【背景及概況】^[1][2]

酸度或堿度常用PH值表示。溶液中PH值是以氫離子濃度的負對數(shù)為依據(jù)。我們知道PH為零的是很強的酸性，等于7的是中性，等于14的是很強的酸性。改變1個PH單位，實際上氫離子濃度改變10倍。因此，PH為3的溶液其酸度是PH值等于4的溶液的10倍（前者的氫離子濃度是后者的10倍）照此推下去，溶液PH值為3的酸度是PH等于5的100倍。任何一種水溶液都含有氫離子、氫氧根離子和水分子。它們之間處于相互平衡。當(dāng)氫離子加到溶液里就會跟氫氧根離子反應(yīng)，當(dāng)氫離子溶液里的濃度增加10倍，氫氧根離子濃變到只有原來的十分之一。當(dāng)PH值等于7，氫離子濃度和氫氧根離子濃度相等。

日常食物許多具有酸性或堿性，而另些食物在體內(nèi)經(jīng)新陳代謝之后也會留下酸性或堿性的殘余物。顯然要使生命維持下去，必然用了一些控制PH值的方法，有些物質(zhì)或一些物質(zhì)的混和物用來保持溶液的PH值相對恒定，即使加酸或加堿，也能保持恒定，這些物質(zhì)稱為緩沖劑。最簡要的緩沖劑是一些弱酸和這些弱敵的故的混合物。譬如酷酸和醋酸根離子的沉和物就是種很好的緩沖體系。如果用氫離子加到這種緩沖劑中，則醋酸根離子跟氫離子反應(yīng)生成醋酸，而醋酸只有極少電離，實際上把增加的氫離子從溶液里除去。如果把堿OH^一離子加到醋酸和醋酸很離子的混和物里，氫氧根離子和醋酸反應(yīng)生成醋酸根離子和水。因此，氫氧根離子不會使緩沖溶液的PH值發(fā)生大的變化。加入H^十或OH^一的凈結(jié)果是醋酸根離子與醋酸的比值變化使得PH有一個很小的變化。醋酸鹽-醋酸緩沖劑只在PH4-6范圍內(nèi)有效。這個值比人體能容許的酸度大得多。在人體中主要無機緩沖劑是酸式碳酸鹽-碳酸和磷酸鹽緩沖劑?？刂迫梭w內(nèi)PH值更重要的是蛋白質(zhì)，它是極好的緩沖劑。血液中的血紅蛋白不僅是氫的載體而是重要的血液PH緩沖劑。

【種類及性質(zhì)】^[2]

機體的組織器官中存在緩沖酸性代謝產(chǎn)物的系統(tǒng)，以維持細胞內(nèi)外環(huán)境的酸堿平衡，例如血漿緩沖系統(tǒng)有NaHCO₃/H₂CO₃、Na₂HPO₄/NaH₂PO₄、Na^- Pro/H^- Pro（Pro：蛋白質(zhì)）等緩沖對；骨骼肌細胞中的緩沖系統(tǒng)有K₂HPO₄/KH₂PO₄、K- Pro/H- Pro、KHCO₃/H₂CO₃等緩沖對。其中，血漿中以NaHCO₃/H₂CO₃緩沖對最為重要，而骨骼肌細胞中以K₂HPO₄/KH₂PO₄和K- Pro/H- Pro最為重要。NaHCO₃/H₂CO₃緩沖對是細胞外液中最強大重要的緩沖系統(tǒng)。正常情況下，血漿中NaHCO₃/H₂CO₃緩沖對的濃度比維持在20/1。該緩沖系統(tǒng)來自謝產(chǎn)物CO₂的水合作用：

由于該緩沖對有較多可接受氫離子(H+)的堿性物質(zhì)，即HCO^3-，因此對酸的緩沖能力特別強。HCO3-與H+反應(yīng)生成H₂CO₃，然后轉(zhuǎn)變?yōu)樗虲O₂，CO₂從肺臟呼出體外，這是機體排出H+最有效最便捷的途經(jīng)。肺臟通過呼出CO₂來調(diào)節(jié)血漿NaHCO₃/H₂CO₃的比值，而腎臟通過排出過多的酸性或堿性物質(zhì)，調(diào)節(jié)血漿中NaHCO₃的含量。

細胞內(nèi)、外液的酸堿平衡是一個相互連貫的整體，細胞內(nèi)產(chǎn)生的酸性物質(zhì)可進入細胞外液，再排出體外。骨骼肌細胞內(nèi)的代謝產(chǎn)物首先在細胞內(nèi)得到一定程度的緩沖，余下的可進入血液，進一步被緩沖，然后通過肺臟或腎臟排出體外。正常人血漿和組織間液的pH值總是維持在7.35～7.45的范圍內(nèi)。骨骼肌細胞內(nèi)液pH值較血漿低，一般保持在7.05左右。

