不同类型的宠物猫砂的质量评定及物理吸附效果的研究

刘策 刘昭华 孙海涛 陈雪梅 林振国

不同类型的宠物猫砂的质量评定及物理吸附效果的研究

刘策 刘昭华 孙海涛 陈雪梅 林振国*

（山东省农业科学院畜牧兽医研究所 山东省畜禽疫病防治与繁育重点实验室 山东 济南 250100）

随着宠物消费的日益提高，宠物猫砂的需求日益提高。然而不同类型的猫砂良莠不齐，急需要解决宠物猫砂的品质，建立猫砂评价体系。本研究在市面上征集19种猫砂产品，根据不同类型的猫砂进行外观质量和物理吸附效果的研究。结果表明，除了水晶猫砂之外，其余猫砂都具有良好的吸水能力。相比木质猫砂和豆腐猫砂，膨润土猫砂及水晶猫砂具有较好的除臭能力。木质猫砂由于原辅料来源的巨大差异造成了粉尘率的巨大变化。水晶猫砂几乎不具有接团特性。本研究为猫砂质量的控制和猫砂生产标准提供了方法和理论依据。

宠物猫砂 吸水率 接团特性 除臭力

目前随着养宠人士的越来越多，“猫经济”逐渐崛起。除了猫用食品之外，猫砂作为产业规模最大的宠物用品、消耗品，其产品质量越来越收到宠物主人的关注。猫砂，俗称宠物垫土，用以排除家养宠物如猫、狗等粪便及其异味，从而保持居室卫生的一种吸附材料。早期的猫砂主要是以不凝结的猫砂为主，大家主要是为了收纳猫便[1]。但是随着猫砂技术的不断进步，人们不仅限于收纳这样简单。经过多年的发展，市场上出现了很多新型猫砂产品。市场上主流的猫砂包括膨润土猫砂、豆腐猫砂、水晶猫砂及木质猫砂。随着养猫数量的不断扩大，市场对于高品质猫砂的需求日益强烈。因此，开发新型宠物猫砂原材料，制造新型猫砂类型是目前宠物猫砂研究的重点。但是因为不同类型的猫砂原料不同、加工工艺不同造成了猫砂在质量上有很大的区别，产品质量的评定标准亟待建立。

目前评定宠物猫砂的主要指标除了产品自身的颗粒大小、颜色外观之外。产品的吸水性、吸氨性和接团性作为重要的物理指标可以作为研究其对水分的粘合情况。此外猫砂中的甲醛、霉菌毒素含量等化学指标也作为宠物猫砂对消费者安全性的重要指标。目前国内仅有少数宠物猫砂大企业具有产品企业质量标准，缺乏全国性或者地域性、行业性的标准。本研究旨在对市场上征集的各种不同类型猫砂进行物理指标的研究。重点研究对水分、氨气的吸附效果。在实验室模拟家庭环境下猫砂的质量性状。通过本研究可以为猫砂产品生产规范和检测提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 产品来源与取样 本研究从市面上征集不同类型、不同品牌的猫砂产品，其中膨润土猫砂4种、豆腐猫砂4种、木质猫砂4种、其他混合猫砂3种、水晶猫砂4种，共计19种猫砂产品。统一分装后进行试验。

1.2 粒径与基本形态 对产品基本形态进行描述(颜色、形状及气味)，并使用游标卡尺每一中猫砂产品随机选择5~6枚猫砂颗粒观察测定其粒径。

1.3 猫砂含水量测试 参照《GB 5009.3-2016 食品安全国家标准食品中水分的测定》的第一法进行。称取约5g的猫砂产品在105℃条件下干燥直至达到恒量，将减轻的重量除以干燥之前的重量以百分率表示至小数点第一位。

1.4 视比重(容重)的测定 将猫砂在不施以振动的状态下倒入200ml量筒内，将量筒面多余的猫砂刮平，测量筒内猫砂的重量。按下式计算视比重，其值表示至小数点第二位。视比重g/ml=重量(g)/200(ml)。

1.5 脱臭力试验 将猫砂一定体积的猫砂置于 2.0L 的密封容器之内让猫砂均匀的分布于容器底部。将浓度0.1%的氨水溶液1ml滴入容器之后闭紧封口。放置20min之后，用氨气浓度仪(ARS800)测定检测仪测定浓度，测定时检测管的尖端应与容器密闭封口同一水平处取样测定。

1.6 吸水性试验 将200目标准筛放入白瓷盘中，并将一张慢速定性滤纸放在200目标准筛筛网上，往白瓷盘中倒水，当水面刚好将标准筛中的滤纸完全润湿时即停止倒水。取出润湿后的滤纸称量，记录润湿后滤纸的重量m1。将称量后的滤纸放回到200目筛中并铺平，用量筒量取10ml猫砂倒在滤纸表面，平铺但不要超出滤纸范围，开始计时，保持15min；将滤纸和吸水后的猫砂一同取出称量，得到此时的重量m2。猫砂吸水性(g/ml)=(m2-m1/g)/10ml×100。

