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一、导读
宠物经济日益兴起，宠物开始走进大众家庭人们饲养猫的品种和数量也不断上升。而猫砂作为室内养猫必备的消耗品，需求量随之大幅度增长。随着猫砂行业的迅猛发展，人们对猫砂性状和功能的要求也随之变高，涵盖猫砂的吸水性、粉化率、结团性、除臭抑菌及生态环保等诸多方面。如何研制更加高效实用、生态环保的猫砂已经成为宠物行业的热门问题之一。
目前，国内对于猫砂的研究主要集中在改良制造工艺切、优化猫砂原料配比、添加有效物质改善特定功能这三个方面。国外对猫砂研究的侧重点略有不同，除研究猫砂性能的提升，更加注重猫砂的延伸功能(表1)，这些试验为猫砂的研究探索与应用提供了新思路。
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二、猫砂的种类及特点
目前市面上猫砂品种多样，按主要成分可分为膨润土猫砂、矿砂猫砂、水晶猫砂、木屑猫砂、纸屑猫砂、豆腐猫砂等。近年来，出现一些按照不同比例将不同成分或类型猫砂混合的猫砂，称为混合猫砂。
1.膨润土猫砂
膨润土猫砂的主要原料是膨润土，膨润土的主要矿物功效成分是蒙脱石，含量一般为85%~90%，其主要性质由蒙脱石决定。蒙脱石由两层Si-0四面体层夹一层A1-0八面体层组成，属于2：1型层状结构。根据膨润土层间阳离子的不同可以分为不同属性的膨润土，常用的膨润土有层间阳离子为Na+的钠基膨润土和层间阳离子为Ca2+的钙基膨润土。自然界中产出的膨润土大多数为钙基膨润土。钙基膨润土相比于钠基膨润土性能和应用并不突出，因此生产厂家经常用人工钠化的方法将钙基膨润土改型为钠基膨润土。膨润土具有一定的吸水膨胀性、分散悬浮性、触变性、黏结性、可塑性、离子交换性。通过研究发现，对钙基膨润土进行半干法钠化改性，原料加入辽宁北票斜发沸石，当其配比为94∶6时，制备的新型复合猫砂吸水、吸氨效果均达到了较高水平。相比于传统膨润土猫砂，有明显优势。
2.矿砂猫砂
矿砂猫砂是将原矿直接打成细碎的颗粒，常见的原矿是天然钠基原矿，其制作工艺比较复杂，对技术要求比较高。矿砂猫砂的结团能力较强，粉尘较少，具备一定的除臭效果，但价格相对较高，存在轻微黏底现象、猫易带出等问题。
3.水晶猫砂
水晶猫砂又称硅胶猫砂，主要成分为二氧化硅。其特点是对尿液的吸收能力强，有除臭效果对生活环境的影响不大，几乎无粉尘，对猫的影响较轻。但是结团性较差，不能完全包裹住猫的粪便。目前有研究发现水晶猫砂的延伸用途，罗瑞君等通过观察记录观察组和对照组癌性伤口患者自治疗开始至第28天的换药频率、恶臭程度、疼痛程度和伤口愈合情况等指标差异，发现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。
4.木屑猫砂
木屑猫砂的主要成分是木屑、纸浆、小麦和天然黏结剂。具有环保的天然优势，吸水效果较好、异味较小、使用寿命长，变成粉末后可直接丢弃，处理起来较为方便。但容易受潮，味道可能会引起猫的排斥。
5.纸屑猫砂
纸屑猫砂的主要成分是废旧纸质材料，其特点是质量轻，吸水性较好，吸水后会变成灰色，方便辨认及清理。可直接冲入马桶，处理起来方便。但需注意干燥保存，避免受潮，本品除臭性相对较差。
6.豆腐猫砂
