宠物臭味及除臭剂应用的研究

王金平 张 咪

（江苏雪豹日化有限公司，江苏无锡，214400）

宠物是以供玩赏、伴侣为目的而饲养或管领的动物，随着人们生活质量的提高和思想观念的转变，越来越多的家庭开始饲养宠物，以犬、猫等动物类宠物居多。宠物在给人们带来乐趣的同时，也存在一些困扰，尤其是饲养过程中产生的异味，例如汗腺分泌的油脂的腥臊味、排泄物异味等，不仅散发臭味，还含有多种有害物质。

1 宠物臭味来源

宠物的个体气味主要来源于气味腺、唾液、尿和粪便等，与细菌、寄生虫、病毒接触会直接影响气味物质的形成，使宠物产生臭味，经常出现臭味的部位有口腔、胃肠道、皮肤等[1]。

1.1 口腔

宠物患有口腔疾病如牙周病、牙结石时，唾液会更黏稠，不仅带来强烈异味，还会产生大量有害菌，这些有害菌在口腔温暖、潮湿的环境中大量繁殖，会产生硫磺成分，形成臭味。

1.2 胃肠道

宠物胃肠道菌群失调、粮食代谢异常时，会发酵产生异常的氨味，同时进食腐败食物、高蛋白质、含硫量高的氨基酸食物，会产生带有臭味的胃气。

1.3 皮肤

宠物的毛发在为皮肤提供保护的同时会附着大量污物和细菌，与顶浆汗腺分泌物结合会产生腥臭味。体表寄生虫咬伤宠物皮肤，致使细菌感染引起炎症，会加重产生的异味。

2 宠物臭气成分

宠物产生的臭味气体主要包括氮化物（氨气、甲胺）、硫化物（硫化氢、甲基硫醇）、脂肪族化合物（吲哚、丙烯醛、粪臭素、甲烷等）[2-4]。蛋白质和氨基酸降解能产生氨，浓度可超过1000mg/kg，但氨的臭气感知浓度比较高，一般认为是相对次要的恶臭物质。氨是一种碱性物质，它对皮肤组织有腐蚀和刺激作用，在浓度10000mg/kg时，氨对湿皮肤产生刺激，与液化氨直接接触能对皮肤产生冻伤与腐蚀烧伤；氨被吸入肺后容易通过肺泡进入血液，与血红蛋白结合，破坏运氧功能。硫化氢、甲基硫醇等含硫化合物的产生量小于氨，但感知浓度非常低，对恶臭的贡献很大。硫化氢有着很强的毒性，会刺激人的眼膜和呼吸系统，阻碍人体的氧化过程，使人体缺氧，当浓度≥760mg/m3时，人会很快出现急性中毒，呼吸麻痹而死亡[5-6]。

3 宠物除臭剂的分类

宠物臭气中的恶臭物质不仅刺激人的嗅觉器官，而且其中的氨和硫化氢气体易溶于水，可被人畜黏膜、结膜等部位吸收，直接危害人体和动物健康，所以除臭剂的开发和使用具有重要意义。目前市场上的宠物除臭剂按照除臭机理，可以分为物理型除臭剂、化学型除臭剂、生物型除臭剂、植物型除臭剂[7-9]。

3.1 物理型除臭剂

物理型除臭剂是通过多孔物质的物理吸附将臭气去除，这类除臭剂比表面积大、空隙多、吸附交换能力强，可利用分子间范德华力将臭味物质吸附，由于吸附所需时间长，消臭速度较慢。常用于宠物消臭的物理型除臭剂材料主要是活性炭。

3.1.1 活性炭

活性炭材料是经加工处理所得的无定形碳，发达的空隙结构使其具有较大的接触面积，对气态物质具有良好的吸附性能。当活性炭吸附的容量达到上限后，由于饱和效应，迅速失去吸附能力，如不及时进行更换，由于范德华力的存在，气体分子间会失去抓力从而造成二次释放，形成二次污染[10]。另外，由于吸附具有选择性，活性炭对氨气的消臭作用很差。

