亚甲基双丙烯酰胺18份、水溶性淀粉42份、琥珀酸酐22份、过硫酸铵3.5份、氢氧化钠8份、十二烷基磺酸钠7份、乙醇32份、去离子水980份；
制备方法如下：
(1)将竹炭粉、十二烷基磺酸钠加入到适量去离子水中，超声振荡分散20min待用；
(2)将水溶性淀粉加入适量去离子水中搅拌14min，升温至88℃搅拌30min使其完全溶解，自然冷却至室温后加入到上述竹炭粉溶液中，
(3)最后依次将n,n′-亚甲基双丙烯酰胺、琥珀酸酐、过硫酸铵加入，45℃恒温水浴反应25h，将乙醇加入后静置20min，过滤，干燥即可。
竹炭粉是由680℃高温烧制的竹炭，再利用超微粉碎技术把它加工而成，其粒度≤10μm，比表面积≥400m2/g。
本发明果蔬保鲜补水凝胶组合膜使用时，先用纤维素多孔膜将果蔬包覆后，再将吸水溶胀的保鲜补水凝胶均匀涂抹在第二膜体上，保鲜补水凝胶的厚度为1.2μm，最后用聚乙烯保鲜膜包覆即可。
实施例5：
一种生物质基可降解果蔬保鲜补水凝胶组合膜，包括位于外层的聚乙烯保鲜膜、位于中间层的保鲜补水凝胶和位于内层的孔径为500nm、添加有壳聚糖和n-羟乙基壳聚糖的纤维素多孔膜。
保鲜补水凝胶由以下重量份数的组成成分制备而成：竹炭粉85份、n,n′-亚甲基双丙烯酰胺20份、水溶性淀粉40份、琥珀酸酐25份、过硫酸铵1份、氢氧化钠10份、十二烷基磺酸钠5份、乙醇30份、去离子水1000份；
制备方法如下：
(1)将竹炭粉、十二烷基磺酸钠加入到适量去离子水中，超声振荡分散20min待用；
(2)将水溶性淀粉加入适量去离子水中搅拌10min，升温至85℃搅拌30min使其完全溶解，自然冷却至室温后加入到上述竹炭粉溶液中，
(3)最后依次将n,n′-亚甲基双丙烯酰胺、琥珀酸酐、过硫酸铵加入，45℃恒温水浴反应20h，将乙醇加入后静置20min，过滤，干燥即可。
竹炭粉是由700℃高温烧制的竹炭，再利用超微粉碎技术把它加工而成，其粒度≤10μm，比表面积≥400m2/g。
本发明果蔬保鲜补水凝胶组合膜使用时，先用纤维素多孔膜将果蔬包覆后，再将吸水溶胀的保鲜补水凝胶均匀涂抹在第二膜体上，保鲜补水凝胶的厚度为1.5μm，最后用聚乙烯保鲜膜包覆即可。
实施例6：
一种生物质基可降解果蔬保鲜补水凝胶组合膜，包括位于外层的聚乙烯保鲜膜、位于中间层的保鲜补水凝胶和位于内层的孔径为100nm、添加有壳聚糖和n-羟乙基壳聚糖的纤维素多孔膜。
保鲜补水凝胶由以下重量份数的组成成分制备而成：竹炭粉80份、n,n′-亚甲基双丙烯酰胺20份、水溶性淀粉40份、琥珀酸酐25份、过硫酸铵3份、氢氧化钠12份、十二烷基磺酸钠5份、乙醇35份、去离子水950份；
制备方法如下：
(1)将竹炭粉、十二烷基磺酸钠加入到适量去离子水中，超声振荡分散16min待用；
(2)将水溶性淀粉加入适量去离子水中搅拌12min，升温至85℃搅拌30min使其完全溶解，自然冷却至室温后加入到上述竹炭粉溶液中，
(3)最后依次将n,n′-亚甲基双丙烯酰胺、琥珀酸酐、过硫酸铵加入，45℃恒温水浴反应20h，将乙醇加入后静置20min，过滤，干燥即可。
竹炭粉是由600℃高温烧制的竹炭，再利用超微粉碎技术把它加工而成，其粒度≤10μm，比表面积≥400m2/g。
本发明果蔬保鲜补水凝胶组合膜使用时，先用纤维素多孔膜将果蔬包覆后，再将吸水溶胀的保鲜补水凝胶均匀涂抹在第二膜体上，保鲜补水凝胶的厚度为2μm，最后用聚乙烯保鲜膜包覆即可。
实施例7：
