電位滴定法測定白術飲片中二氧化硫殘留量△

王永姣，張鑫，程方園

(西安市食品藥品檢驗所，陜西 西安 710054)

白術為菊科植物白術AtractylodesmacrocephalaKoidz.的干燥根莖。具有健脾益氣、燥濕利水等功能，臨床上主要用于脾胃虛弱、腹脹泄瀉等癥狀[1-3]，然而在目前市場上的白術飲片幾乎全部進行過加工處理。硫磺熏蒸[4-7]是一種常用的中藥材粗加工方法。硫熏可以使藥材干燥，并且可以防止發霉、生菌、蟲蛀，達到長期貯存的目的，硫熏過的藥材不僅外觀美麗、色澤鮮艷，還可以提高商家的利潤。市場上的一些商家為追求利潤，對絕大多數中藥進行過量硫熏，熏蒸后會產生有毒氣體二氧化硫，現代研究證明人們在服用大量硫磺熏蒸的飲片后，會對身體產生傷害，尤其是呼吸系統，殘留的二氧化硫會使人易患鼻炎、咽炎、支氣管痙攣和肺炎甚至癌癥，并且硫熏后會使飲片中的有些活性成分含量降低[8-10]。因此需要嚴格控制中藥飲片中二氧化硫的殘留量。

目前對二氧化硫測定的主要報道有酸堿滴定法[11-12]、氣相色譜法[13-14]、離子色譜法[15-16]、電化學分析法[17-18]等。酸堿滴定法是測定中藥材中殘留二氧化硫的一種常用方法，但是其具有消耗滴定液量多、不同人員測定之間誤差大的缺點。氣相色譜法和離子色譜法測定靈敏度高、檢出下限低，但是其樣品處理步驟復雜、儀器設備昂貴，不易于普及。電位滴定法具有操作簡單、靈敏度高、重復性好等優點，因此本實驗參考相關文獻[11，18]，建立酸蒸餾-電位滴定方法測定白術飲片中二氧化硫的殘留量，并與《中華人民共和國藥典》(《中國藥典》)酸堿滴定法測定結果相比，結果偏差在7.0%之內，符合要求，建立的方法可以用于白術中二氧化硫殘留量的控制。

1 儀器、試藥與樣品

905 Titrando電位滴定儀(瑞士萬通儀器有限公司)，復合Pt環電極；STEHDB-106-1智能一體化蒸餾儀(濟南盛泰電子科技有限公司)；BT124S-CW型電子天平(德國賽多利斯)；已知濃度質控樣：批號08-05，0.59 g·kg-1；試藥：鹽酸、碘、醋酸鉛(上海國藥試劑公司)。

白術飲片(批號：160501，160803，161201，170203，170602，170901)購自北京亞威中藥飲片有限公司，經西安市食品藥品檢驗所中藥室謝志民主任藥師鑒定為菊科植物白術AtractylodesmacrocephalaKoidz.的飲片。

2 方法與結果

2.1 儀器滴定條件

滴定模式為METU(等體積電位滴定)，攪拌速度為：8 r·s-1；最小等待時間為2 s，最大等待時間為30 s，加液速度為5 mL·min-1，暫停為10 s，信號漂移為50.0 mV·min-1，溫度為25 ℃。

2.2 滴定液的制備及標定

2.2.1 碘標準滴定液的制備 精密稱取13.0 g碘和35.0 g碘化鉀置于棕色量瓶中，用100 mL水溶解，靜止2 d，稀釋至1000 mL容量瓶中，搖勻。

2.2.2 碘滴定液的標定 量取35.00～40.00 mL配制的碘溶液，置于碘量瓶中，加150 mL水(15～20 ℃)，加5 mL鹽酸溶液(0.1 mol·L-1)，用硫代硫酸鈉標準滴定溶液(0.1 mol·L-1)滴定，近終點時加2 mL淀粉指示液(10 g·L-1)，繼續滴定至溶液藍色消失。同時做水所消耗碘的空白實驗：取250 mL水(15～20 ℃)，加5 mL鹽酸溶液(0.1 mol·L-1)，加0.05～0.20 mL配制的碘溶液及2 mL淀粉指示液(10 g·L-1)，用硫代硫酸鈉標準滴定溶液(0.1 mol·L-1)滴定至溶液藍色消失[19]。