1.7 结团块试验 将1kg膨润土猫砂平铺于25cm ×12cm×8cm(长×宽×高)容器中。配置1% NaCl溶液，溶液在37℃水浴中备用。使用时从2.5cm的高度，将温热的NaCl溶液吸入注射器中。在5s的时间内，垂直加入到膨润土猫砂中。10s后，倒出结块试块，观察结块形状并记录。无论结球是何种形态，让试块从15cm高度自由落下，记录试块破碎时落下的次数，该次数即为结块强度。对于10次以上仍然不破碎的接团，记为10次。

1.8 粉尘率测定 使用量筒称取200ml猫砂，过100目筛后筛出的成分进行称重，比重记为粉尘量。粉尘率(g/ml)=筛下部分的重量g/200ml。

1.9 数据分析 所有试验结果通过EXCEL2016进行初步整理分析，以不同类型猫砂作为研究对象。将同一类型猫砂的不同品牌的猫砂作为试验重复。试验结果使用“平均值±标准差”的形式表示。

2 结果与讨论

2.1 基本形态及水分含量 （1）表1描述了不同类型猫砂的颜色、形状和气味等基本形态信息。值得注意的是，为了增强宠物或者宠物主人的感官喜好，在部分猫砂产品中添加了部分香精，从而产生不同的香气。产品粒径方面，由于每种品牌的膨润土猫砂和豆腐猫砂都使用同一种生产模具和生产工艺。对于水分含量而言，所有产品的水分含量均小于10%，企业标准规定宠物猫砂的水分小于10%。说明产品达到质量要求，过高的水分含量可能预示着猫砂加工储藏过程中极易受潮，从而失去了吸收水分、尿液的能力。因此水分含量作为评价猫砂指标的重要指标。其测定方式可以参照饲料、食品中水分含量的测试方法，或者在有条件的企业研究使用近红外广谱技术对猫砂进行水分或者其他色泽的测定。（2）猫砂的容重代表了单位体积下猫砂产品的质量，也就是猫砂的密度。一般猫砂生产销售都按照体积来计算。猫砂的容重与产品的性状和结构有重要关系，虽然它不直接反应产品的质量。但是产品的容重比例的稳定代表产品品质的稳定，也可以作为衡量猫砂产品没有掺假的重要指标之一。以下评价指标建议以单位以蒙脱石为原料的膨润土具有更大的容重。

2.2 吸水率 （1）宠物猫砂吸水性是最为重要的指标之一。目前生产中一般通过以标准筛和慢速中性滤纸作为媒介研究猫砂的在一段时间内吸收水分的能力。由表2可知，本研究通过此方法进行研究发现，除了水晶猫砂之外，其余的猫吸水率在250~300g/ml之间，这就意味绝大多数猫砂在15min之内，吸收了大于自身体积25倍以上的水。猫砂颗粒之中的多孔性、吸附性决定了这些猫砂具有较强的水分吸附能力。同时研究发现，水晶猫砂的吸水率显著小于其他猫砂产品，小于100g/ml。李彩霞等[2]研究表明，膨润土猫砂在20min具有240%的吸水率，这与本研究结果基本一致。李志鹏[3]改进矿物猫砂的产品配方，改性沸石5%+钠基膨润土95%+水玻璃(20ml/100g)。并且对不同的猫砂产品进行了性能测试，有较好的应用前景和市场价值。（2）水晶猫砂也称硅胶猫砂, 是用硅酸钠和硫酸反应，并经老化、酸泡等一系列后处理过程而制得。硅胶属非晶态物质，不溶于水和任何溶剂，化学性质稳定，除强碱、氢氟酸外不与任何物质发生反应。因此可见水晶猫砂较差的吸水率。

表1 不同类型猫砂的基本形态和水分含量

2.3 除臭能力(氨气浓度) 具有较高除臭能力的猫砂具有对氨气、硫化氢等不良有害气体的吸收能力，从而提高养宠的环境。本研究通过在猫砂中添加氨水溶液的方式来模拟家庭环境下家猫除臭和降低氨气的能力。通过20min的时间，猫砂与氨气相互反应最终使用氨气测定仪来描述宠物猫砂的对氨气的吸收能力。由表2可知，水晶猫砂的吸收氨气的能力最强，氨气的浓度最低。其次为膨润土猫砂。膨润土猫砂是以蒙脱石为主要矿物成分，具有较强的物理吸附和化学吸附能力。膨润土的除臭能力可能与蒙脱石的离子交换能力有关[4]。另外可以看出，植物源猫砂的吸收效果要差于矿物源猫砂，通过误差分析不同的植物猫砂(豆腐猫砂、木质猫砂)的变化程度较大，说明不同的植物猫砂的除臭效果差异比较大。

