CN115380833B - 一种全谷物的膨化颗粒猫砂 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及猫砂制备技术领域，具体为一种全谷物的膨化颗粒猫砂。本发明以玉米淀粉为原料，经酶解、氧化、壳聚糖接枝、辛烯基琥珀酸酐交联，得到了一种吸水性、除臭性、结团性极佳的猫砂添加剂。本发明进一步以此多孔改性玉米淀粉和豆粕、麦麸、草木灰、植物抑菌除臭剂、瓜尔豆胶为原料，制得了一款全谷物的膨化颗粒猫砂，其不仅具有极强的吸水结团、除臭性质，还对猫咪健康无害。

Description

一种全谷物的膨化颗粒猫砂
技术领域
本发明涉及猫砂制备技术领域，具体为一种全谷物的膨化颗粒猫砂。
背景技术
近年来，宠物行业得到了飞速发展。据《2020年中国宠物行业***》统计，全国城镇犬猫数量已高达10,084万只，其中猫咪数量已突破4,862万只。宠物消费市场规模突破2,000亿元。宠物用品在宠物消费结构中占比为13.6％。而猫砂用于处理猫***物，是一种消耗量非常大的宠物用品，其消费占比达到了猫用品消费总额的90.8％，而决定猫砂消费的主要决策因素包括结团吸水性、粉尘大小以及除味效果。宠物的粪便尿液产生的主要臭味物质有氨气、硫化氢、甲基硫醇、脂肪族化合物如吲哚、粪臭素等。猫砂可以对氨气、硫化氢等有害气体进行物理吸附，从而改善养宠的环境。
目前市场上的猫砂种类各自有优缺点：膨润土猫砂是以蒙脱石为主要成分的粘土岩，吸水性和结团性好，但是除臭一般，粉尘比较大；长时间使用会对猫咪的呼吸道造成一定的影响，导致其打喷嚏等。水晶砂和硅胶猫砂的吸水性较强，但其颗粒较大，猫咪踩到会有较强的疼痛感，影响猫咪的使用感受；同时水晶砂和硅胶猫砂是化学合成的，被猫咪吃掉会影响其健康。纸砂，颗粒较大，且不便于清理。松木类猫砂，吸湿、除臭以及抗菌能力均较好，但其本身味道较大。豆腐猫砂，是近几年的猫砂新品种，在市场上备受青睐，市场销量巨大，前景广阔；豆腐猫砂是用***制作而成的，较为环保，可以直接丢到马桶里冲掉，能自动溶解，清理十分方便；同时豆腐猫砂的结团效果也不错，可以包裹住粪便和尿液，铲除也较为容易。最后，豆腐猫砂重量较轻搬运时不费劲，并且猫咪使用时的感受会比使用水晶砂更好。但豆腐猫砂的市场价格偏高，其含有的蛋白质在潮湿环境下会产生粉尘，使用后霉变速度快，易滋生细菌。
CN 113207709 A公开了一种天然植物猫砂及生产工艺，其利用了复合改性玉米淀粉的网状交联结构，增强了玉米淀粉的粘胶性能，从而提高了猫砂的团聚性能。其利用淀粉的羟基与[3-(三甲氧基硅烷基)丙基]琥珀酸酐反应，对玉米淀粉进行酯化改性，赋予了玉米淀粉两性，具有良好的乳化性能和包裹性，制成的猫砂吸水后，其中玉米淀粉吸水后乳化，且对猫砂原料进一步包裹，杜绝猫砂吸水后分散的情况，提高其团聚性能；然后将含有此链段的玉米淀粉进行氧化，在环氧氯丙烷的作用下发生交联改性，然后和丙烯酸丁酯与丙烯酸酰胺的混合单体进行接枝改性，使得最终获得的复合改性玉米淀粉呈网状交联结构，且因其分子中含有大量的硅氧键，分子内可以形成大量的氢键，提高了最终形成的粘胶的热力学稳定性和机械强度，从而可以综合提高了由其制备猫砂的团聚性能。其缺陷在于，用丙烯酸等有机物进行玉米淀粉改性，并添加到猫砂中，由于猫咪喜欢舔舐猫砂，这会对猫咪的健康造成很大的影响。
发明内容
