馬偉

摘要：螺旋藻的正常生長(zhǎng)必需一個(gè)穩(wěn)定且適合的pH環(huán)境，溶液中各離子濃度、離子的解離度、總鹽度、溫度和CO2都影響著溶液pH值，本文將著重說(shuō)明NaHCO3、NH4HCO3、KH2PO4對(duì)營(yíng)養(yǎng)液pH的影響。 關(guān)鍵詞：螺旋藻；pH值；營(yíng)養(yǎng)液 中圖分類號(hào) ： S 969 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A1材料與方法

1.1材料螺旋藻取自青海油田誠(chéng)信公司時(shí)代生物制品廠螺旋藻生產(chǎn)大池。

1.2 試驗(yàn)方法分別以NaHCO3、NH4HCO3、KH2PO4作為添加劑控制pH值所做的實(shí)驗(yàn)。

2結(jié)果與分析

2.1以NaHCO3為添加劑

NaHCO3在溶液中解離成CO2、HCO3-、CO32-。在培養(yǎng)液中相互轉(zhuǎn)化見以下方程：

H2O+CO2=H++HCO3- （1） HCO3-=H++CO32- （2）

當(dāng)反應(yīng)處于平衡狀態(tài)時(shí)，CO2、HCO3-、CO32-三者的濃度分別以[CO2]、[HCO3-]、[CO32-]表示滿足下列數(shù)量關(guān)系。

K1=[H+][HCO3-]/[CO2]K2=[H+][CO32-]/[HCO3-]

隨著細(xì)胞光合作用，CO2和HCO3-被吸收，未被利用的HCO3-解離成H+和CO2。CO32-與H+結(jié)合生成CO2和H2O。方程式都會(huì)發(fā)生移動(dòng)，平衡向左移動(dòng)使H+減少pH升高。

試驗(yàn)方法：原營(yíng)養(yǎng)液為NaHCO3：5.0g/L、NaNO3：0.8g/L、MgSO4：0.15g/L、KH2PO4：0.3g/L、NH4HCO3：0.2g/L、FeSO4：0.02g/L、 EDTA：0.04g/L。

其中每天加入A：NaHCO3：0.5g/L、B：NaHCO30.3g/L、C：NaHCO3：0.1g/L、D（對(duì)照）：NaHCO3：0g/L。

2.2以NH4HCO3為添加劑

NH4HCO3在溶液中解離為NH3、NH4+、HCO3-、CO32-、CO2。

其中NH4+=NH3+H+（1）為主要控制機(jī)理，以NH4HCO3為控制pH值的添加劑可額外向溶液中提供N源和HCO3-，補(bǔ)充被吸收的碳源同時(shí)調(diào)控pH值。

試驗(yàn)方法：原營(yíng)養(yǎng)液為NaHCO3：5.0g/L、NaNO3：0.8g/L、MgSO4：0.15g/L、KH2PO4：0.3g/L、NH4HCO3：0.2g/L、FeSO4：0.02g/L、EDTA：0.04g/L。

其中每天向A中加入0.2g/L 的NH4HCO3；B中加入0.4g/L 的NH4HCO3；C中加入0.6g/L 的NH4HCO3；D中加入0.8g/L 的NH4HCO3；E（對(duì)照）中加入0 g/L 的NH4HCO3培養(yǎng)一周，其pH的變化情況如圖1所示。

NH4HCO3對(duì)pH值的影響由圖1可以得出：

a 隨時(shí)間的推移，pH值不斷增加。從pH 9.11逐漸增加至第三天的pH9.86，超出最適pH值，并繼續(xù)升高，到第八天達(dá)最大值pH 11.09。

b加入不同劑量的pH值曲線在三天后都在對(duì)照組之下，說(shuō)明添加NH4HCO3能降低營(yíng)養(yǎng)液pH值。加入量越大則pH值越低，A、B和C的加入劑量低所以pH在第六天開始超出螺旋藻所需最適pH值，D則從開始進(jìn)入直至結(jié)束都未超出最適范圍。

2.3分析

綜上，幾種控制pH的方法中，適量添加NaHCO3是最好的辦法。

首先，KH2PO4雖然能夠控制營(yíng)養(yǎng)液pH值，但是由于KH2PO4的生物利用率低，所以造成磷酸的集結(jié)造成絡(luò)合物形成，使螺旋藻藻粉灰分增加。所以KH2PO4不能被利用為pH值控制劑。

其次，NH4HCO3中的NH4+和HCO3-都能被螺旋藻所利用，都能降低pH值，缺點(diǎn)是NH4+濃度不能太大，高濃度NH4+會(huì)使藻體中毒死亡，應(yīng)分批次添補(bǔ)少量NH4HCO3。

對(duì)于NaHCO3，需要控制營(yíng)養(yǎng)液pH值，加大NaHCO3補(bǔ)充量，或加大NaHCO3用量。表1為未添補(bǔ)小料，NaHCO3的起始量為10g/L的pH-d圖。

加大培養(yǎng)基中NaHCO3的量同樣能夠控制pH值。同時(shí)高濃度的NaHCO3不會(huì)形成絡(luò)合物影響螺旋藻藻粉的灰分，且對(duì)螺旋藻無(wú)毒害作用。

所以適量添加或者加大配方中NaHCO的含量是最好的控制pH值得辦法。

結(jié)語(yǔ)

在螺旋藻的養(yǎng)殖過(guò)程中，控制pH值至關(guān)重要。因?yàn)閜H同諸多因素有關(guān)，我們只能大概計(jì)算，再通過(guò)試驗(yàn)來(lái)測(cè)定并指導(dǎo)我們把營(yíng)養(yǎng)液的pH控制在某個(gè)范圍內(nèi)。

這是一個(gè)復(fù)雜的長(zhǎng)期的實(shí)踐過(guò)程，所以本文只能簡(jiǎn)單的談?wù)勛约旱膶?shí)習(xí)經(jīng)驗(yàn)總結(jié)。

參考文獻(xiàn)

[1]胡鴻鈞.螺旋藻生物學(xué)及生物技術(shù)原理[M].北京：科學(xué)出版社，2003.