豆腐猫砂以豆纤维、淀粉类物质、植物黏合剂或食用瓜尔胶等为原料制成。根据中国出入境检验检疫协会批准发布的《豆腐猫砂规范》，其中将豆腐猫砂按形状分为柱状豆腐猫砂、球型豆腐猫砂，破碎无定型豆腐猫砂、不规则型豆腐猫砂等；按质量分为优等品、一级品、合格品三个等级；按其主要添加料或气味分为原味豆腐猫砂、绿茶豆腐猫砂、活性炭豆腐猫砂、薰衣草豆腐猫砂。豆腐猫砂具备良好的吸水性和除臭效果，其天然的植物成分对猫的伤害较小，粉尘也相对较少，但其结块效果相对较差，保存起来相对不容易。同时《豆腐猫砂规范》也明确指出，豆腐猫砂在贮存时要注意保持仓库的良好通风、清洁干燥、避光、离墙离地100 mm以上，不应与其他有毒有害、易挥发、易腐蚀物品混贮。
7.混合猫砂
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近年来市场上出现一些混合猫砂(表2)，比较常见的混合猫砂主要是将膨润土猫砂和豆腐猫砂混合。豆腐猫砂原料安全，吸水性较好，抑菌除臭性较好，膨润土猫砂价格低廉，抑菌除臭性较差。可综合豆腐猫砂和膨润土猫砂各自的优缺点，在此基础上通过试验，筛选相对合适的配比工艺，研制功效性更好的猫砂。王诚等通过研究得出当豆腐猫砂与膨润土猫砂的混合比例为7∶3时，在吸水性、结团性、粉尘率和除臭性能上有良好的表现。
三、猫砂的性能研究
1.吸水性
吸水性是检验猫砂品质的重要标准。不同类型猫砂的吸水性存在一定的差异。王诚等通过各类型猫砂产品吸水率的试验比较，得出各类型猫砂产品吸水率：豆腐猫砂＞膨润土猫砂＞混合猫砂＞木屑猫砂＞纸屑猫砂＞水晶猫砂。其中豆腐猫砂的吸水率达到258.23%，水晶猫砂的吸水率只有88.13%。豆腐猫砂的吸水率最好，水晶猫砂的吸水性相对较差。满东等通过膨润土钠化工艺将膨润土钠化，并对其几项性能指标进行测试，发现膨润土经钠化后吸水率变化较大，钠化土2h的吸水率高于原土，达到436.5%。
2.结团性
结团性好的猫砂能迅速包裹尿液和粪便，让其结成团，方便清理。猫砂不断消耗的同时，可以随时补充，不用整盆倒掉，只需将结块的猫砂处理掉即可。结团性良好的猫砂，可减少处理的时间，并能延长猫砂的使用时间。乔蓓提出两种能够提高国产豆腐猫砂吸水及结团性的方法，第一种是在原料里通过添加木屑来提高其吸水性和结团性，通过此种方法得到的豆腐猫砂和国内的猫砂相比，其吸水率和结团性都提升。另一种方法是通过将国产豆腐猫砂原料与90℃的热水混合进行热处理，冷却并冷冻，干燥后粉碎得到与原始猫砂原料状态相同的粉末。通过黏度计的测量可知，热处理后的豆腐猫砂原料与275 ml水混合后的物料黏度由6.4 mPa·s提高到了11.6 mPa·s。淀粉在热水的作用下发生糊化反应可增加豆腐猫砂的黏度。黏度的提高使猫砂的结团性更好，减少了散团的现象。
3.除臭性
绝大部分猫都饲养在室内，而猫的排泄物具有一定的刺激性气味，会影响人们的居住环境，因此，猫砂应具备一定的除臭功能，能够减少异味。猫排泄物中的臭味物质主要包括尿素、尿酸、氨气、硫化氢、甲硫醇、甲硫醚、吲哚，以及芳香族氨基酸、酪氨酸降解的苯酚类产物等。猫砂常用除臭的方法是通过添加活性炭来吸附异味。王诚等通过研究发现，在加入活性炭前，对照组膨润土猫砂对氨气和硫化氢的清除率只有39%和32%左右。随着活性炭添加比例的增加，猫砂处理后的氨气和硫化氢浓度明显降低，当活性炭膨润土猫砂成分设计为钠基膨润土粉70%、麦饭石粉10%、活性炭粉20%时，氨气和硫化氢的清除率达90%以上。也可通过添加益生菌来提升臭气消除率，这种除臭方式相对来说更安全，更贴合消费者对安全性的需求。刘耀庆等通过试验对7种不同植物混合材质的畅销猫砂进行了除氨效果和气味评价，以比较猫砂除臭效果，比较后发现植物纤维成分猫砂较豆腐猫砂略好，研究证明添加植物纤维的猫砂在除臭方面性能有所提升。
4.抑菌性