针对现有技术存在的缺陷，本发明提供了一种全谷物的膨化颗粒猫砂，按质量份计，包括以下原料：多孔改性玉米淀粉10-15份、豆粕60-75份、麦麸10-15份、草木灰10-20份、植物抑菌除臭剂0.1-0.5份、瓜尔豆胶3-5份、水100-120份。
所述植物抑菌除臭剂为芦荟提取物、银杏叶提取物、绿茶提取物、松油中的至少一种；优选的，所述植物抑菌除臭剂由芦荟提取物、绿茶提取物按质量比(1-2)：(3-4)混合而成。
所述多孔改性玉米淀粉的制备方法，包括以下步骤：
S1按质量份计，将15-20份玉米淀粉、30-40份水混合，在80-120r/min的转速下搅拌5-10min，然后再向其中加入0.05-0.1份复合酶，继续在80-120r/min的转速下搅拌5-10min后，静置酶解2-4h，最后以甲醇析出沉淀，经过滤、洗涤、干燥，得到多孔玉米淀粉；
S2按质量份计，将步骤S1制得的多孔玉米淀粉、2-3份溴化钠和、1-2份盐酸羟胺、80-100份水混合，在0-5℃下用氢氧化钠水溶液调节pH至7.5-8.5，接着按0.5-1mL/min速率滴加1-1.5份次氯酸钠水溶液并以80-120r/min的转速搅拌，滴加完毕后继续搅拌反应9-11h，最后以甲醇析出沉淀，经过滤、洗涤、干燥，得到氧化多孔玉米淀粉；
S3按质量份计，将步骤S2制得的份氧化多孔玉米淀粉和80-100份水混合，在80-120r/min的转速下搅拌并加热至45-55℃，接着向其中加入4-6份壳聚糖，然后釆用乙酸调节pH至4.5-5.5，在氮气氛围下保持45-55℃反应8-12h后，再采用氢氧化钠水溶液调节pH至6.5-7.5，最后以甲醇析出沉淀，经过滤、洗涤、干燥，得到壳聚糖改性多孔玉米淀粉；
S4按质量份计，将步骤S3制得的壳聚糖改性多孔玉米淀粉加入80-100份水中以80-120r/min的转速搅拌并加热至70-80℃，再加入1-5份辛烯基琥珀酸酐，继续保持70-80℃反应20-30min，最后以甲醇析出沉淀，经过滤、洗涤、干燥，得到所述多孔改性玉米淀粉。
所述复合酶为糖化酶、α-淀粉酶、β-淀粉酶中的至少一种；优选的，所述复合酶由糖化酶、α-淀粉酶按质量比(3-4)：(1-2)混合而成。
所述次氯酸钠水溶液的浓度为0.3-0.6mol/L。
所述氢氧化钠水溶液的浓度为1.5-3mol/L。
所述乙酸的浓度为1.5-3mol/L。
一种全谷物的膨化颗粒猫砂的制备方法，具体包括如下步骤：
(1)按质量份计，将10-20份草木灰和50-60份水混合，在80-120r/min的转速下搅拌10-15min，过滤后，得到草木灰溶液；
(2)按质量份计，将10-15份多孔改性玉米淀粉浸入步骤(1)制得的草木灰溶液中，在80-120r/min的转速下搅拌10-15min，干燥后，得到草木灰改性的多孔改性玉米淀粉；
(3)按质量份计，将0.1-0.5份植物抑菌除臭剂和50-60份水混合，在80-120r/min的转速下搅拌10-15min，再加入步骤(2)制得的草木灰改性的多孔改性玉米淀粉，继续在80-120r/min的转速下搅拌10-15min，最后加入60-75份豆粕、10-15份麦麸、3-5份瓜尔豆胶，在80-120r/min转速下搅拌15-30min，得到糊状猫砂原料；
(4)将步骤(3)得到的猫砂糊状原料装入挤压机中挤压成型，再将挤压后的原料切割、烘干，得到粗制猫砂；
(5)对步骤(4)制得的粗制猫砂进行筛分，剔除不合格品，得到所述全谷物的膨化颗粒猫砂。