2.3 測定原理

在密閉蒸餾瓶中將白術飲片進行酸化、蒸餾，餾出物用乙酸鉛溶液吸收，吸收液用鹽酸酸化后，放入攪拌子，把復合Pt電極和滴定管插入吸收液中，在攪拌狀態下，用自動電位滴定儀以碘標準溶液滴定，根據滴定終點時候電位的突躍來判斷滴定終點，記錄消耗碘標準溶液的體積，按公式(1)計算出白術中的二氧化硫含量(X)。

(1)

式中：V為滴定樣品消耗的總體積，V0為空白消耗滴定液的體積，m為供試品質量(g)，c為滴定液濃度(mol·L-1)，0.032為1 mL碘標準溶液[c(1/2 I2)=0.1 mol·L-1]相當于二氧化硫的質量(g)[20]。

原理方程式：

H2O+SO2+Pb(AC)2PbSO3↓+2HAC；

PbSO3+2H+Pb2++2H2O+SO2↑；

SO2+I2+2H2O

2.4 空白溶液的制備

取250 mL蒸餾水置于蒸餾燒瓶中，加入10 mL 6 mol·L-1的鹽酸溶液，通入氮氣，同時將氮氣流量調節至0.2 L·min-1(保證二氧化硫均勻流出)，裝上冷凝裝置，冷凝管下端插入預先準備的25 mL乙酸鉛吸收液的碘量瓶的液面下，立即加塞，開啟智能一體化蒸餾儀，調節加熱功率至230 W，加熱蒸餾。當蒸餾液約100 mL時，使冷凝管下端離開液面，再繼續蒸餾1 min。用少量蒸餾水沖洗插入乙酸鉛溶液的裝置部分，用自動電位滴定儀以碘標準溶液滴定，根據電位的突躍判定滴定終點，記錄消耗碘標準溶液的體積，空白消耗體積平均值為0.015 9 mL。

2.5 樣品溶液的制備

精密稱取5.0 g粉碎混合均勻的白術置于蒸餾燒瓶中，加250 mL水和6 mol·L-1的鹽酸溶液10 mL，通入氮氣，同時將氮氣流量調節至0.2 L·min-1(保證二氧化硫均勻流出)，裝上冷凝裝置，冷凝管下端插入預先準備的25 mL乙酸鉛吸收液的碘量瓶的液面下，立即加塞，開啟智能一體化蒸餾儀，調節加熱功率至230 W，加熱蒸餾。當蒸餾液約100 mL時，使冷凝管下端離開液面，再繼續蒸餾1 min。用少量蒸餾水沖洗插入乙酸鉛溶液的裝置部分，用自動電位滴定儀以碘標準溶液滴定，根據電位的突躍判定滴定終點，記錄消耗碘標準溶液的體積，計算出白術中的二氧化硫含量。

2.6 滴定曲線圖

按照2.4和2.5項下方法分別制備空白溶液、供試品溶液和加樣回收溶液，按照2.1項下滴定條件進行滴定，記錄滴定曲線，電位最大突躍點為滴定終點，滴定曲線見圖1。

注：A.空白溶液；B.樣品溶液；C.加樣回收溶液。圖1 空白溶液、樣品溶液和加樣回收溶液的滴定曲線圖

2.7 重復性試驗

按照2.5項下的方法對白術飲片平行制備6份樣品，按照2.1項下滴定條件進行滴定，記錄吸收液所消耗的碘標準滴定溶液的體積，測定SO2平均質量分數為13.35 mg·kg-1，RSD=1.88%(n=6)。

