离子色谱法测定不同产地芡实中二氧化硫残留量

陈蓉，陈伟，顾炳仁

(1.苏州市药品检验检测研究中心，江苏 苏州 215104；2.苏州市中医医院，江苏 苏州 215009)

芡实为睡莲科植物芡EuryaleferoxSalisb的干燥成熟种仁，具有益肾固精，补脾止泻，除湿止带的功能,临床上用于遗精、尿频、脾虚久泻、带下[1]。芡实营养价值高，富含淀粉[2]、蛋白质[3]、多糖[4]等物质，除了是传统中药，如今也广泛应用于各种保健品和食品。由于营养性成分含量高，芡实在产地加工、贮藏过程中，为达到防霉、防虫的目的，常可能人为地引入硫磺熏蒸。

适量的熏蒸能达到杀菌防虫的目的，同时使中药材看起来更美观[5]。但过量的熏蒸易导致二氧化硫残留，既造成环境污染，又对人体产生潜在危害[6]。硫熏产生的二氧化硫，与药材中的水分、无机元素结合生成亚硫酸盐，亚硫酸盐是危害的源头，体内蓄积过量的亚硫酸盐严重影响到消化道和呼吸道黏膜，会加重哮喘患者的病情甚至导致死亡[7]。目前芡实的质量标准较为简单，《中国药典》检查项仅为水分、灰分、浸出物，而无有害物质控制项，对其进行二氧化硫残留量检查十分必要。

《中国药典》2015年版中规定了山药、牛膝、粉葛、甘遂、天冬、天麻、天花粉、白及、白芍、白术、党参等11味药材及其饮片中二氧化硫残留量不得过400 mg·kg-1；其他中药材及饮片二氧化硫残留量不得过150 mg·kg-1。《中国药典》2015年版四部附录通则2331二氧化硫残留量测定法，收录了酸碱滴定法、气相色谱法、离子色谱法三种方法[8]。酸碱滴定法操作简单，易普及，其原理为样品中亚硫酸盐在酸性条件下转化为二氧化硫，随氮气吹入吸收瓶，被过氧化氢吸收氧化为硫酸根离子，最后用氢氧化钠溶液滴定。但对于部分颜色较深的药材滴定终点判断不明显，易出现假阳性，该法也不适用于金银花、甘草、山楂等含有机酸的药材。气相色谱法虽然专属性强、灵敏度高，但需配备气密针形式的顶空进样装置，且样品前处理过程中需要蜡封，操作复杂，成本较高，不便于推广使用[9]。离子色谱法专属性较强、灵敏度高、稳定性好、前处理较简便，更适合大批量样品的检测[10-11]。本研究采用盐酸蒸馏法提取，过氧化氢吸收并氧化，离子色谱法测定硫酸根离子的含量，以期监测芡实药材中的二氧化硫残留量，保证用药和饮食安全。

1 仪器与试药

1.1仪器ICS-5000离子色谱仪，配备阴离子抑制器和电导检测器(美国Dionex公司)；Dionex Inopac AS 11-HC阴离子分析柱(250 mm×4 mm)，AG 11-HC保护柱(50 mm×4 mm)；Sartorius CPA225D电子天平(d=0.1 mg，德国赛多利斯公司)；Milli-Q超纯水机(美国Millipore公司)；Thermo Biofuge primo R高速离心机(美国Thermo公司)。

1.2试药30%过氧化氢(国药集团化学试剂有限公司，优级纯)；氢氧化钾(国药集团化学试剂有限公司，分析纯)；亚硫酸钠(国药集团化学试剂有限公司，分析纯)；盐酸(国药集团化学试剂有限公司，优级纯)。硫酸根标准溶液，标示量：1 000 mg·L-1，批号：13073，购自中国计量测试研究院。14批芡实药材分别来源于河北安国、广东肇庆、安徽芜湖、四川成都、江西武穴、福建莆田、四川中江、湖南益阳、山东菏泽、江苏苏州、江苏宝应、江苏金湖、江苏建湖、江苏浦口，经南京中医药大学吴启南教授鉴定为睡莲科植物芡EuryaleferoxSalisb的干燥成熟种仁，其中，福建莆田、江苏苏州、江苏宝应、江苏金湖、江苏建湖、江苏浦口为苏芡，其余产地为刺芡。

2 方法与结果

2.1色谱条件色谱柱：Dionex Inopac AS 11-HC阴离子分析柱(250 mm×4 mm)；保护柱：AG 11-HC(50 mm×4 mm)；柱温：30 ℃；洗脱液：20 mmol·L-1氢氧化钾溶液(在线淋洗液发生器)；抑制器电流：60 mA；电导检测器温度：30 ℃；流速1.0 mL·min-1；进样量10 μL。

2.2溶液的制备

2.2.1对照品溶液的制备 取硫酸根标准溶液，加水稀释成制成200、100、50、20、5、1 mg·L-1的溶液，作为标准曲线系列溶液。

2.2.2供试品溶液的制备 取供试品粉末10 g，精密称定，置水蒸气蒸馏装置(参照《中国药典》2015年版四部通则2331第三法)的样品瓶中，加水50 mL，振匀；于100 mL量瓶中加入3%过氧化氢20 mL作为接收液，连接好水蒸气蒸馏装置，快速于样品瓶中加入盐酸5 mL，立即密封，进行水蒸气蒸馏。至接收瓶中液体接近100 mL时，停止蒸馏，取下接收瓶。用去离子水稀释至刻度，摇匀，离心，取上清液作为供试品溶液。