由于猫咪喜欢吃猫砂，而市面上大部分猫砂产品中都添加有不可消化的膨润土、硅胶等物质，其对猫咪的健康有着很大的影响。针对这一点，本发明致力于开发一款全谷物的膨化颗粒猫砂，其不仅具有极强的吸水结团、除臭性质，还对猫咪健康无害。
首先，相较于膨润土、硅胶，谷物淀粉的吸水性差。因此，本发明选择玉米淀粉作为吸水材料，并对其进行改性，来增强其吸水性。首先，本发明采用酶解法制备多孔玉米淀粉，玉米淀粉经酶解后，淀粉颗粒形成多孔结构，随着酶解程度的加深，淀粉颗粒逐渐形成中空结构，内部颗粒暴露出更多活性基团，使得其吸水性得到极大的提升。将多孔玉米淀粉添加入猫砂中，使得猫砂的吸水能力能够和大多数含膨润土、硅胶的产品相媲美。但是，多孔玉米淀粉的吸水性虽然极佳，其作为添加剂使用，制得的猫砂结团性和除臭效果较差。因此，本发明对多孔玉米淀粉进行进一步改性。本发明对多孔玉米淀粉进行氧化处理，发现经氧化处理后的多孔玉米淀粉其糊化温度降低、粘结性能增强，能够有效的促进猫砂结团。此外，本发明还发现，经氧化处理后的多孔玉米淀粉，其有利于壳聚糖的接枝改性。
壳聚糖具有膨润、扩散、吸附、保水等长链糖分子特性，溶解后的壳聚糖呈凝胶状态，具有较强的吸附能力。壳聚糖中含有羟基、氨基等极性基团，吸湿性很强，甲壳素的吸湿率可达400％-500％，是纤维素的两倍多，壳聚糖的吸湿性比甲壳素更强，可以用作化妆品的保湿剂。因此，本发明选取壳聚糖用来改性多孔玉米淀粉，能够进一步增强多孔玉米淀粉的吸水性，且壳聚糖表面的氨基、羟基等基团对于猫咪***物中的臭味因子，例如氨气、硫化氢等具有较强的吸附作用，能够起到很好的除臭作用。本发明先对多孔玉米淀粉进行氧化处理，使得多孔玉米淀粉产生大量的醛基，在酸性条件下，醛基与壳聚糖的氨基结合，形成较强的结合力，便于壳聚糖接枝。
再进一步的，本发明以辛烯基琥珀酸酐作为交联剂对多孔玉米淀粉进行再一次处理，增强其对油性分子的吸附能力。由于猫咪***物中散发臭味的分子中还具有脂肪族化合物如吲哚、粪臭素等，而疏水性基团较少的多孔玉米淀粉对脂肪族化合物的吸附性能较差，因此，再对多孔玉米淀粉进行处理，增加了其疏水性基团，得到了较好的臭味去除效果。此外，进行辛烯基琥珀酸酐也有利于多孔玉米淀粉对植物抑菌除臭剂的吸附。
本发明将经过一系列改性处理的多孔玉米淀粉作为猫砂的添加剂，起到了极好的吸水、结团、除臭效果。本发明再进一步尝试了将多孔改性玉米淀粉用草木灰溶液处理，由于草木灰中含有大量的碳酸钾，碳酸钾水解会释放出部分二氧化碳气体，使得猫砂体积膨胀，从而吸收更多的水分。
本发明有益效果：
本发明以玉米淀粉为原料，经酶解、氧化、壳聚糖接枝、辛烯基琥珀酸酐交联，得到了一种吸水性、除臭性、结团性极佳的猫砂添加剂。
本发明进一步以此多孔改性玉米淀粉和豆粕、麦麸、草木灰、植物抑菌除臭剂、瓜尔豆胶为原料，制得了一款全谷物的膨化颗粒猫砂，其不仅具有极强的吸水结团、除臭性质，还对猫咪健康无害。
具体实施方式
瓜尔豆胶，CAS号：9000-30-0。
芦荟提取物，货号：SNT65329，CAS号：85507-69-3，陕西斯诺特生物技术有限公司。
绿茶提取物，货号：SNT223659，陕西斯诺特生物技术有限公司。
玉米淀粉，CAS号：9005-25-8，货号：RT1152-500克，上海谱科生物技术有限公司。
实施例和对比例用豆粕、麦麸粉碎至过120目筛。
壳聚糖，CAS号：9012-76-4。
