1. 研究目的与意义
传统硫熏中药材的方法可以起到防霉变、防虫蛀、抑制酶促褐变和非酶促褐变、漂白护色使品相美观的作用，但过量的亚硫酸盐可造成胃肠障碍、起剧烈腹泻、慢性中毒、可引起头疼、肾脏障碍、红血球和血红蛋白减少等症状。
《中国药典》2005版，取消了部分中药材品种用硫磺熏蒸的加工方式，表明国家药品标准开始对硫磺熏蒸中药材进行控制。《中国药典》2010版第二增补本规定规定山药、牛膝、粉葛等11种传统习用硫黄熏蒸的中药材及其饮片，SO2残留量≤400ｍg/kg；其他中药材及其饮片的SO2残留量≤150mg/kg。
本研究拟通过比较最常用的的两种滴定法碘滴定法、碱滴定法和一种新技术高场非对称波形离子迁移谱（FAIMS）技术对中药材及饮片中的二氧化硫残留量进行检测，比较测定结果及不同测定方法的差异，选择出操作简便、重现性好的方法，并考察各种方法适用的药材品种。为硫熏中药材的质量控制提供科学依据,为国家标准的制定提供参考。
2. 文献综述
中药材中二氧化硫残留量测定法
（马硕 南京中医药大学 210023）
摘要《中国药典》2005版，取消了部分中药材品种用硫磺熏蒸的加工方式，表明国家药品标准开始对硫磺熏蒸中药材进行控制。但采用硫熏方法对中药材进行干燥可以起到防霉防虫、抑制褐变、长期贮存的作用，且使含有一定水分的饮片增重约10%。故市场上仍有大量硫熏中药材流通，因此，中药材二氧化硫残留量限度检查必不可少，更需要简便、快捷、准确的中药材二氧化硫残留量测定法。本文简要总结了硫磺熏蒸的作用及不良影响，重点对中药材二氧化硫残留量检测法进行综述。
关键词：中药材，二氧化硫，检测方法，亚硫酸盐
正文
1.硫磺熏蒸的作用
采用硫熏方法对中药材进行干燥可以起到防霉变[1]、防虫蛀、抑制酶促褐变和非酶促褐变[2]、漂白护色使品相美观的作用，对于中药材的贮存具有重要意义。而且能使含有一定水分的饮片增重约10%[3]。
2.硫磺熏蒸的不良影响
多项研究表明，中药材硫熏后残留的亚硫酸盐对人体具有不良影响。白剑英[4]、杨建平[5]等人的研究发现食品中添加亚硫酸盐对神经系统、呼吸系统、消化系统具有毒性影响，且会破坏食品中的营养素。过量的亚硫酸盐可造成胃肠障碍、起剧烈腹泻、慢性中毒、可引起头疼、肾脏障碍、红血球和血红蛋白减少等症状。
李林[6]、王巧[7]、王亚军[8]等人通过对百合、白芍、小亳菊等饮片硫熏前后成分变化测定发现，硫熏对中药材成分变化有影响，甚至影响药效，马逾英等[9]发现川白芷硫熏后镇痛效果消失。
3.亚硫酸盐检测方法
3.1.碘滴定法[10]
3.1.1本法系现行中国药典标准方法，采用蒸馏法测定经硫磺熏处理过的药材或饮片中亚硫酸盐（以二氧化硫计）的残留量。
3.1.2仪器与装置
3.1.3测定法：取药材或饮片细粉约10g（如二氧化硫残留量较高可适当减少取样量，但不少于2g），精密称定，置1000ml两颈圆底烧瓶中，加水300～400ml，（应加水没过氮气导气管的下端），取6mol/L的盐酸溶液10ml，加入带刻度分液漏斗中。锥形瓶内加入水125ml和淀粉指示液1ml作为吸收液，置于磁力搅拌器上不断搅拌，打开冷凝管，将冷凝管的上端E口处连接一橡皮导气管置于锥形瓶内液面以下。连接氮气流入口，开通氮气，调节适宜的气体流量（氮气流速约为0.2L/min，至蒸馏瓶内有气泡均匀排出）。打开带刻度的分液漏斗活塞，使盐酸溶液10ml流入烧瓶中。给两颈烧瓶内液体加热至沸，并保持微沸约3分钟后开始用碘滴定液（0.01mol/L）滴定，吸收液置于磁力搅拌器上不断搅拌，至吸收液显蓝色或蓝紫色持续30秒不完全消退，并将滴定结果用空白试验校正。
3.1.4计算公式
X＝〔（A-B）C0.6406〕/W
式中：X供试品中的二氧化硫总含量，mg/g；
A供试品消耗碘滴定液的体积，ml；
B空白消耗碘滴定液的体积，ml；
C碘滴定液的浓度，mol/L；
W供试品的重量，g。
0.6406为1ml碘滴定液(0.01mol/L)相当于二氧化硫的质量，mg。
1.5注意事项：仪器安装在20～25℃，于通风橱内操作；测定时应在样品加热保持微沸约3min后开始用碘滴定液（0.01mol/L）滴定，应连续反复滴定至终点；测定含量较高的样品时，可使用碘滴定液（0.05mol/L）滴定，利于终点的检视。
3.2.酸碱滴定法[11]
3.2.1本法系《中国药典》2015年版通则征求意见稿二氧化硫残留量测定法第一法，采用酸蒸馏与碱滴定联用，测定经硫磺熏处理过的药材或饮片中亚硫酸盐（以二氧化硫计）的残留量。
