離子色譜法測定不同產地芡實中二氧化硫殘留量

陳蓉，陳偉，顧炳仁

(1.蘇州市藥品檢驗檢測研究中心，江蘇 蘇州 215104；2.蘇州市中醫醫院，江蘇 蘇州 215009)

芡實為睡蓮科植物芡EuryaleferoxSalisb的干燥成熟種仁，具有益腎固精，補脾止瀉，除濕止帶的功能,臨床上用于遺精、尿頻、脾虛久瀉、帶下[1]。芡實營養價值高，富含淀粉[2]、蛋白質[3]、多糖[4]等物質，除了是傳統中藥，如今也廣泛應用于各種保健品和食品。由于營養性成分含量高，芡實在產地加工、貯藏過程中，為達到防霉、防蟲的目的，常可能人為地引入硫磺熏蒸。

適量的熏蒸能達到殺菌防蟲的目的，同時使中藥材看起來更美觀[5]。但過量的熏蒸易導致二氧化硫殘留，既造成環境污染，又對人體產生潛在危害[6]。硫熏產生的二氧化硫，與藥材中的水分、無機元素結合生成亞硫酸鹽，亞硫酸鹽是危害的源頭，體內蓄積過量的亞硫酸鹽嚴重影響到消化道和呼吸道黏膜，會加重哮喘患者的病情甚至導致死亡[7]。目前芡實的質量標準較為簡單，《中國藥典》檢查項僅為水分、灰分、浸出物，而無有害物質控制項，對其進行二氧化硫殘留量檢查十分必要。

《中國藥典》2015年版中規定了山藥、牛膝、粉葛、甘遂、天冬、天麻、天花粉、白及、白芍、白術、黨參等11味藥材及其飲片中二氧化硫殘留量不得過400 mg·kg-1；其他中藥材及飲片二氧化硫殘留量不得過150 mg·kg-1。《中國藥典》2015年版四部附錄通則2331二氧化硫殘留量測定法，收錄了酸堿滴定法、氣相色譜法、離子色譜法三種方法[8]。酸堿滴定法操作簡單，易普及，其原理為樣品中亞硫酸鹽在酸性條件下轉化為二氧化硫，隨氮氣吹入吸收瓶，被過氧化氫吸收氧化為硫酸根離子，最后用氫氧化鈉溶液滴定。但對于部分顏色較深的藥材滴定終點判斷不明顯，易出現假陽性，該法也不適用于金銀花、甘草、山楂等含有機酸的藥材。氣相色譜法雖然專屬性強、靈敏度高，但需配備氣密針形式的頂空進樣裝置，且樣品前處理過程中需要蠟封，操作復雜，成本較高，不便于推廣使用[9]。離子色譜法專屬性較強、靈敏度高、穩定性好、前處理較簡便，更適合大批量樣品的檢測[10-11]。本研究采用鹽酸蒸餾法提取，過氧化氫吸收并氧化，離子色譜法測定硫酸根離子的含量，以期監測芡實藥材中的二氧化硫殘留量，保證用藥和飲食安全。

1 儀器與試藥

1.1儀器ICS-5000離子色譜儀，配備陰離子抑制器和電導檢測器(美國Dionex公司)；Dionex Inopac AS 11-HC陰離子分析柱(250 mm×4 mm)，AG 11-HC保護柱(50 mm×4 mm)；Sartorius CPA225D電子天平(d=0.1 mg，德國賽多利斯公司)；Milli-Q超純水機(美國Millipore公司)；Thermo Biofuge primo R高速離心機(美國Thermo公司)。