2.8 穩定性考察

平行稱取6份白術樣品，按照2.1項下滴定條件操作進行測定，分別在1、2、4、8、16 h記錄吸收液消耗碘標準滴定溶液的體積，同時做空白實驗，結果二氧化硫質量分數為13.85、14.16、13.39、13.21、14.02 mg·kg-1，RSD=2.98%，結果表明供試品溶液在16 h內穩定性良好。

2.9 加樣回收率試驗

精密稱取白術樣品6份，每份2.5 g，另精密稱取60 mg已知二氧化硫質量分數的質控樣品(1 g含二氧化硫0.59 mg)，加入上述樣品中，按照2.1項下的滴定條件進行測定，計算加樣回收率，結果見表1。

表1 白術中二氧化硫回收率試驗結果

2.10 樣品含量測定

取6批白術樣品，每批平行制備2份，按照2.5項下樣品溶液的方法制備，按照2.1條件進行測定，分別采用電位滴定法和《中華人民共和國藥典》的方法進行測定，結果見表2，可以看出不同批次的白術樣品中二氧化硫含量相差很大，兩種方法測定白術飲片中二氧化硫殘留量之間的相對偏差在7.0%之內，差異無統計學意義(P>0.05)。

表2 不同方法測定白術樣品中二氧化硫的結果

3 討論

3.1 蒸餾液體積的影響

實驗中我們首先對吸收液的體積進行了考察，在其他條件不變的情況下，只改變吸收液的體積，測定結果見圖2。

圖2 蒸餾體積對二氧化硫含量測定的影響

由圖2可以看出蒸餾液體積對滴定結果影響很大。蒸餾液體積太小，不能完全將樣品中的二氧化硫完全吸收，蒸餾液體積過大易造成消耗試劑過多，從圖2可以得出隨著蒸餾體積的增大，二氧化硫含量一直增加，但是當吸收液體積為100、200 mL時，二氧化硫含量相差不大，可能是由于此時的體積足以能夠吸收樣品蒸餾出的二氧化硫量，因此本實驗選擇吸收液體積為100 mL。

3.2 不同攪拌速率的影響

圖3反映了攪拌速率對二氧化硫含量測定的影響，可以看出攪拌速度對滴定結果影響很大。攪拌速度過慢，電極表面吸附反應產生的沉淀使電極響應靈敏度降低，使電極平衡速度慢，終點推后，造成測定值偏低；攪拌速度過快，電極表面產生氣泡，同時可能會使溶液濺出，使結果偏低，影響測定值的準確性。

圖3 不同攪拌轉速對二氧化硫含量測定的影響

3.3 電位滴定法的優勢

本實驗中采用電位滴定法測定白術飲片中二氧化硫，由于電位滴定法主要是測量反應過程中電位的突躍來確定終點，而《中華人民共和國藥典》中采用酸堿滴定法需要甲基紅指示劑的顏色變化來指示終點，且需要先把顏色滴定到黃色即堿性后再次作為吸收液，這樣需要兩次滴定，而本實驗中的電位滴定法只需要在吸收液完成后直接進行滴定，減少實驗操作，測定結果準確。如果二氧化硫含量過低，則酸堿滴定無法滴定，但是電位滴定法可以進行滴定且可以實現自動化和連續測定，具有測定效率高的優點。

3.4 二氧化硫的控制

硫磺熏蒸是一種傳統的中藥材加工方法，國家藥典委員會在2011年發布的《關于在中藥材及飲片中控制二氧化硫殘留量檢測限度的公示》中對《中華人民共和國藥典》收載的山藥、牛膝、天麻等進行了限度規定，除另有規定外中藥材及飲片中二氧化硫不得過150 mg·kg-1。解決硫熏的難題，需要有關部門制定相應的法律進行約束，最好從源頭控制，從中藥材源頭、流通到銷售的過程中隨時監管、監控，這樣可以有效減少硫熏帶來的危害。

本實驗建立的電位滴定法具有操作簡單、穩定性好、測定效率高的優點，可以用于中藥中二氧化硫殘留量的控制。