3.2.2仪器与装置参照碘滴定法。
2.3测定法：取药材或饮片细粉约10g（如二氧化硫残留量较高可适当减少取样量，但不少于5g），精密称定，置1000ml两颈圆底烧瓶中，加水300～400ml。打开与自来水连接的回流冷凝管开关给水，将冷凝管的上端E口处连接一橡皮导气管置于100ml锥形瓶底部。锥形瓶内加入3%过氧化氢溶液50ml作为吸收液（橡胶导气管的末端应在吸收液液面以下）。使用前在吸收液中加入3滴甲基化指示剂乙醇溶液（2.5mg/ml）并用0.01mol/L氢氧化钠滴定液滴定至黄色（即终点上）；如果超过终点，则舍弃该吸收溶液。开通氮气，使用流量计调节气体流量至约为0.2L/min。打开分液漏斗C的活塞，使盐酸溶液（6mol/L）10ml流入蒸馏瓶，立即加热两颈烧瓶内的溶液至沸，并保持微沸1.5小时，停止加热。吸收液放冷后转移至100ml容量瓶中，加水定容，摇匀，放置1小时后，精密吸取吸收液适量，至100ml锥形瓶中，置于磁力搅拌器上不停搅拌，用0.01mol/L氢氧化钠滴定液滴定，至黄色持续20秒不褪并将滴定结果用空白试验校正。
3.3高场非对称波形离子迁移谱（FAIMS）技术[12]
3.3.1本法系苏州微木智能系统有限公司联合浙江大学等多家单位研究的新技术，利用亚硫酸盐与硫酸反应产生二氧化硫的原理，采用动态顶空扩散法进样，利用FAIMS仪快速检测中药中二氧化硫残留。
3.3.2仪器与试剂
测量仪器主要有FAIMS仪，气泵，磁力搅拌器，电子天平，粉碎机等；试剂主要有浓硫酸，氢氧化钠，超纯水等。
3.3.3分析气路示意图
3.3.3检测法：
样品前处理：取样品1g，精密称定，置于150ml具塞锥形瓶中，精密吸取50ml水，加入摇匀，再精密精密加入50ml 8%的氢氧化钠溶液（称取2.0g甘露醇，80g氢氧化钠，用纯水溶解并定容至1000ml），摇匀，超声20min，放冷，取10ml提取液离心10min（4000r/min）,取上清液即得。
测定法：准确加入20ml 5%硫酸溶液于顶空瓶中，精密量取上述上清液适量，充分混匀，用FAIMS仪快速检测。
3.4 其他检测法
3.4.1盐酸副玫瑰苯胺法：本法系国家标准规定的食品中亚硫酸盐测定法，利用亚硫酸盐与四氯汞钠反应生成稳定的络合物，再与甲醛及盐酸副玫瑰苯胺作用生成紫色络合物，与标准系列比较定量。[13]
3.4.2离子色谱法具有操作简单、灵敏度高的优点，是测定亚硫酸盐的研究热点。本法系用含硫化合物的色谱行为受所带阴离子电荷的影响，亚硫酸盐在酸性环境下以HSO3-离子形式存在，保留缩短。[14]
3.4.3气相色谱法：本法系先将样品中的亚硫酸盐在酸性条件下转化为SO2气体，采用顶空气相-火焰光度检测器测定气相中二氧化硫含量。[15]
3.4.4荧光衍生法：彭月[16]根据亚硫酸钠、邻苯二甲醛和乙酸铵反应呈紫色,建立显色反应对中药材二氧化硫残留进行快速定性,并可初步半定量的检测方法；基于亚硫酸盐一邻苯二甲醛-铵盐反应生成荧光化合物的原理,首次建立荧光衍生法测定中药材的二氧化硫残留量。
4.常见测定法优缺点比较
方法 | 优缺点 |
碘滴定法/酸碱滴定法 | 仪器简单，无需特殊试剂，检测成本低。但操作较复杂，人为影响因素多，且专属性教差，滴定终点不准确 |
FAIMS技术 | 专属性较好，仪器小巧，检测方法简单，但手动进样操作复杂 |
色谱法 | 需大型分析仪器，专属性较好，但检测成本高 |
荧光衍生法 | 灵敏度高，专属性较好，但影响因素多，操作较复杂 |
结语
中药材的质量与疗效密切相关，硫熏中药材二氧化硫残留量超标的问题不容忽视。目前已有的亚硫酸盐检测法各有利弊，迫切需要的是要制定准确、快速、有效、灵敏的方法检测中药材中残留的亚硫酸盐，选择操作简便、重现性好的方法，并考察各种方法适用的药材品种。以便有关部门需要加强市场监管，切断不合格药材的市场流通，使中药材市场优质化。
参考文献
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[2]Anita Isaac,Callum Livingstone,Andrew J,et al.Electroanalytical methods for the determination of sulfite in food and beverages[J].Trends in Analytical Chemistry,2006,25(6):589-598.