猫砂作为室内用品，其抑菌性能必不可少防止因猫砂处理不当细菌滋生问题导致猫生病。杨潇等通过研究发现在猫砂中添加聚(六甲撑基双胍)盐酸盐杀菌剂制成抗菌猫砂，在一定的试验条件下对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的抗菌率分别达到99.9%和98.8%。而王诚等通过研究发现以复合生物制剂为主要成分的新型豆腐猫砂对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌和肺炎克雷伯菌的抑菌率均超过96%，抑菌作用较为明显。这些具有高效抑菌性能的猫砂有广阔的市场前景。
四、猫砂的品质改良
1.猫砂原料筛选与配方优化
猫砂原料配比的不同，会对猫砂的性能造成一定的影响。李彩霞等以NaCl溶液改性得到的改性沸石和钠化膨润土为原料，研究不同配比对猫砂性能的影响，研究发现当膨润土与沸石的配比为95：5时，各种性能指标超过国产猫砂的性能指标，接近于国外进口猫砂性能指标。我们可以通过试验对比，筛选出较优的原料配比，提升猫砂性能。
2.猫砂的加工工艺优化
通过改良优化猫砂的制作工艺来提高猫砂性能。乔蓓通过自行设计制造的实验型流化床喷雾造粒机制备颗粒型豆腐猫砂，以其吸水速度和团聚程度为评价指标，通过试验对工艺参数进行了优化。研究得出最佳工艺：黏结剂浓度按聚丙烯酰胺与水的比例为1：400进行配比，喷嘴高度选择中间位置，雾化压力为0.18 MPa，蠕动泵转速为6 ml/min，床层温度为55℃，所制得的豆腐猫砂颗粒的平均吸水速度为13.33s。利用此方法制备出的豆腐猫砂吸水速度较快，达到预期期望。
3.添加有效物质改良猫砂
猫砂自问世以来，人们对其要求不断提高，其性能的改良也一直在继续。目前市场上最常见的就是通过添加不同的有效物质来提高猫砂的性能。例如通过添加活性炭，来提升其除臭抑菌性。王诚等通过研究发现添加了嗜酸乳杆菌、酿酒酵母菌、解淀粉芽孢杆菌、根霉菌组合而成的复古微生物菌粉的猫砂，今第7天氨气去除率高达97%，硫化氢去除率高达98%，具有较好的除臭效果5。目前市场上还出现一些添加绿茶粉、樱花提取物、柠檬提取物等物质的新型猫砂，这些添加物在不同方面改善优化了猫砂的性能。
猫砂的研制方法不断创新，我们可以在基础功能上添加一些辅助功能。例如市场上一些新型猫砂，在豆腐猫砂的基础上添加隐血测试颗粒，当颗粒由白色变为蓝绿色，代表检测到血红蛋白，方便随时监测猫的健康情况。
五、猫砂的研究内容与发展趋势
目前对于猫砂方面的研究还存在一些问题仍需改进。如猫砂的品质评价体系比较缺乏，也比较素乱，我们需要从物理性状、感官评价、营养指标、功能评价、加工工艺、安全卫生评价等方面构建系统的评估体系；猫砂中添加的物质可能会对猫本身甚至人类安全造成伤害。针对此类问题，在研制猫砂时，可选用新型安全添加剂，考虑从植物中获取有效成分；混合猫砂在制备时，要掌握最优配比，注重综合性能的提升。
随着猫砂行业的飞速发展，猫砂的环保问题不容忽视。首先要保证使用后被丢弃的猫砂是可降解的，在此基础上，可考虑将其制备成肥料，实现废物利用。同时可参考借鉴国外猫砂的研究方向，在研究提升猫砂性能的基础上探究其延伸功能，解决更多养猫过程中遇到的实际问题。例如通过添加有效物质初步检测猫的身体健康状态、辅助培养猫定点排泄习惯及改善猫的攻击行为等，拓展研究猫砂在其他领域的应用价值。猫砂未来的发展方向应趋于多元化，为养猫家庭提供更多便利。
来源：李佳等《猫砂的研究与应用进展》
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