宠物护垫类产品从抗菌到异味的控制

沈月伟 迈克欣生物科技（上海）有限公司

本文首先对目前国内外宠物市场情况进行了简单的归纳整理，其次针对宠物异味控制方面进行探讨，从异味的形成机理以及微生物活动与异味关联性方面进行了解释，列举了迈克欣实验室从微生物控制角度对异味的产生进行控制的解决方案；最后对宠物护垫类产品的发展以及功能性的赋予进行了展望。

1 宠物护垫类产品的市场概述

1.1 欧美宠物市场概述

美国宠物行业已经进入成熟期，整体发展稳健，2021年美国宠物市场规模达1,236亿美元，超过了预期值1,096亿美元，与2020年相比增长19.31%。其中宠物食品类占比40.5%，宠物用品类占比24.1%。

图1 美国宠物市场规模细分

2021年欧洲宠物市场消费总额达439亿欧元，相较于2020年增长2.1%，其中食品销售额达227亿欧元，宠物用品和宠物服务销售额达212亿欧元。未来五年该地区消费预期将以较低速度持续增长。其中宠物食品类占比51.7%，宠物用品类占比21.4%。

图2 欧洲宠物市场规模细分

1.2 日本宠物市场概述

日本经济增长停滞、育儿成本高、宠物高龄化等因素促进宠物护理行业发展。2021年日本宠物行业市场规模为1.63万亿日元，保持平缓增长。其中宠物食品类占比32%，宠物用品类占比51%。

图3 日本宠物市场规模细分

1.3 中国宠物市场概述

2017—2021年我国宠物市场高速发展，2021年我国城镇宠物（犬猫）消费市场规模达到2,490亿元，比2020年增长20.58%；随着宠物家庭渗透率和行业成熟度的持续提升，我国宠物行业市场规模呈现稳步上升的态势。其中宠物食品类占比52%，宠物用品类占比12.8%。

2021年，中国市场中的头部宠物卫生用品生产企业销售业绩相较2020年均有所增长，宠物卫生用品以出口为主，出口量占产量的比例高达83.5%。护垫类卫生用品主要是以宠物垫和宠物纸尿裤为主，其中几家主要生产商的年生产能力总计为宠物垫74.8亿片/年，宠物纸尿裤15.15亿片/年。

产品结构上，消费量占比最大的产品为宠物垫，因其使用便捷，所以用量高于宠物纸尿裤。未来，或有更多生产企业进入该市场，成为新的产品增点。

2 异味的形成机理及与微生物关联性

宠物护垫在使用过程中的异味控制，是目前市场的普遍诉求。研究异味形成的机理，对相关功能性的开发至关重要。

宠物的个体气味主要来源于气味腺、唾液、尿和粪便等，宠物的分泌物及排泄物与细菌、寄生虫、病毒接触会直接影响气味的形成，使宠物产生臭味，经常出现臭味的部位有口腔、胃肠道、皮肤/毛发等。

这些分泌物及排泄物在微生物的作用下进行分解发酵产生异味因子，如氮化物（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）。这些异味因子会吸附在宠物的皮肤及毛发上，一方面会造成难闻的气味，另一方面也会对宠物的健康造成危害。

3 如何在护垫类产品中实现异味控制

3.1 前端干预控制

对异味的控制，要从根源控制，但又不能影响宠物本身的正常生理现象。宠物的臭味也与基因、细菌、激素等密切相关。针对基因与激素进行前端干预控制显然不太合适，会影响到宠物正常的生理习性。某些异味的产生，例如微生物的发酵作用，在宠物体内就已经进行，因此可以在合理条件下，科学的对宠物的肠胃进行调理，比如通过一些益生菌和科学的喂食方式，调节宠物肠道菌群，来进行异味控制。

3.2 微生物控制途径

在微生物滋生及分解代谢物的环节上加以控制是比较合理的，可以有效切断排泄物/分泌物与大部分异味因子之间的转化途径。

对于棉纤维上细菌与气味的相关性，通过测试发现细菌数量需要在储存/磨损期间增加才能检测到气味。因此，如果细菌的数量可以保持不变或减少，那么异味的产生也会减少（见表1）。

