猫砂结团强度主观评价数据化的研究

陈若楠，孙建蒙，李露，殷国政，刘耀庆，温敏,2

（1.乖宝宠物食品集团股份有限公司 山东聊城 252000；2.聊城大学生物制药研究院 山东聊城 252000）

近年来，我国宠物行业发展迅速，随着国民经济能力与消费能力的提高，“猫经济”逐渐发展起来。猫砂作为宠物用品中最大的消耗品，其质量问题越来越受到养猫人士的重视。猫砂也称为宠物垫土，一般具有较好的吸水性、结团性等特点[1]。最初的猫砂是由黄砂、煤灰等制成，但是由于结块性不强等缺点导致耐用性差，经常需要全部清理[2]。而且早期猫砂仅仅只有收纳猫便的功能，但是随着猫砂技术的不断创新与进步，人们对猫砂的要求不仅仅收纳粪便那么简单。为了满足消费者不断增加的品质需求，市场上出现了很多不同种类、不同功能的猫砂。但是目前没有专门针对猫砂的产品质量评定的国家标准，猫砂质量参差不齐，猫砂企业各自的出厂检验结果与用户反馈有偏差，用户体验感较差。

目前评定猫砂的主要指标除了样品外观、色泽、气味等感官指标外，产品的吸水率、含粉率、结团强度等物理指标也非常重要。另外，猫主人对于清除猫砂时猫砂的结团性非常关心。针对此种情况，我们设计了猫砂结团强度的测试。本次实验仅针对实验室测试与猫舍实际使用情况展开研究，实验室测试又分别在不同湿度、不同震动时间条件下模拟猫尿液进行猫砂结团强度测试。通过本次研究可以为建立与用户体验一致的测试方法和优化现有的猫砂标准提供研究方向。

1 实验材料与方法

1.1 猫砂的来源与取样

通过市场调研，选取比较畅销的六款猫砂。包括一款混合猫砂、两款豆腐猫砂、三款植物猫砂。统一分装后进行实验。其主要成分见表1。

表1 猫砂样品成分表

1.2 试剂材料

0.9%氯化钠。

1.3 实验仪器

恒温恒湿培养箱（天津赛得利斯实验分析仪器制造厂）、振动筛（河南众人天机械有限公司）、蠕动泵、水浴锅（上海力辰邦西仪器科技有限公司）、天平（精确度0.01 g）、鼓风干燥箱（上海博讯医疗生物仪器股份有限公司）、万分之一天平（梅特勒-托利多仪器上海有限公司）。

1.4 实验动物

36 只健康猫咪，家庭环境下饲养，包含市场常见品种：布偶、金渐层、银渐层、美短、中华田园猫、暹罗、蓝猫，年龄在1～5 岁之间，公母比例1:1。基本信息见表2。

表2 猫咪信息表

1.5 实验方法

1）猫舍测试方法。①在某集团旗下宠物营养研究与发展中心的猫舍（图1）中进行测试。猫舍配有净化系统，每天有专业人员清扫猫舍，猫咪可正常活动，玩耍；②选择36 只健康猫咪，每只猫单独猫柜，单独猫砂盆，平均分配六款猫砂，每款猫砂6 个猫柜测试，每款猫砂猫咪公母比例为1:1；③测试期间正常饲喂，无应激等情况出现；④每天清扫猫砂盆，每天工作人员进行记录与观察猫砂情况，在第7 天时进行多人评价，10 人根据评价标准进行猫砂结团效果评价。以第7 天的评分结果为最终结果。评价标准见表3。