[3]韩建英，王少莉.中药饮片中硫残留量检测方法四则[J].现代中药研究与实践，2006,20（4）:24.
[4]白剑英.食品添加剂亚硫酸盐的研宄进展[J].环境与职业医学,2007,24(4):431-434.
[5]杨建平.二氧化硫及亚硫酸盐在食品加工中的应用[J].山东罐头科技，1990,2（2）:14-18.
[6]李林，张志杰，蔡宝昌.硫熏对百合有效成分的影响[J].上海中医药大学学报，2006,26(1):64.
[7]王巧,刘荣霞,郭洪祝,等.加工炮制对白芍化学成分的影响[J].中国中药杂志,2006,31 (17): 1418-1421.
[8]王亚军，郭巧生，杨秀伟，等.小亳菊及其硫磺熏制品挥发油成分的GC-MS分析[J].中国中药杂志，2007,32（9）:808.
[9] 马逾英,高颖,部文莉,等.熏硫川白芷药材对小鼠镇痛作用的影响[J].华西药学杂志,2006,21(6):617-618.
[10]国家药典委员会.中华人民共和国药典（第一增补本）[S].北京化学工业出版社，2010:226.
[11]中华人民共和国药典2010版第一增补本意见稿
[12]汪小知，李娟，赵伟军，李灵峰，李鑫，李鹏，吴越，王玉. 高场非对称波形离子迁移谱（FAIMS）技术快速检测中药中二氧化硫[J].药物分析杂志.2014,34(9):1611-1617
[13]GB/T5009.34-2003.食品中亚硫酸盐的测定．
[14]OReilly JW,Dicinoski GW,Shaw MJ,etal.Chromatographic and electrophoretic separation of inorganic sulfur and sulfur-oxygen species[J].Analytica Chimica Acta,2001,432(2):165-192.
[15] 孙艳平，李涛．顶空气相色谱－火焰光度检测器检测山药中的二氧化硫［J］．陕西医学杂志，2010,39(8):1024-1025.
[16]彭月,李雪莲,银玲,等.中药材硫熏法加工的研宄现状及其二氧化硫残留检测方法[J].中药与临床,2012,3(5):5-7.
3. 设计方案和技术路线
分别采用碘滴定法，酸碱滴定法和高场非对称波形离子迁移谱（FAIMS）技术对不同批次的山药、白芷、金银花、菊花、党参等药典项下规定二氧化硫残留量限度检查的中药材及中药饮片进行二氧化硫残留量测定，比较分析测定结果差异与原因。
对碘滴定法，酸碱滴定法和高场非对称波形离子迁移谱测定中药材二氧化硫残留量进行方法学考察。
4. 工作计划
已完成收集文献资料，确定实验思路，并对若干批次饮片采用碘滴定法和高场非对称波形离子迁移谱（FAIMS）技术测定二氧化硫残留量，测定结果显示差异很大，初步分析推测与样品前处理过程中采用的溶剂有关，高场非对称波形离子迁移谱（FAIMS）技术采用碱性溶液可提取出样品中可逆结合态的亚硫酸盐,而药典方法采用酸性溶液仅能提取出游离态的亚硫酸盐。
5. 难点与创新点
本文采用三种检测方法测定中药材二氧化硫残留量，通过比较不同方法的测定结果的差异，分析样品处理方法和测定法对二氧化硫残留量检测的影响，选择出操作简便、重现性好的方法，并考察各种方法适用的药材品种。
可为硫熏中药材的质量控制提供科学依据,为国家标准的制定提供参考。
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