辛烯基琥珀酸酐，CAS号：26680-54-6。
糖化酶，活力：10万u/g，(克拉玛尔)上海紫铭试剂厂。
α-淀粉酶，CAS号：9000-90-2，活力：5万u/g，上海源叶生物科技有限公司。
实施例1
一种全谷物的膨化颗粒猫砂的制备方法，具体包括如下步骤：
(1)按质量份计，将0.5份植物抑菌除臭剂和55份水混合，在100r/min的转速下搅拌15min，再加入15份多孔玉米淀粉，继续在100r/min的转速下搅拌15min，最后加入65份豆粕、15份麦麸、4份瓜尔豆胶，在100r/min转速下搅拌20min，得到糊状猫砂原料；
(2)将步骤(1)得到的猫砂糊状原料装入挤压机中挤压成型，再将挤压后的原料切割、烘干，得到粗制猫砂；
(3)对步骤(2)制得的粗制猫砂进行筛分，剔除不合格品，得到所述全谷物的膨化颗粒猫砂。
所述植物抑菌除臭剂由芦荟提取物、绿茶提取物按质量比1：3混合而成。
所述多孔玉米淀粉的制备方法，包括以下步骤：按质量份计，将20份玉米淀粉、40份水混合，在100r/min的转速下搅拌10min，然后再向其中加入0.08份复合酶，继续在100r/min的转速下搅拌10min后，静置酶解4h，最后以甲醇析出沉淀，经过滤、洗涤、干燥，得到所述多孔玉米淀粉。
所述复合酶由糖化酶、α-淀粉酶按质量比4：1混合而成。
实施例2
一种全谷物的膨化颗粒猫砂的制备方法，具体包括如下步骤：
(1)按质量份计，将15份草木灰和55份水混合，在100r/min的转速下搅拌15min，过滤后，得到草木灰溶液；
(2)按质量份计，将15份多孔玉米淀粉浸入步骤(1)制得的草木灰溶液中，在100r/min的转速下搅拌15min，干燥后，得到草木灰改性的多孔改性玉米淀粉；
(3)按质量份计，将0.5份植物抑菌除臭剂和55份水混合，在100r/min的转速下搅拌15min，再加入步骤(2)制得的草木灰改性的多孔改性玉米淀粉，继续在100r/min的转速下搅拌15min，最后加入65份豆粕、15份麦麸、4份瓜尔豆胶，在100r/min转速下搅拌20min，得到糊状猫砂原料；
(4)将步骤(3)得到的猫砂糊状原料装入挤压机中挤压成型，再将挤压后的原料切割、烘干，得到粗制猫砂；
(5)对步骤(4)制得的粗制猫砂进行筛分，剔除不合格品，得到所述全谷物的膨化颗粒猫砂。
所述植物抑菌除臭剂由芦荟提取物、绿茶提取物按质量比1：3混合而成。
所述多孔玉米淀粉的制备方法，包括以下步骤：按质量份计，将20份玉米淀粉、40份水混合，在100r/min的转速下搅拌10min，然后再向其中加入0.08份复合酶，继续在100r/min的转速下搅拌10min后，静置酶解4h，最后以甲醇析出沉淀，经过滤、洗涤、干燥，得到所述多孔玉米淀粉。
所述复合酶由糖化酶、α-淀粉酶按质量比4：1混合而成。
实施例3
一种全谷物的膨化颗粒猫砂的制备方法，具体包括如下步骤：
(1)按质量份计，将15份草木灰和55份水混合，在100r/min的转速下搅拌15min，过滤后，得到草木灰溶液；
(2)按质量份计，将15份多孔改性玉米淀粉浸入步骤(1)制得的草木灰溶液中，在100r/min的转速下搅拌15min，干燥后，得到草木灰改性的多孔改性玉米淀粉；
(3)按质量份计，将0.5份植物抑菌除臭剂和55份水混合，在100r/min的转速下搅拌15min，再加入步骤(2)制得的草木灰改性的多孔改性玉米淀粉，继续在100r/min的转速下搅拌15min，最后加入65份豆粕、15份麦麸、4份瓜尔豆胶，在100r/min转速下搅拌20min，得到糊状猫砂原料；