1.2試藥30%過氧化氫(國藥集團化學試劑有限公司，優級純)；氫氧化鉀(國藥集團化學試劑有限公司，分析純)；亞硫酸鈉(國藥集團化學試劑有限公司，分析純)；鹽酸(國藥集團化學試劑有限公司，優級純)。硫酸根標準溶液，標示量：1 000 mg·L-1，批號：13073，購自中國計量測試研究院。14批芡實藥材分別來源于河北安國、廣東肇慶、安徽蕪湖、四川成都、江西武穴、福建莆田、四川中江、湖南益陽、山東菏澤、江蘇蘇州、江蘇寶應、江蘇金湖、江蘇建湖、江蘇浦口，經南京中醫藥大學吳啟南教授鑒定為睡蓮科植物芡EuryaleferoxSalisb的干燥成熟種仁，其中，福建莆田、江蘇蘇州、江蘇寶應、江蘇金湖、江蘇建湖、江蘇浦口為蘇芡，其余產地為刺芡。

2 方法與結果

2.1色譜條件色譜柱：Dionex Inopac AS 11-HC陰離子分析柱(250 mm×4 mm)；保護柱：AG 11-HC(50 mm×4 mm)；柱溫：30 ℃；洗脫液：20 mmol·L-1氫氧化鉀溶液(在線淋洗液發生器)；抑制器電流：60 mA；電導檢測器溫度：30 ℃；流速1.0 mL·min-1；進樣量10 μL。

2.2溶液的制備

2.2.1對照品溶液的制備 取硫酸根標準溶液，加水稀釋成制成200、100、50、20、5、1 mg·L-1的溶液，作為標準曲線系列溶液。

2.2.2供試品溶液的制備 取供試品粉末10 g，精密稱定，置水蒸氣蒸餾裝置(參照《中國藥典》2015年版四部通則2331第三法)的樣品瓶中，加水50 mL，振勻；于100 mL量瓶中加入3%過氧化氫20 mL作為接收液，連接好水蒸氣蒸餾裝置，快速于樣品瓶中加入鹽酸5 mL，立即密封，進行水蒸氣蒸餾。至接收瓶中液體接近100 mL時，停止蒸餾，取下接收瓶。用去離子水稀釋至刻度，搖勻，離心，取上清液作為供試品溶液。

2.2.3空白溶液 空白溶液為不加供試品，自“加水50 mL”起，按“2.2.2”項下方法操作，即得。

2.2.4測定法 取對照品溶液、供試品溶液(廣東肇慶)及空白溶液各10 μL，按“2.1”項下條件進行檢測，結果表明待測離子與其他離子分離良好，空白不干擾硫酸根離子(二氧化硫)的測定[12]，見圖1。

注：A為對照品溶液，B為供試品溶液，C為空白溶液

圖1離子色譜圖

2.3系統適用性試驗將“2.2.1”項下不同濃度的對照品溶液，按“2.1”項下條件進樣10 μL，測定峰面積。分別以硫酸根離子濃度(mg·L-1)為橫坐標，峰面積為縱坐標，繪制標準曲線，得回歸方程

表1 回收率試驗結果

(Y=0.679 1X-0.961 6，r=0.999 9)，硫酸根離子在1.00～200.00 mg·L-1線性范圍內呈現良好的線性關系。

2.4檢出限和定量限根據峰高以信噪比S/N=3確定檢出限為0.33 mg·L-1，S/N=10確定定量限為1.0 mg·L-1。

2.6穩定性試驗取“2.2.2”項下廣東肇慶的供試品溶液，按“2.1”項下條件分別于0、4、6、8、12、24 h進樣，測定峰面積，其RSD為1.31%，說明樣品在24 h內穩定。

2.7重復性試驗精密稱取廣東肇慶樣品6份，每份10 g，按“2.2.2”項下方法制備供試品溶液，按“2.1”項下條件測定峰面積，結果以二氧化硫/硫酸根離子=0.666 9計算二氧化硫殘留量，平均含量為137.7 mg·kg-1，RSD為2.1%，說明方法重復性良好。

2.8加樣回收率試驗分別精密稱取已測得含量的廣東肇慶樣品4、5、6 g，每個濃度各3份，分別精密加入亞硫酸鈉溶液1.80、1.50、1.20 mL(亞硫酸鈉標準溶液臨用新配，并用碘量法[13]標定，以二氧化硫計，濃度為0.495 4 g·L-1)，按“2.2.2”項下方法制備供試品溶液，按“2.1”項下條件測定峰面積，計算回收率，結果見表1。

