熏硫苦杏仁藥材的脫硫工藝研究

鄭瑩 劉鵬

（中國醫科大學附屬第一醫院藥學部，遼寧 沈陽 110001）

中藥材為防止蟲蛀、霉變和改善外觀［1］，常使用硫磺熏蒸工藝漂白和延長保存期限［2］。但研究文獻表明，經硫磺熏蒸后中藥材表面會殘留有二氧化硫，對人體有潛在的毒副作用［3］，在熏蒸過程中也可能會造成中藥材的化學成分改變，影響藥效［4］。硫磺性溫味酸有小毒，能助陽益火，用于類似功效的配方中有協同作用，反之會起反作用。因此，一直有科研工作者在進行熏硫藥材的脫硫研究［5-7］。2015版《中國藥典》中規定山藥、葛根等10味中藥材及飲片中二氧化硫殘留量不得超過400 mg/kg，其他藥材不得超過150 mg/kg［8］。苦杏仁的主要功效是降氣、止咳、平喘和潤腸通便，與硫磺的藥效不相關。苦杏仁是種子類藥材，硫磺熏蒸后二氧化硫主要富集在種子表面，種子表面緊實程度高，與其他中藥飲片相比，較易去除。根據前期研究結果，碳酸氫鈉溶液具有較強的吸收二氧化硫的能力，本文參照文獻建立了離子色譜法測定二氧化硫殘留量［9-10］，用碳酸氫鈉溶液作為脫硫液，超聲波輔助脫除二氧化硫。正交設計可在單因素試驗的基礎上獲得優化的工藝方案［11-12］，本研究通過單因素考察結合正交試驗設計優化脫硫工藝，建立熏硫苦杏仁藥材的脫硫方法。在使用前先脫硫來減少對二氧化硫的攝入，為苦杏仁藥材的安全使用提供參考。

1 儀器與方法

1.1 儀器 數控超聲波清洗器（KQ3200DE型，昆山市超聲儀器有限公司）；離子色譜儀（ICS-90型，美國戴安公司）；高效液相色譜儀（1200型，美國Agilent公司）；電子分析天平（XS205DU型，瑞士梅特勒公司）；試驗篩（新鄉市同心機械責任有限公司）。

1.2 原料與試藥 硫酸根標準溶液（1000 mg/L，中國計量科學研究院，批號：GBW（E）080266）；苦杏仁苷對照品（中國食品藥品檢定研究院，批號：110820-201004，純度94%），苦杏仁藥材（沈陽同仁堂（亳州）飲品有限公司，批號20180216），乙腈為色譜純，其他試劑和水均為分析純。

2 方法與結果

2.1 熏硫苦杏仁藥材中二氧化硫殘留量的測定

2.1.1 色譜條件 色譜柱：Dionex Ionpac AS11A陰離子色譜柱；流速1.0 mL/min；柱溫30℃；流動相：10 mmol/L KOH溶液；進樣量20 μL。

2.1.2 熏硫樣品的制備 購買的苦杏仁藥材經檢測未用硫磺熏制，把苦杏仁藥材平鋪置于通風櫥內的架子上，將硫磺點燃放在通風櫥內，關閉通風櫥密封24 h，制備熏硫苦杏仁藥材，依法制備3份自制熏硫苦杏仁樣品（20180505、20180506和 20180512）。

2.1.3 供試品溶液的制備 樣品粉碎過二號篩制成粗粉，精密稱取10 g置于水蒸汽蒸餾裝置中，樣品瓶中加入50 mL水和5 mL鹽酸，立即密封進行水蒸汽蒸餾。用20 mL 3%H2O2作為接收液，至接收瓶中液體接近100 mL時，停止蒸餾，用純化水定容至刻度。樣品液以0.45 μm濾膜過濾，取續濾液作為供試品溶液，以離子色譜儀測定其中的硫酸根離子含量，再換算出二氧化硫含量。

2.1.4 系統適用性試驗 依據2.1.1項下條件分析，結果見圖1。樣品中二氧化硫以硫酸根離子形式檢出，其他成分對測定無干擾，理論塔板數按硫酸根離子計大于2000，硫酸根離子與相鄰峰間分離度大于1.5，保留時間約7.96 min。熏硫苦杏仁樣品中硫酸根離子的離子色譜圖見圖1（C）。