(4)将步骤(3)得到的猫砂糊状原料装入挤压机中挤压成型，再将挤压后的原料切割、烘干，得到粗制猫砂；
(5)对步骤(4)制得的粗制猫砂进行筛分，剔除不合格品，得到所述全谷物的膨化颗粒猫砂。
所述植物抑菌除臭剂由芦荟提取物、绿茶提取物按质量比1：3混合而成。
所述多孔改性玉米淀粉的制备方法，包括以下步骤：
S1按质量份计，将20份玉米淀粉、40份水混合，在100r/min的转速下搅拌10min，然后再向其中加入0.08份复合酶，继续在100r/min的转速下搅拌10min后，静置酶解4h，最后以甲醇析出沉淀，经过滤、洗涤、干燥，得到多孔玉米淀粉；
S2按质量份计，将步骤S1制得的份多孔玉米淀粉和90份水混合，在100r/min的转速下搅拌并加热至50℃，接着向其中加入5份壳聚糖，然后釆用乙酸调节pH至5，在氮气氛围下保持50℃反应10h后，再采用氢氧化钠水溶液调节pH至7，最后以甲醇析出沉淀，经过滤、洗涤、干燥，得到所述多孔改性玉米淀粉。
所述复合酶由糖化酶、α-淀粉酶按质量比4：1混合而成。
所述氢氧化钠水溶液的浓度为2mol/L。
所述乙酸的浓度为2mol/L。
实施例4
一种全谷物的膨化颗粒猫砂的制备方法，具体包括如下步骤：
(1)按质量份计，将15份草木灰和55份水混合，在100r/min的转速下搅拌15min，过滤后，得到草木灰溶液；
(2)按质量份计，将15份多孔改性玉米淀粉浸入步骤(1)制得的草木灰溶液中，在100r/min的转速下搅拌15min，干燥后，得到草木灰改性的多孔改性玉米淀粉；
(3)按质量份计，将0.5份植物抑菌除臭剂和55份水混合，在100r/min的转速下搅拌15min，再加入步骤(2)制得的草木灰改性的多孔改性玉米淀粉，继续在100r/min的转速下搅拌15min，最后加入65份豆粕、15份麦麸、4份瓜尔豆胶，在100r/min转速下搅拌20min，得到糊状猫砂原料；
(4)将步骤(3)得到的猫砂糊状原料装入挤压机中挤压成型，再将挤压后的原料切割、烘干，得到粗制猫砂；
(5)对步骤(4)制得的粗制猫砂进行筛分，剔除不合格品，得到所述全谷物的膨化颗粒猫砂。
所述植物抑菌除臭剂由芦荟提取物、绿茶提取物按质量比1：3混合而成。
所述多孔改性玉米淀粉的制备方法，包括以下步骤：
S1按质量份计，将20份玉米淀粉、40份水混合，在100r/min的转速下搅拌10min，然后再向其中加入0.08份复合酶，继续在100r/min的转速下搅拌10min后，静置酶解4h，最后以甲醇析出沉淀，经过滤、洗涤、干燥，得到多孔玉米淀粉；
S2按质量份计，将步骤S1制得的多孔玉米淀粉、2.5份溴化钠和、1.6份盐酸羟胺、90份水混合，在4℃下用氢氧化钠水溶液调节pH至8，接着按1mL/min速率滴加1.5份次氯酸钠水溶液并以100r/min的转速搅拌，滴加完毕后继续搅拌反应10h，最后以甲醇析出沉淀，经过滤、洗涤、干燥，得到氧化多孔玉米淀粉；
S3按质量份计，将步骤S2制得的份氧化多孔玉米淀粉和90份水混合，在100r/min的转速下搅拌并加热至50℃，接着向其中加入5份壳聚糖，然后釆用乙酸调节pH至5，在氮气氛围下保持50℃反应10h后，再采用氢氧化钠水溶液调节pH至7，最后以甲醇析出沉淀，经过滤、洗涤、干燥，得到所述多孔改性玉米淀粉。