2.9樣品測定取14 批芡實樣品各約10 g，精密稱定，分別按“2.2.2”項下方法制備供試品溶液，按“2.1”項下條件測定峰面積，扣除空白溶液的響應值后，計算樣品中二氧化硫殘留量，結果見表2。

2.10聚類分析采用SPSS 18.0，以組間平均法，計算平方歐氏距離，對14個產地樣品進行聚類分析，得到不同樣品的聚類圖。14個產地樣品被聚為四類，結果見圖2。

表2 芡實中二氧化硫殘留量

圖2 不同產地芡實二氧化硫殘留量聚類結果

第一類包括6個產地(S6、S10、S11、S12、S13、S14)，分別為江蘇蘇州、江蘇寶應、江蘇金湖、江蘇建湖、江蘇浦口、福建莆田，這一類產地芡實中二氧化硫殘留量最低，不超過20 mg·kg-1。江蘇和福建莆田芡實品種為果皮不帶刺的蘇芡，以食用為主，藥用為輔[14]。其中江蘇蘇州的殘留量最低，可能與蘇州地區芡實主要作為時令水生蔬菜，以鮮品供食用有關，無需硫熏儲存。

第二類包括4個產地(S3、S5、S7、S8)，分別為安徽蕪湖、江西九江、四川中江、湖南益陽，這些產地均在長江流域，水資源豐富地區，二氧化硫殘留量均不超過70 mg·kg-1。

第三類包括2個產地(S4、S9)，分別為四川成都、山東菏澤，這一類產地二氧化硫殘留量均超過100 mg·kg-1，可能與成都氣候濕潤，硫熏為防霉變有關。

第四類包括2個產地(S1、S2)，分別為河北安國、廣東肇慶，這一類產地二氧化硫殘留量均超過120 mg·kg-1，遠高于其他產地，可能與河北安國是藥材流通市場，硫熏能增強藥材外觀和貯存時間；廣東肇慶是刺芡主產區，是藥用芡實的主要來源，硫熏能增強產地加工的效果有關。

聚類結果顯示，芡實藥材中二氧化硫殘留量有明顯的產地差異，基本以蘇芡量最少，長江流域次之，而刺芡中殘留量最大，可能與產地氣候、環境以及產品用途有關。故產地從一定程度上可以反應藥材的硫熏情況。

3 討論

各產地芡實藥材均存在一定程度的二氧化硫殘留，食用芡實較藥用芡實安全性高，因此建議藥材產地加工選用更為合理的熏制工藝，盡量減少二氧化硫在芡實中的殘留，以保證藥物安全。本研究采用的離子色譜法操作簡便，精密度、穩定性、重復性較好，準確度較高，適合芡實中二氧化硫殘留檢測，可為芡實藥材質量標準提高作一參考，也可為食品工業原料質控提供依據。

國際上對此已有相關限度要求。FAO/WHO及食品添加劑專家委員會(JECFA)認為：二氧化硫的成人攝入量每日不得超過0.7 mg·kg-1[15]。韓國食品醫藥品安全廳對中藥材中二氧化硫的限量值規定為30 mg·kg-1[16]。國內外食品領域中的限量值多在30～100 mg·kg-1[17-18]。因此，根據試驗結果及上述標準，并參考我國《食品添加劑使用衛生標準》，芡實中二氧化硫限量可暫定為150 mg·kg-1[19]。

此外需要注意的是，二氧化硫的殘留量會隨時間推移而變化，同時不同提取方法和測定手段得到的結果會有較大的差異[20]，如滴定法人為因素影響大，準確度較低。離子色譜法相對靈敏度較高，蒸餾處理的樣品較為潔凈，但蒸餾速度太快，會導致結果偏差較大，因此實驗條件應保證相對穩定。