3.2 化学型除臭剂

化学型除臭剂是将恶臭成分与消臭成分经过氧化、还原、加成、缩合等化学反应，转化成无臭物质，彻底将臭气成分分解，除臭迅速、效果好，是目前应用最为广泛的除臭剂。常用于宠物消臭的化学型除臭剂材料主要有蓖麻油醇酸锌、大豆乙基硫酸乙酯吗啉、二氧化氯、光触媒、甲基丙烯酸脂肪醇、木醋酸等。

3.2.1 蓖麻油醇酸锌

TEGO Sorb A30是由蓖麻醇酸锌和锌原子活化剂组成的一种除臭剂材料，通过成键机理来除臭，活化的锌原子可以和臭味中的氮、硫原子形成很强的化合键，从而彻底消除臭味，是一种高效环保的新型除臭材料，具有无毒、无味、容易生物降解等特点[11-12]。

3.2.2 大豆乙基硫酸乙酯吗啉

大豆乙基硫酸乙酯吗啉（商品名FORESTALL）是一种非常独特的阳离子表面活性剂，通过配位或中和有异味的有机分子，减少其在蒸气相中的浓度，达到去除臭味的效果。大豆乙基硫酸乙酯吗啉水溶性好，活性用量少，无须额外添加香精，除臭效果好。

3.2.3 二氧化氯

二氧化氯是一种强氧化剂，周云等[13]研究发现二氧化氯可以迅速破坏带有发臭基团的化学物质（如氨、二甲基胺、硫化氢、丙硫醇等），在极短的时间（4～15s）内将臭味物质氧化，转化为无臭味的物质。同时，二氧化氯也是一种公认的安全、无毒绿色消毒剂，对人体及动物没有危害，对环境不造成二次污染。

3.2.4 光触媒

光触媒是一种以纳米级TiO2为代表的具有光催化功能的光半导体材料的总称，在紫外光及可见光的作用下，会产生类似光合作用的光催化反应，产生自由氢氧基和活性氧，具有很强的光氧化还原功能，能有效地降解甲醛、苯、甲苯、二甲苯、氨等有毒有害气体，还能有效杀灭多种细菌，并能将细菌或真菌释放出的毒素分解及无害化处理，无毒、无害，对人体安全可靠。

3.2.5 甲基丙烯酸脂肪醇

甲基丙烯酸脂肪醇是一种温和的酯类除臭材料，由于其带正电性，可以吸附带负电性的臭气分子基团，同时能与巯基（-SH）、氨基（-NH2）、醛基（-CHO）等基团发生加成反应，达到去除臭味的效果。

3.2.6 木醋酸

较高的有机酸浓度有利于形成较大的pH缓冲量，有利于去除臭味。常用的酸类除臭材料有柠檬酸、醋酸、木醋酸，其中木醋酸的作用很大，具有良好的酸性缓冲，富含木香油和酚类（邻甲氧基苯酚、甲酚等），可以起到加香和杀菌功效，相对于人工合成的化学试剂更安全。

3.3 生物型除臭剂

生物型除臭剂是利用微生物菌群代谢或其代谢产物，有效降解挥发性脂肪酸和硫化氢等常见臭味因子，对人畜安全无毒，无刺激性，可生物降解，无二次污染，但是消臭作用时间长。常用于宠物消臭的生物型除臭剂材料主要是微生物酶。

3.3.1 微生物酶

微生物酶除臭法是利用从特定微生物（光合细菌、乳酸菌、酵母菌等菌种）的发酵液中提纯的活性酶，对特定环境进行空气除臭治理。例如脱硫氧化酶，可以作为硫化氢氧化反应的催化剂，能够降低硫化氢氧化时的反应能，将硫化氢转化成无毒无害的硫酸根离子，消除硫化氢的臭味。