圖1 空白液（A）、硫酸根離子標準品溶液（B）、熏硫苦杏仁（C）和未熏硫苦杏仁（D）的離子色譜圖

2.1.5 線性范圍和檢出限 采用外標法定量，將硫酸根離子標準品溶液稀釋成濃度為1.0、5.0、10.0、25.0和50.0 mg/L的標準品溶液，經離子色譜儀分析，測定硫酸根離子色譜峰面積，以峰面積A為縱坐標，質量濃度C（mg/L）為橫坐標，繪制標準曲線方程。標準曲線方程為A=0.0.0893C-0.0410，相關系數為0.9999，硫酸根離子在1.0~50.0 mg/L線性關系良好。

將稀釋后3倍噪音時的硫酸根離子標準品溶液濃度為方法檢測限，以10倍噪音時的濃度為方法定量限，結果硫酸根離子的檢測限和定量限分別為0.08 mg/L和0.33 mg/L，換算成二氧化硫的檢測限和定量限分別為0.05 mg/L和0.22 mg/L。

2.1.6 精密度和重復性試驗 取5.0 mg/L的硫酸根離子標準品溶液，按色譜條件分析，重復進樣6次，測定峰面積計算精密度，RSD%為2.45%。取熏硫苦杏仁藥材（20180505）6份，制備供試品溶液，分析計算硫酸根離子含量，RSD為4.18%，表明方法的精密度和重復性良好。

2.1.7 穩定性試驗 將制備好的樣品供試液，分別在1、2、4、8、12和24 h進樣，記錄峰面積。結果峰面積RSD為3.39%，表明供試液均在24 h內穩定性良好。

2.1.8 回收率試驗 精密稱取苦杏仁樣品粗粉10 g，分別加入無水亞硫酸鈉溶液（相當于二氧化硫濃度為216 mg/L）1.0、2.0和4.0 mL，制備3個濃度的樣品，每個濃度制備3份樣品，依法制備供試液離子色譜分析，計算回收率。結果，苦杏仁樣品在0.22、0.43和0.86 mg 3個水平的加標回收率在96.30%~102.08%，RSD小于5.0%，回收率測試結果見表1。

表1 苦杏仁中二氧化硫殘留量測定的加標回收率結果

2.1.9 樣品含量測定對3份自制熏硫苦杏仁樣品（20180505、20180506和20180512）進行測定，結果二氧化硫殘留量為（64.37±1.88）mg/kg、（61.07±0.79）mg/kg和 （57.30±0.94）mg/kg，符合中國藥典的要求。

2.2 熏硫苦杏仁藥材中苦杏仁苷的測定 參照2015年版《中華人民共和國藥典》一部苦杏仁藥材的含量測定法［8］測定熏硫苦杏仁中的苦杏仁苷含量。色譜條件為：以乙腈-0.1%冰醋酸（8∶92（v/v））為流動相，用Diamonsil C18（250 mm×4.6 mm，5 μm） 色譜柱，流速 1.0 mL·min-1，柱溫40℃，檢測波長210 nm，進樣量20 μL。苦杏仁苷色譜峰約在12.8 min出峰，在本條件下，其他成分對苦杏仁苷的測定無干擾，理論塔板數按苦杏仁苷計＞3000。經測定3批熏硫苦杏仁（20180505、20180506和20180512）苦杏仁苷含量分別為（4.85±0.24）%、（4.88±0.07）%和（4.75±0.36）%。

2.3 單因素考察結合正交試驗優化熏硫苦杏仁藥材的脫硫工藝

2.3.1 熏硫苦杏仁藥材的脫硫方法 取熏硫苦杏仁藥材30 g，按照液料比（mL/g）加入適量5%NaHCO3溶液，用所需超聲波頻率處理至指定超聲時間，取出用純化水沖洗干凈后放入烘箱40℃烘干。再粉碎過二號篩制成粗粉，按照2.1和2.2項下方法測定其中的二氧化硫殘留量和苦杏仁苷含量。