2.2.3空白溶液 空白溶液为不加供试品，自“加水50 mL”起，按“2.2.2”项下方法操作，即得。

2.2.4测定法 取对照品溶液、供试品溶液(广东肇庆)及空白溶液各10 μL，按“2.1”项下条件进行检测，结果表明待测离子与其他离子分离良好，空白不干扰硫酸根离子(二氧化硫)的测定[12]，见图1。

注：A为对照品溶液，B为供试品溶液，C为空白溶液

图1离子色谱图

2.3系统适用性试验将“2.2.1”项下不同浓度的对照品溶液，按“2.1”项下条件进样10 μL，测定峰面积。分别以硫酸根离子浓度(mg·L-1)为横坐标，峰面积为纵坐标，绘制标准曲线，得回归方程

表1 回收率试验结果

(Y=0.679 1X-0.961 6，r=0.999 9)，硫酸根离子在1.00～200.00 mg·L-1线性范围内呈现良好的线性关系。

2.4检出限和定量限根据峰高以信噪比S/N=3确定检出限为0.33 mg·L-1，S/N=10确定定量限为1.0 mg·L-1。

2.6稳定性试验取“2.2.2”项下广东肇庆的供试品溶液，按“2.1”项下条件分别于0、4、6、8、12、24 h进样，测定峰面积，其RSD为1.31%，说明样品在24 h内稳定。

2.7重复性试验精密称取广东肇庆样品6份，每份10 g，按“2.2.2”项下方法制备供试品溶液，按“2.1”项下条件测定峰面积，结果以二氧化硫/硫酸根离子=0.666 9计算二氧化硫残留量，平均含量为137.7 mg·kg-1，RSD为2.1%，说明方法重复性良好。

2.8加样回收率试验分别精密称取已测得含量的广东肇庆样品4、5、6 g，每个浓度各3份，分别精密加入亚硫酸钠溶液1.80、1.50、1.20 mL(亚硫酸钠标准溶液临用新配，并用碘量法[13]标定，以二氧化硫计，浓度为0.495 4 g·L-1)，按“2.2.2”项下方法制备供试品溶液，按“2.1”项下条件测定峰面积，计算回收率，结果见表1。

2.9样品测定取14 批芡实样品各约10 g，精密称定，分别按“2.2.2”项下方法制备供试品溶液，按“2.1”项下条件测定峰面积，扣除空白溶液的响应值后，计算样品中二氧化硫残留量，结果见表2。

2.10聚类分析采用SPSS 18.0，以组间平均法，计算平方欧氏距离，对14个产地样品进行聚类分析，得到不同样品的聚类图。14个产地样品被聚为四类，结果见图2。

表2 芡实中二氧化硫残留量

图2 不同产地芡实二氧化硫残留量聚类结果

第一类包括6个产地(S6、S10、S11、S12、S13、S14)，分别为江苏苏州、江苏宝应、江苏金湖、江苏建湖、江苏浦口、福建莆田，这一类产地芡实中二氧化硫残留量最低，不超过20 mg·kg-1。江苏和福建莆田芡实品种为果皮不带刺的苏芡，以食用为主，药用为辅[14]。其中江苏苏州的残留量最低，可能与苏州地区芡实主要作为时令水生蔬菜，以鲜品供食用有关，无需硫熏储存。

第二类包括4个产地(S3、S5、S7、S8)，分别为安徽芜湖、江西九江、四川中江、湖南益阳，这些产地均在长江流域，水资源丰富地区，二氧化硫残留量均不超过70 mg·kg-1。

第三类包括2个产地(S4、S9)，分别为四川成都、山东菏泽，这一类产地二氧化硫残留量均超过100 mg·kg-1，可能与成都气候湿润，硫熏为防霉变有关。

第四类包括2个产地(S1、S2)，分别为河北安国、广东肇庆，这一类产地二氧化硫残留量均超过120 mg·kg-1，远高于其他产地，可能与河北安国是药材流通市场，硫熏能增强药材外观和贮存时间；广东肇庆是刺芡主产区，是药用芡实的主要来源，硫熏能增强产地加工的效果有关。

聚类结果显示，芡实药材中二氧化硫残留量有明显的产地差异，基本以苏芡量最少，长江流域次之，而刺芡中残留量最大，可能与产地气候、环境以及产品用途有关。故产地从一定程度上可以反应药材的硫熏情况。

3 讨论

各产地芡实药材均存在一定程度的二氧化硫残留，食用芡实较药用芡实安全性高，因此建议药材产地加工选用更为合理的熏制工艺，尽量减少二氧化硫在芡实中的残留，以保证药物安全。本研究采用的离子色谱法操作简便，精密度、稳定性、重复性较好，准确度较高，适合芡实中二氧化硫残留检测，可为芡实药材质量标准提高作一参考，也可为食品工业原料质控提供依据。

国际上对此已有相关限度要求。FAO/WHO及食品添加剂专家委员会(JECFA)认为：二氧化硫的成人摄入量每日不得超过0.7 mg·kg-1[15]。韩国食品医药品安全厅对中药材中二氧化硫的限量值规定为30 mg·kg-1[16]。国内外食品领域中的限量值多在30～100 mg·kg-1[17-18]。因此，根据试验结果及上述标准，并参考我国《食品添加剂使用卫生标准》，芡实中二氧化硫限量可暂定为150 mg·kg-1[19]。

此外需要注意的是，二氧化硫的残留量会随时间推移而变化，同时不同提取方法和测定手段得到的结果会有较大的差异[20]，如滴定法人为因素影响大，准确度较低。离子色谱法相对灵敏度较高，蒸馏处理的样品较为洁净，但蒸馏速度太快，会导致结果偏差较大，因此实验条件应保证相对稳定。