表2 不同类型猫砂的物理吸附特性 (%、ml/L)

2.4 粉尘率 优质的宠物猫砂应该具有较少的粉尘。劣质的猫砂造成的粉尘可能诱发宠物猫的呼吸道系统的疾病。猫砂带来的粉尘不仅会给室内的空气造成污染，还会使猫咪的口腔眼鼻造成影响，出现打喷嚏、咳嗽和流泪等各种问题。罗瑞君等[5]研究表明，硅胶猫砂可显著吸收癌性伤口的渗液、控制癌性伤口患者的恶臭,减少更换敷料的频率。杨潇等[6]研究添加双胍类抗菌剂的新一代猫砂具有很好的杀菌效果,是一种理想的宠物垃圾清洁剂,改善了饲养者的家庭环境。本研究通过一定体积下一定频率下通过100目筛的粉尘质量。由表2可知，矿物猫砂(水晶猫砂及膨润土猫砂)具有较少的粉尘。而植物猫砂(豆腐猫砂、木质猫砂)的粉尘率更高，而且差异很大。不同类型的植物猫砂由于加工工艺、原料的不同，造成了粉尘率的不同。下一步需要建议猫砂生产企业进行工艺改良以降低粉尘。木质猫砂产品是以回收松木、纸浆或小麦副产品为原料，属于环保类型的猫砂产品[7]。因此将木质猫砂的开发利用可以开发更多的木质废物，变废为宝。但是提高木质猫砂的质量仍然任重道远。

2.5 接团特性 接团特性是指吸收水分后的猫砂成团的能力。良好的猫砂应具有较强的接团能力，形成团的猫砂可以避免对动物皮肤的侵害。也有助于宠物主人对使用后的猫砂进行清理。本研究开展接团特性试验使用37℃的NaCl溶液在一定时间内注射入猫砂来模拟家庭使用环境。

表3 不同类型猫砂产品的结团特性

研究结果表明，水晶猫砂几乎不具有接团特性。注射入的盐水溶液部分被水晶猫砂吸收，一部分最终下沉。这一研究结论与2.2吸水特性的研究结果一致。同时研究表明，膨润土猫砂的接团质量最重，其次是豆腐猫砂。但是由于猫砂在容重上的差异。接团的质量不代表猫砂对水分的吸收和凝聚能力。通过在一定高度摔下解体的次数来模拟接团的强度。由表3可知，膨润土的强度最佳，其次为两种植物性猫砂。豆腐猫砂是以豆腐渣、瓜尔胶等原料制作的一类植物性猫砂。

3 结论

本研究对不同类型的猫砂进行质量评定和物理吸附能力研究。结果表明，水晶猫砂具有良好的吸收氨气能力和较低的粉尘，但是几乎不具有接团能力，吸水性较差。木质猫砂和豆腐猫砂由于制作工艺和原辅料料来源的差异，造成了在各个指标方面差异较大，这两类猫砂的质量品控急需解决。膨润土猫砂在各个指标方面都表现良好，变异性小。本研究结果为规范宠物猫砂的生产和宠物猫砂标准的起草提供了理论依据。

[1] 王鸽. 猫砂用膨润土的试验研究[J]. 中国非金属矿工业导刊. 2016(03): 14-16.

[2] 李彩霞, 李志鹏, 任瑞晨等. 膨润土/沸石制备猫砂实验研究[J]. 硅酸盐通报. 2011, 30(5): 1168-1172.

[3] 李志鹏. 北票天然沸石改性及其制备宠物猫砂工艺研究[D]. 辽宁工程技术大学: 阜新, 2009.

[4] 养猫家庭如何减少猫猫异味[J]. 农家参谋. 2012(8): 31.

[5] 罗瑞君，熊敏芳. 硅胶猫砂用于晚期恶性肿瘤患者癌性伤口的疗效观察[J]. 护理学报. 2017, 24(15): 64-66.

[6] 杨潇，周晓彤. 新型双胍类抗菌剂在硅胶猫砂中的应用研究[J]. 广东化工, 2006(9): 18-19.

[7] 罗红. 四款猫砂简介[J]. 农家参谋, 2013(12): 30.

山东省农业科学院农业科技创新工程伴侣动物创新团队(CXGC2018E10)；山东省畜禽疫病防治与繁育重点实验室开放基金(2019SYSZR05)。

（2020–04–13）

S829.3

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1007-1733(2020)07-0016-03