2.3.2 單因素試驗 以脫硫后藥材中二氧化硫殘留量和苦杏仁苷的含量為考察指標，根據預實驗結果，選擇液料比（A）、超聲波時間（B）和超聲波功率（C）3個因素進行單因素試驗，確定試驗范圍，見表2~3。苦杏仁苷類化合物是苦杏仁藥材的藥效成分，以損失率不高于5%的目標，確定各因素的3個水平依次為：液料比5∶1、10∶1、15∶1（mL/g），超聲波功率 90、120、135 W，提取時間3、5、10 min。

表2 單因素試驗的因素與水平

表3 單因素試驗結果

2.3.3 正交試驗設計 通過單因素試驗，以液料比（A）、超聲波時間（B）和超聲波功率（C）為考察因素，以脫硫后樣品中二氧化硫殘留量和苦杏仁苷含量的綜合評分為考察指標［綜合評分=（100-脫硫后二氧化硫殘留量/原熏硫藥材中二氧化硫殘留量）×0.5+（脫硫后苦杏仁苷含量/原熏硫藥材中苦杏仁苷含量）×0.5］。采用L9（34）正交試驗篩選優化處方，正交實驗設計及結果見表4，正交設計試驗的因素與水平見表5，方差分析結果見表6。

表4 正交試驗設計與結果

表5 正交試驗的因素與水平

表6 正交試驗結果方差分析表

由正交試驗結果可見，各因素對二氧化硫的脫除影響順序為C>B>A，即超聲波功率對脫硫效果的影響最大，方差分析表明各因素對二氧化硫的脫除的影響無統計學意義，根據以上結果，最優化的搭配為A3B2C3，即按照液料比10∶1（mL/g）加入5%NaCO3溶液，用超聲波處理時間5 min（超聲波功率135 W），處理后取出用純化水洗凈即可。

2.3.4 驗證試驗 按照正交試驗優化的脫硫工藝，脫除熏硫苦杏仁藥材（20180505）中的二氧化硫，進行驗證試驗，制備三份脫硫苦杏仁樣品，測定分析其中二氧化硫殘留量和苦杏仁苷含量，結果見表7。即通過脫硫工藝脫除了藥材中82.13%的二氧化硫，藥材中苦杏仁苷損失率為2.97%。

表7 驗證試驗結果

3 討論

中藥材熏硫加工法費用低、效果好，是中藥材產地的常用加工方法。已證實殘留的二氧化硫會改變藥材的成分和影響藥效的發揮，最好去除后使用。苦杏仁藥材表面結構致密，與其他藥材相比，較易去除附著在表面的二氧化硫。本研究用單因素考察結合正交設計優化了熏硫苦杏仁藥材的脫硫工藝，驗證試驗表明效果良好。本法可脫除80%以上的二氧化硫殘留，同時苦杏仁苷損失率不超過5%。

超聲波處理可以加快附著在藥材表面的二氧化硫的溶出速度，也會導致苦杏仁中的苦杏仁苷類化合物的損失。本研究對苦杏仁藥材不經粉碎直接超聲處理，可避免種子內部苦杏仁苷的流失。用本法處理，苦杏仁苷的損失遠低于二氧化硫脫除率。因此，用本法處理熏硫苦杏仁藥材再使用，利大于弊。在本研究中，用超聲波處理苦杏仁藥材超過10 min，苦杏仁苷的損失率顯著升高，這可能是超聲波將苦杏仁種子震碎產生裂隙后內部成分開始溶出的原因，為了保證藥效，用本法超聲波處理不宜時間過長。與文獻報道相比，本法脫硫效果較好，脫硫率較高，這也可能是由于本文所用熏硫藥材為自制品，未經過長時間的儲存和放置所致，本法對市售熏硫苦杏仁的脫除情況需要采集大量樣本后得出。

綜上所述，本文建立的離子色譜法分析苦杏仁藥材中的二氧化硫殘留量，方法穩定可靠、重現型好，適用于苦杏仁藥材的二氧化硫殘留量控制。優化所得的脫硫工藝穩定可行，可為熏硫苦杏仁藥材的安全使用提供參考。