所述复合酶由糖化酶、α-淀粉酶按质量比4：1混合而成。
所述次氯酸钠水溶液的浓度为0.5mol/L。
所述氢氧化钠水溶液的浓度为2mol/L。
所述乙酸的浓度为2mol/L。
实施例5
一种全谷物的膨化颗粒猫砂的制备方法，具体包括如下步骤：
(1)按质量份计，将15份草木灰和55份水混合，在100r/min的转速下搅拌15min，过滤后，得到草木灰溶液；
(2)按质量份计，将15份多孔改性玉米淀粉浸入步骤(1)制得的草木灰溶液中，在100r/min的转速下搅拌15min，干燥后，得到草木灰改性的多孔改性玉米淀粉；
(3)按质量份计，将0.5份植物抑菌除臭剂和55份水混合，在100r/min的转速下搅拌15min，再加入步骤(2)制得的草木灰改性的多孔改性玉米淀粉，继续在100r/min的转速下搅拌15min，最后加入65份豆粕、15份麦麸、4份瓜尔豆胶，在100r/min转速下搅拌20min，得到糊状猫砂原料；
(4)将步骤(3)得到的猫砂糊状原料装入挤压机中挤压成型，再将挤压后的原料切割、烘干，得到粗制猫砂；
(5)对步骤(4)制得的粗制猫砂进行筛分，剔除不合格品，得到所述全谷物的膨化颗粒猫砂。
所述植物抑菌除臭剂由芦荟提取物、绿茶提取物按质量比1：3混合而成。
所述多孔改性玉米淀粉的制备方法，包括以下步骤：
S1按质量份计，将20份玉米淀粉、40份水混合，在100r/min的转速下搅拌10min，然后再向其中加入0.08份复合酶，继续在100r/min的转速下搅拌10min后，静置酶解4h，最后以甲醇析出沉淀，经过滤、洗涤、干燥，得到多孔玉米淀粉；
S2按质量份计，将步骤S1制得的多孔玉米淀粉、2.5份溴化钠和、1.6份盐酸羟胺、90份水混合，在4℃下用氢氧化钠水溶液调节pH至8，接着按1mL/min速率滴加1.5份次氯酸钠水溶液并以100r/min的转速搅拌，滴加完毕后继续搅拌反应10h，最后以甲醇析出沉淀，经过滤、洗涤、干燥，得到氧化多孔玉米淀粉；
S3按质量份计，将步骤S2制得的份氧化多孔玉米淀粉和90份水混合，在100r/min的转速下搅拌并加热至50℃，接着向其中加入5份壳聚糖，然后釆用乙酸调节pH至5，在氮气氛围下保持50℃反应10h后，再采用氢氧化钠水溶液调节pH至7，最后以甲醇析出沉淀，经过滤、洗涤、干燥，得到壳聚糖改性多孔玉米淀粉；
S4按质量份计，将步骤S3制得的壳聚糖改性多孔玉米淀粉加入90份水中以100r/min的转速搅拌并加热至75℃，再加入4份辛烯基琥珀酸酐，继续保持75℃反应30min，最后以甲醇析出沉淀，经过滤、洗涤、干燥，得到所述多孔改性玉米淀粉。
所述复合酶由糖化酶、α-淀粉酶按质量比4：1混合而成。
所述次氯酸钠水溶液的浓度为0.5mol/L。
所述氢氧化钠水溶液的浓度为2mol/L。
所述乙酸的浓度为2mol/L。
对比例1
一种全谷物的膨化颗粒猫砂的制备方法，具体包括如下步骤：
(1)按质量份计，将0.5份植物抑菌除臭剂和55份水混合，在100r/min的转速下搅拌15min，再加入15份玉米淀粉，继续在100r/min的转速下搅拌15min，最后加入65份豆粕、15份麦麸、4份瓜尔豆胶，在100r/min转速下搅拌20min，得到糊状猫砂原料；
(2)将步骤(1)得到的猫砂糊状原料装入挤压机中挤压成型，再将挤压后的原料切割、烘干，得到粗制猫砂；