图1 猫舍

表3 结团强度主观评价表

2）实验室测试方法。①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》，称取约5 g 的猫砂产品放入烘干箱，在105 ℃条件下干燥至重量不变[3]。以减轻的重量与干燥之前的重量比值表示，百分率表示至小数点第一位。对同一试样取两份试料进行平行测定，分别测试五种湿度条件下的水分值；②猫砂结团强度测试。将猫砂放置在恒温恒湿培养箱中16 h 取出。选择仪器干预（湿度30%、50%、80%、100%）、自然条件，五种条件下测试猫砂结团强度，然后根据猫舍实际使用情况选择最适合的湿度条件。用蠕动泵抽取约20 g 0.9%氯化钠溶液（38±2 ℃），滴入样品猫砂，时间控制在20 s 左右，并停留1 min，铲出猫砂团，测出结团重量m。将结团试样放入震动筛中震动不同时间，震动时间分别选择4、5、6、7、8 和9 s，振动筛目数18 目，振动频率1 440 r/min，拾取最大猫砂团并称重m1，计算结团强度Q=（m1/m）×100%。对同一试样取两份试料进行平行测定。

2 结果与讨论

2.1 猫舍测试结果

在猫舍实际场景测试过程中，样品二和样品四结团后被铲除时，少见猫砂团散落，铲除后，猫砂盆比较干净。

根据猫舍测试人使用感受及主观评分结果，6 款猫砂结团情况排序如下：样品二=样品四＞样品五＞样品一＞样品六＞样品三。主观评分表见表4。

表4 结团强度主观评分表

2.2 实验室测试结果

1）水分测试结果。根据《GB 5009.3-2016 食品安全国家标准食品中水分的测定》测试出的结果为湿度30%时，六款猫砂的水分值在5.54%～6.74%之间；湿度50%时，六款猫砂的水分值在6.54%～7.81%之间；湿度80%时，六款猫砂的水分值在8.88%～14.01%；湿度100%时，六款猫砂的水分值在13.15%～21.34%之间；自然条件下时，六款猫砂的水分值在7.24%～9.59%之间。具体详细数据见表5。

表5 不同湿度条件下水分值（%）

由表5 可看出，自然条件下猫砂的水分值基本介于湿度50%与湿度80%之间。样品一湿度100%时的水分为21.34%，吸水性最好。样品二湿度100%时的水分为13.15%，吸水性最差。

2）猫砂结团强度测试结果。猫砂结团强度测试中，在自然条件下测试时的结果为震动时间4 s 时，六款猫砂的结团强度在93.12%～97.50%之间；震动时间5 s 时，六款猫砂的结团强度在89.94%～96.44%之间；震动时间6 s 时，六款猫砂的结团强度在91.31%～97.23%之间；震动时间7 s 时，六款猫砂的结团强度在91.42%～97.43%之间；震动时间8 s 时，六款猫砂的结团强度在92.28%～96.74%之间；震动时间9 s 时，六款猫砂的结团强度在93.26%～98.38%之间。结团强度大体呈现先降后升趋势。具体详细数据见表6。

表6 自然条件下测试结果（%）

在湿度30%测试时的结果为震动时间4 s 时，六款猫砂的结团强度在86.82%～98.15%之间；震动时间5 s 时，六款猫砂的结团强度在84.4%～98.47%之间；震动时间6 s 时，六款猫砂的结团强度在92.5%～97.28%之间；震动时间7 s 时，六款猫砂的结团强度在88.36%～98.52%之间；震动时间8 s 时，六款猫砂的结团强度在86.09%～99.17%之间；震动时间9 s 时，六款猫砂的结团强度在90.57%～99.87%之间。在湿度30%时，震动时间相同时，六款猫砂的结团强度差距较大。具体详细数据见表7。

表7 湿度30%条件下测试结果（%）

在湿度50%测试时的结果为震动时间4 s 时，六款猫砂的结团强度在91.06%～95.71%之间；震动时间5 s 时，六款猫砂的结团强度在89.98%～98.41%之间；震动时间6 s 时，六款猫砂的结团强度在88.18%～96.89%之间；震动时间7 s 时，六款猫砂的结团强度在90.17%～98.01%之间；震动时间8 s 时，六款猫砂的结团强度在90.12%～97.49%之间；震动时间9 s 时，六款猫砂的结团强度在96.14%～99.38%之间。在湿度50%，震动时间在5 s、6 s 时，六款猫砂的结团强度差距相对较大。具体详细数据见表8。