一种生物质基可降解果蔬保鲜补水凝胶组合膜，包括位于外层的聚乙烯保鲜膜、位于中间层的保鲜补水凝胶和位于内层的孔径为100nm、添加有壳聚糖和n-羟乙基壳聚糖的纤维素多孔膜。
保鲜补水凝胶由以下重量份数的组成成分制备而成：竹炭粉80份、n,n′-亚甲基双丙烯酰胺10份、水溶性淀粉40份、琥珀酸酐10份、过硫酸铵1份、氢氧化钠5份、十二烷基磺酸钠5份、乙醇30份、去离子水800份；
制备方法如下：
(1)将竹炭粉、十二烷基磺酸钠加入到适量去离子水中，超声振荡分散10min待用；
(2)将水溶性淀粉加入适量去离子水中搅拌10min，升温至80℃搅拌30min使其完全溶解，自然冷却至室温后加入到上述竹炭粉溶液中，
(3)最后依次将n,n′-亚甲基双丙烯酰胺、琥珀酸酐、过硫酸铵加入，45℃恒温水浴反应20h，将乙醇加入后静置20min，过滤，干燥即可。
竹炭粉是由500℃高温烧制的竹炭，再利用超微粉碎技术把它加工而成，其粒度≤10μm，比表面积≥400m2/g。
本发明果蔬保鲜补水凝胶组合膜使用时，先用纤维素多孔膜将果蔬包覆后，再将吸水溶胀的保鲜补水凝胶均匀涂抹在第二膜体上，保鲜补水凝胶的厚度为0.5μm，最后用聚乙烯保鲜膜包覆即可。
实施例8：
一种生物质基可降解果蔬保鲜补水凝胶组合膜，包括位于外层的聚乙烯保鲜膜、位于中间层的保鲜补水凝胶和位于内层的孔径为500nm、添加有壳聚糖和n-羟乙基壳聚糖的纤维素多孔膜。
保鲜补水凝胶由以下重量份数的组成成分制备而成：竹炭粉100份、n,n′-亚甲基双丙烯酰胺20份、水溶性淀粉50份、琥珀酸酐25份、过硫酸铵5份、氢氧化钠15份、十二烷基磺酸钠10份、乙醇40份、去离子水1000份；
制备方法如下：
(1)将竹炭粉、十二烷基磺酸钠加入到适量去离子水中，超声振荡分散20min待用；
(2)将水溶性淀粉加入适量去离子水中搅拌20min，升温至90℃搅拌30min使其完全溶解，自然冷却至室温后加入到上述竹炭粉溶液中，
(3)最后依次将n,n′-亚甲基双丙烯酰胺、琥珀酸酐、过硫酸铵加入，45℃恒温水浴反应30h，将乙醇加入后静置20min，过滤，干燥即可。
竹炭粉是由700℃高温烧制的竹炭，再利用超微粉碎技术把它加工而成，其粒度≤10μm，比表面积≥400m2/g。
本发明果蔬保鲜补水凝胶组合膜使用时，先用纤维素多孔膜将果蔬包覆后，再将吸水溶胀的保鲜补水凝胶均匀涂抹在第二膜体上，保鲜补水凝胶的厚度为2μm，最后用聚乙烯保鲜膜包覆即可。
本发明实施例1-5制备的保鲜补水凝胶吸水、保水性能如下表1所示：
表1：
本发明实施例1-5制备的保鲜补水凝胶释放水性能如下表2所示：
表2：
实验方法为将本发明实施例1-5制备的保鲜补水凝胶均匀涂抹在隔离纸上，厚度均相同，室温放置，每日用吸水纸擦拭，10d、15d、20d、25d后测量水分含量。
从市场上购买体积适中的梨子、苹果、李子、黄瓜用本发明实施例1所制保鲜补水凝胶组合膜包裹后，分别室温放置在密封箱体中，对比例为市场上购买的同批次体积与上面相近的梨子、苹果、李子、黄瓜，用聚乙烯保鲜膜包裹后室温放置在密封箱体中，5d、10d、15d、20d后分别用深圳冠亚水果水分测试仪测量其含水率，具体结果如下表3所示，其中斜体下划线为对比例数据。
表3：
综上，本发明实施例具有如下有益效果：本发明对于蔬果有很好的保鲜补水效果，可以长时间运输保存。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。