3.4 植物型除臭剂

植物型除臭剂是萃取植物根、茎、叶、花、果实等部位的有效成分，主要是类似邻苯二酚、对苯二酚和间苯二酚的化学物质，与臭味分子基团发生化学反应，削弱异味分子中的化合键，最后生成无味、无毒的物质，对氨、硫化氢等恶臭有良好的分解去除效果。植物型除臭剂原料来源广泛，使用方便，有着广阔的发展前景。常用于宠物消臭的植物型除臭剂材料主要有茶叶提取物、丝兰提取物、芬多精等。

3.4.1 茶叶提取物

茶叶提取物中主要是黄烷醇类（主要是儿茶素类化合物）、黄烷酮类、花色苷类、芬酸类等多酚类物质，儿茶素类化合物的基本结构为二连（或邻）苯酚基苯并吡喃衍生物，正是这种连苯酚基或邻苯酚基结构，使其具有除臭活性。儿茶素环上的羟基具有较强的极性，容易断裂，与硫化氢气体结合生成新的化合物，不产生硫酸；同时羟基可以提供H+，可以同氨分子中的氮原子共用一对电子从而生成铵盐，去除氨气，使臭味减轻[14-15]。

表1 除臭剂材料对氨、硫化氢的去除效果

3.4.2 丝兰提取物

丝兰提取物的主要活性成分是丝兰皂苷、丝兰酚、多糖，皂苷作为一种脲酶抑制剂，可以减少含氮物质降解生成氨气。丝兰提取物中的大分子和活性基团可以吸附氨气分子；多酚类物质可以结合氨基；多糖可以促进微生物利用氨气合成菌体蛋白，一方面减少氨气生成，另一方面增加氨气的消耗利用，减少臭气中氨含量[16]。

3.4.3 芬多精

芬多精是森林植物为保护其本身而散发的用以杀灭细菌、病毒，防止寄生虫等侵害的挥发性物质，主要包含单萜烯、倍半萜烯、双萜烯等，具有特别的香气，能够遮盖异味，同时其杀菌除虫作用能从根源上去除臭味，减少异味产生[17]。

4 除臭剂效果评价

目前国内没有针对除臭剂相应的国家标准，不能对其进行统一评价，主要参照QB/T 2761《室内空气净化产品净化效果测定方法》，通过测试除臭剂对氨、硫化氢、三甲胺、甲硫醇等特征臭物质中某一种或者多种臭气的去除率，进而评估产品对臭气的去除能力[18]。刘青松[8]建立了一套通过对特征臭物质仪器分析来评价除臭效果的方法，比较了多种除臭剂材料对氨臭、硫化氢臭的去除效果（见表1）。从表1中可以看出，几种除臭剂材料对氨的去除效果较好，对硫化氢的去除效果较弱。路鹏[19]等人在等体积密闭空间内预置相同臭源，定量喷洒化学型、植物型与生物型3类除臭剂人工嗅辩评价其除臭效果，并以全二维气相色谱法分析消减的VOC物质，发现植物型除臭剂的使用效果最好，生物型除臭剂效果次之，除臭剂对臭源中标志性恶臭物质有明显消减作用，但除臭剂用量与除臭效果不成正比关系。

5 结语

随着宠物市场的扩大，近年来对宠物除臭剂的需求量也不断增加，市场潜力巨大。目前市场上常见的宠物除臭剂主要有物理型、化学型、生物型、植物型4种，通过分析这些除臭剂材料的除臭原理和效果，发现单纯依靠物理吸附作用的活性炭类除臭剂已趋于饱和，除臭效果较差；生物型除臭剂消耗时间较长，生物酶的活性也会影响除臭效果；化学型和植物型的除臭剂材料主要通过分解作用快速、有效除臭[20]。由于不同类型除臭剂材料对臭气成分中不同物质的分解能力不同，在设计除臭剂配方时可以根据除臭剂的作用原理和特点，选择多种安全、有效的除臭剂原料复配使用，同时结合宠物臭味的来源，加入具有抑菌作用的成分，从源头上控制异味的产生，使除臭效果更理想。