表8 湿度50%条件下测试结果（%）

在湿度80%测试时的结果为震动时间4 s 时，六款猫砂的结团强度在94.25%～98.75%之间；震动时间5 s 时，六款猫砂的结团强度在93.7%～99%之间；震动时间6 s 时，六款猫砂的结团强度在93.8%～99%之间；震动时间7 s 时，六款猫砂的结团强度在95.15%～98.9%之间；震动时间8 s 时，六款猫砂的结团强度在92.6%～99.2%之间；震动时间9 s 时，六款猫砂的结团强度在94.74%～99.68%之间。在湿度80%，震动时间在4 s、5 s、6 s 时，六款猫砂的结团强度区间变化相近。具体详细数据见表9。

表9 湿度80%条件下测试结果（%）

在湿度100%测试时的结果为震动时间4 s 时，六款猫砂的结团强度在0%～97.3%之间；震动时间5 s 时，六款猫砂的结团强度在0%～96.39%之间；震动时间6 s 时，六款猫砂的结团强度在0%～98.57%之间；震动时间7 s 时，六款猫砂的结团强度在0%～97.74%之间；震动时间8 s 时，六款猫砂的结团强度在0%～97.67%之间；震动时间9 s 时，六款猫砂的结团强度在0%～98.87%之间。在湿度100%，其中一款猫砂完全不结团。具体详细数据见表10。

表10 湿度100%条件下测试结果（%）

由表4～10 的测试结果可以确定猫砂结团强度测试的湿度条件是湿度80%，震动时间为8 s 时，最接近猫舍实际使用情况。

2.3 结果分析与讨论

本研究分别通过五种不同的湿度条件进行测试是为了接近实际使用情况下的空气湿度，在测试期间兼顾了猫砂水分测试，验证了不同湿度下的水分值不同，且逐渐增加。湿度30%与湿度50%时，猫砂含水量较低，猫砂结团强度并不是最高的，湿度100%时，其中一款猫砂已经不再结团，其他猫砂的结团强度也不高，原因可能与猫砂中水分含量增加和猫砂的生产工艺有关[4]。并且测试时发现自然条件下的水分介于湿度50%与湿度80%之间，实际使用情况下猫砂使用周期为7 d，使用过程中，猫砂水分会比原始水分值高，这也可能是湿度80%时结果较为相近的原因。

同时为了更贴近实际场景下的猫砂结团强度，也在振动筛的震动时间上选取了4～9 s 之间进行测试，结果表明，结团强度并不是随着时间越长，结团强度越低，在表10 中，样品六在震动时间为6 s 时，结团强度为62.16%，震动时间7s 时反而为85.79%。原因可能与猫砂成分与工艺有关[5]。

另外，此次实验利用0.9%氯化钠溶液替代了传统实验中的水来模拟猫的尿液，温度设置为38±2 ℃，更贴近于实用场景。

3 结论

通过猫舍实际使用情况与实验室结团强度测试结果表明，在湿度80%、震动时间为8 s，震动频率1 440 r/min 时测试出的结团强度，最接近当前实际用户体验。猫舍实用场景为不可控因素，此次实验室测试的测试结果仅接近于猫舍实际使用结果，并不是完全一致。本次实验中的猫舍测试是在北方，并且测试期间无阴雨天气，有些地区潮湿且梅雨季节时，测试结果需进一步研究与讨论。猫砂企业在进行产品验收时，除了施行现有的企业标准外，可进一步加大猫砂结团强度与实际使用情况的测试，提高用户满意度。本次研究为建立与用户体验一致的测试方法和优化现有的猫砂标准提供了研究方向。