【應(yīng)用】 ^[3][4][5]

1. 碳酸氫鈉：又名小蘇打，為白色結(jié)晶體，其中NaHCO₃含量99%以上，國內(nèi)廣泛用于食品工業(yè)、醫(yī)藥和獸藥中，在國外則更多地用作畜禽飼料添加劑〔3〕。碳酸氫鈉是目前研究較為清楚、安全的飼料添加劑，1%碳酸氫鈉水溶液pH值8.4，在瘤胃pH值為6.2時發(fā)揮有效的緩沖功能。其作用包括提高瘤胃pH值和滲透壓，維持理想的瘤胃發(fā)酵環(huán)境和增加瘤胃液外流速度。據(jù)近幾年國內(nèi)外的研究，在畜禽飼料中添加適量碳酸氫鈉，可有效地提高畜禽對飼料的消化率，加速營養(yǎng)物質(zhì)的利用和有害物質(zhì)的排出，提高畜禽的增重速度；可使畜禽機體的抵抗力和免疫力保持良好狀態(tài)，有效地提高畜禽的抗應(yīng)激能力，對預(yù)防畜禽疾病、保持畜禽健康生長具有重要作用。

2. 氧化鎂：是一種堿性物質(zhì)，氧化鎂的主要作用是維持瘤胃適宜的酸度，增強食欲，增加日糧干物質(zhì)采食量，有利于粗纖維和糖類消化，提高瘤胃和腸道對營養(yǎng)物質(zhì)的吸收。氧化鎂不僅可以補充飼糧中鎂的不足（含鎂54%），而且能夠調(diào)節(jié)瘤胃發(fā)酵，對于奶牛來說還可增加乳腺對乳脂合成前體物的吸收。氧化鎂的溶解度、飼料的熱處理和顆粒度大小，直接影響其作用效果。

3. 檸檬酸鈉：研究證明較大劑量的檸檬酸鈉可一定程度緩沖乳酸，提高大強度運動的成績。線粒體檸檬酸循環(huán)是有氧氧化的代謝途經(jīng)，檸檬酸根是該循環(huán)的中間代謝物，可沿循環(huán)繼續(xù)氧化分解產(chǎn)生能量。補充檸檬酸鈉可提高細胞外液的緩沖能力，促使H⁺從肌細胞內(nèi)液流出，這與碳酸氫鈉的作用類似。由于檸檬酸鈉的代謝產(chǎn)物就是碳酸氫鹽（檸檬酸鈉可通過檸檬酸循環(huán)，釋放羧基，產(chǎn)生碳酸氫鹽），補充檸檬酸鈉從理論上講可以提高機體碳酸氫鹽的濃度。

4. 磷酸鹽：當(dāng)作酸性緩沖劑使用的磷酸鹽主要有磷酸鈉Na₃PO₄、磷酸氫二鈉Na₂HPO₄等。從理論上講，補充磷酸鹽，還可為體內(nèi)ATP和磷酸肌酸的合成提供原料，這也是補充磷酸鹽的目的之一。補充磷酸鹽不僅可刺激糖酵解加速，還也可增加機體無機磷水平，促進磷酸肌酸和ATP的合成。無機磷酸鹽是糖酵解和有氧代謝的有力激活劑，當(dāng)磷酸鹽和ADP濃度增多時，可刺激ATP的合成。補充磷酸鹽提高運動能力的可能機制主要有:提高細胞內(nèi)外緩沖酸性物質(zhì)的能力；增加細胞內(nèi)外的磷酸鹽濃度，促進磷酸鹽誘導(dǎo)的糖酵解；促進氧化磷酸化和ATP及磷酸肌酸的合成；提高無氧閾；促進2，3-二磷酸甘油酸的合成；改善運動中心血管的功能；提高外周氧釋放能力。

【參考文獻】

[1] 指示劑、PH值和緩沖劑.《教學(xué)與進修》1984年02期

[2] 艾華. 酸性緩沖劑的研究進展及應(yīng)用[J]. 中國運動醫(yī)學(xué)雜志, 2004, 23(2): 169-179.

[3] 葛蔚, 柴超. 緩沖劑的作用機制及應(yīng)用效果[J]. 中國飼料, 2001 (16): 8-9.

[4] 武法響. pH 值緩沖劑的使用探討[J]. 聚氯乙烯, 2006 (12): 20-22.

[5] 常新耀, 趙建中. 堿性緩沖劑在高精料條件下對肉牛增重的試驗[J]. 上海畜牧獸醫(yī)通訊, 2008 (1): 24-25.