(3)对步骤(2)制得的粗制猫砂进行筛分，剔除不合格品，得到所述全谷物的膨化颗粒猫砂。
所述植物抑菌除臭剂由芦荟提取物、绿茶提取物按质量比1：3混合而成。
测试例1
吸水倍数测试
在一容器中加入适量蒸馏水，然后放入多孔陶瓷板，确保在实验中多孔陶瓷板上表面高出水面6mm。将直径为11cm的中速定性滤纸放在蒸馏水中30s使其充分吸水饱和完全浸湿，然后放在多孔陶瓷板上平衡水分60min后，称量该滤纸质量为W0。称取2g各实施例和对比例制得的全谷物的膨化颗粒猫砂，均匀地撒在湿滤纸上。静置2h后，仔细取出湿滤纸以及湿膨润土，在天平上称量其重量为W。
膨润土吸水率按下式计算：
吸水倍数＝(W-W0-m)/m
式中：
W-湿滤纸和湿膨润土质量(g)；
W0-湿滤纸质量(g)；
m-干膨润土试样质量(g)。
表1：吸水倍数测试结果
吸水倍数
实施例1 2.74
实施例2 3.14
实施例3 4.36
实施例4 4.91
实施例5 5.12
对比例1 1.02
由表1可以看出，对比例1不添加多孔玉米淀粉的猫砂，其吸水性最差，吸水倍数仅为1.02。而实施例1添加了多孔玉米淀粉的猫砂，其吸水性明显提高，这是由于玉米淀粉经酶解后，淀粉颗粒形成多孔结构，随着酶解程度的加深，淀粉颗粒逐渐形成中空结构，内部颗粒暴露出更多活性基团，使得其吸水性得到极大的提升。实施例2制得的全谷物的膨化颗粒猫砂其吸水倍数略高于实施例1，这是由于实施例2制得的多孔玉米淀粉经过了草木灰溶液的处理，本发明认为草木灰中含有大量的碳酸钾，碳酸钾水解会释放出部分二氧化碳气体，使得猫砂体积膨胀，从而吸收更多的水分。实施例3制得的全谷物的膨化颗粒猫砂其吸水倍数高于实施例2，这是由于实施例3对多孔玉米淀粉进行了壳聚糖接枝，壳聚糖具有膨润、扩散、吸附、保水等长链糖分子特性，溶解后的壳聚糖呈凝胶状态，具有较强的吸附能力。壳聚糖中含有羟基、氨基等极性基团，吸湿性很强，甲壳素的吸湿率可达400％-500％，是纤维素的两倍多，壳聚糖的吸湿性比甲壳素更强，可以用作化妆品的保湿剂。因此，本发明选取壳聚糖用来改性多孔玉米淀粉，能够进一步增强多孔玉米淀粉的吸水性。实施例4制得的全谷物的膨化颗粒猫砂其吸水倍数高于实施例3，这是由于实施例4对多孔玉米淀粉先进行氧化，再进行了壳聚糖接枝，先对多孔玉米淀粉进行氧化处理，使得多孔玉米淀粉产生大量的醛基，在酸性条件下，醛基与壳聚糖的氨基结合，形成较强的结合力，便于壳聚糖接枝。实施例5制得的全谷物的膨化颗粒猫砂其吸水倍数高于实施例4，这是由于实施例5以辛烯基琥珀酸酐作为交联剂对多孔玉米淀粉进行再一次处理，辛烯基琥珀酸酐化学改性会使改性淀粉分子量增大，低取代度下的疏水作用影响不显著，却可能使微孔增大而导致吸水率上升。
测试例2
除氨效果测试
取5mg/L的模拟氨氮废水，按照60g/L的比例加入本发明各实施例和对比例制得的全谷物的膨化颗粒猫砂，在室温下静止放置30min后取其上清液进行测定溶液中的氨氮浓度(mg/L)。
表2：除氨测试结果
氨氮浓度(mg/L)
实施例1 3.51
实施例2 3.44
实施例3 1.98
实施例4 1.65
实施例5 0.72
对比例1 4.42