表1 棉纤维上细菌与气味相关性

通过在护垫类产品中添加抗菌因子来杀灭或抑制代谢物中本身存在的微生物及防止外界微生物的入侵，可以阻断或延缓异味的产生。

3.2.1 SAP高吸收树脂与抗菌剂的结合

SYNGUARDTMBKC100是一款特殊规格的苯扎氯铵抗菌因子，其产品的特性可以与SAP很好的切合。

SYNGUARDTMBKC100为白色晶体粉末（外观与SAP接近，包括粒径大小），可以均匀分布；接近于无味，不会对SAP及后续的产品造成气味困扰；BKC100具有很好的水溶性及表面活性，在SAP吸水的同时，BKC100开始缓慢释放于水中，发挥其抗菌效果。

表2是在SAP中混入SYNGUARDTMBKC100后，加入一定比例的水，验证其抑菌性能。

表2 SAP中SYNGUARDTM BKC100的抑菌性能

3.2.2 尿垫中抗菌因子的应用实例

实验设计：实验尿垫主要由15%的SAP，85%的化学浆构成，其中SAP中分别混合添加1%、1.5%、2%的SYNGUARDTMBKC100，然后植入人工尿液，分别观察3种细菌在尿液中的生长情况，以及尿液pH值和气味的变化。SYNGUARDTMBKC100的添加比例为相对于SAP的占比。

测试菌株为：CCUG 24 Escherichia coli 930224大肠杆菌、CCUG 9997 Enterococcus faecalis 930128粪肠球菌、CCUG 4637 Proteus mirabilis 910926奇异变形杆菌。人工尿液由实验室配制。

从表3中可以看出，细菌在处理过的护理垫上生长很快，从1#试验组来看，在10小时内数量从103CFU/mL增长到109CFU/mL，并有异味产生，15小时后，细菌数在109CFU/mL范围内略有增长，但气味变得更加强烈，pH值也有上升。但前5个小时内数量从103CFU/mL增长到107CFU/mL，并无明显气味产生，与菌的代谢程度有关（持续时间及菌的数量）。实验表明这样的环境是很适合细菌生长的。气味为氨水类化合物特征，是奇异变形杆菌作用产生，也是造成pH值上升的原因。

表3 样品上细菌生长，pH值和气味变化情况

表4 滤液残留检测

将SAP添加1.5% SYNGUARDTMBKC100处理，实际使用条件下，至少可以起到10小时或者是一整晚的气味抑制效果。

实际条件下，抑制尿垫异味的产生与尿垫的使用时间长短，以及尿液中细菌、营养物质的含量密切相关。

安全与残留：用实验室制备的护垫样品做过滤后的滤液残留检测，均未检出有残留。

3.3 已生成异味的消除控制

异味一旦产生，再在微生物环节进行干预，效果已然不会太大，只能起到延缓异味加重的作用，但也有一些特殊的抗菌因子能起到消除吸附异味的作用，如具有阳离子性且有一定吸附作用的物质。

对于已产生的异味清除，需要借助到一些特定的除异味因子：

1）化学除臭剂：常见的化学除臭剂通过和臭味分子的化学反应和化学键合，达到去除异味的效果，如蓖麻油酸锌。

2）臭味吸附技术：臭味吸附技术是指使用一定的吸附底物去结合臭味分子，从而达到去除异味的作用，如膨润土，活性炭。

3）生物除臭剂：生物除臭剂一般使用微生物代谢产生的酶或者直接添加酶，来降解引起不愉悦气味的有机物，从而控制或者抑制异味的产生。

4）香精遮盖技术：普通的香精掩盖技术，用香味去遮盖异味。香精中的一些高效除臭技术。可以通过和臭味分子结合，转化成非臭味分子，比如香精中的醛类和酮类化合物通过和臭味分子发生反应，转化成全新非臭味分子，从而降低了臭味强度。另外一方面可以作用于三叉神经的嗅觉受体，使其对臭味分子不敏感。

值得注意的是，在采用香精技术的时候需要考虑宠物的嗅觉比较灵敏且柔弱，一些香味物质容易刺激宠物嗅觉，带来不利于宠物健康的影响。

4 产品创新与展望

在传统护理垫的基础上加以创新，赋予一些新理念和多功能将是发展必不可少的，包括根据不同区域、不同种类的爱宠有针对性的设计不同大小、厚度、吸水性等差异化需求的产品，让宠物更加舒适，在护理垫的材料选择方面往可降解方向发展。