由表2可以看出，经对比例1制得的全谷物的膨化颗粒猫砂吸附后，溶液中的氨氮含量最高，表明不添加多孔玉米淀粉，猫砂对于氨氮的吸附量极低，而实施例1添加了多孔玉米淀粉后，所制得的全谷物的膨化颗粒猫砂对氨氮的吸附效果略有提升，这是由于多孔结构赋予其良好的吸附性，且酶解过程中也使得玉米淀粉暴露出一些活性基团，有利于对氨氮的吸附。实施例3制得的全谷物的膨化颗粒猫砂其氨氮吸附性能明显高于实施例1和实施例2，这是由于壳聚糖表面的氨基、羟基等基团对于猫咪***物中的臭味因子，例如氨气、硫化氢等具有较强的吸附作用，能够起到很好的除臭作用。实施例4制得的全谷物的膨化颗粒猫砂其氨氮吸附性能略高于实施例3，这是由于本发明先对多孔玉米淀粉进行氧化处理，使得多孔玉米淀粉产生大量的醛基，在酸性条件下，醛基与壳聚糖的氨基结合，形成较强的结合力，便于壳聚糖接枝，实施例4制得的多孔改性玉米淀粉其壳聚糖接枝率更高。实施例5制得的全谷物的膨化颗粒猫砂其氨氮吸附性能略高于实施例4，这是由于本发明以辛烯基琥珀酸酐作为交联剂对多孔玉米淀粉进行再一次处理，其含有的酸酐基团对氨氮也具有良好的吸附性能。

Claims (7)

1.一种全谷物的膨化颗粒猫砂的制备方法，其特征在于，具体包括如下步骤：
（1）将草木灰和水混合搅拌，过滤后，得到草木灰溶液；
（2）将多孔改性玉米淀粉浸入步骤（1）制得的草木灰溶液中搅拌，干燥后，得到草木灰改性的多孔改性玉米淀粉；
（3）将植物抑菌除臭剂和水混合搅拌，再加入步骤（2）制得的草木灰改性的多孔改性玉米淀粉，继续搅拌，最后加入豆粕、麦麸、瓜尔豆胶，搅拌，得到糊状猫砂原料；
（4）将步骤（3）得到的糊状猫砂原料装入挤压机中挤压成型，再将挤压后的原料切割、烘干，得到粗制猫砂；
（5）对步骤（4）制得的粗制猫砂进行筛分，剔除不合格品，得到所述全谷物的膨化颗粒猫砂；
所述多孔改性玉米淀粉的制备方法，包括以下步骤：
S1 将玉米淀粉、水混合搅拌，然后再向其中加入复合酶，继续搅拌后，静置酶解，最后以甲醇析出沉淀，经过滤、洗涤、干燥，得到多孔玉米淀粉；
S2 将步骤S1制得的多孔玉米淀粉与溴化钠、盐酸羟胺、水混合，氢氧化钠水溶液调节pH，接着按滴加次氯酸钠水溶液并搅拌，反应，最后以甲醇析出沉淀，经过滤、洗涤、干燥，得到氧化多孔玉米淀粉；
S3 将步骤S2制得的氧化多孔玉米淀粉和水混合搅拌并加热，接着向其中加入壳聚糖，然后采用乙酸调节pH，在氮气氛围下反应，再采用氢氧化钠水溶液调节pH，最后以甲醇析出沉淀，经过滤、洗涤、干燥，得到壳聚糖改性多孔玉米淀粉；
S4 将步骤S3制得的壳聚糖改性多孔玉米淀粉加入水中搅拌并加热，再加入辛烯基琥珀酸酐，继续反应，最后以甲醇析出沉淀，经过滤、洗涤、干燥，得到所述多孔改性玉米淀粉。
2.如权利要求1所述全谷物的膨化颗粒猫砂的制备方法，其特征在于，所述植物抑菌除臭剂为芦荟提取物、银杏叶提取物、绿茶提取物、松油中的至少一种。
3.如权利要求1所述全谷物的膨化颗粒猫砂的制备方法，其特征在于，所述复合酶为糖化酶、α-淀粉酶、β-淀粉酶中的至少一种。
4.如权利要求1所述全谷物的膨化颗粒猫砂的制备方法，其特征在于，所述氢氧化钠水溶液的浓度为1.5-3mol/L。
5.如权利要求1所述全谷物的膨化颗粒猫砂的制备方法，其特征在于，所述乙酸的浓度为1.5-3mol/L。
6.如权利要求1所述全谷物的膨化颗粒猫砂的制备方法，其特征在于，所述次氯酸钠水溶液的浓度为0.3-0.6mol/L。
7.一种全谷物的膨化颗粒猫砂，其特征在于，由权利要求1-6任一项所述全谷物的膨化颗粒猫砂的制备方法制备而成。
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