電位滴定法測(cè)定白術(shù)飲片中二氧化硫殘留量△

王永姣，張?chǎng)?，程方園

(西安市食品藥品檢驗(yàn)所，陜西 西安 710054)

白術(shù)為菊科植物白術(shù)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(chǎng)上的白術(shù)飲片幾乎全部進(jìn)行過(guò)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(fā)霉、生菌、蟲蛀，達(dá)到長(zhǎng)期貯存的目的，硫熏過(guò)的藥材不僅外觀美麗、色澤鮮艷，還可以提高商家的利潤(rùn)。市場(chǎng)上的一些商家為追求利潤(rùn)，對(duì)絕大多數(shù)中藥進(jìn)行過(guò)量硫熏，熏蒸后會(huì)產(chǎn)生有毒氣體二氧化硫，現(xiàn)代研究證明人們?cè)诜么罅苛蚧茄舻娘嬈螅瑫?huì)對(duì)身體產(chǎn)生傷害，尤其是呼吸系統(tǒng)，殘留的二氧化硫會(huì)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(huì)使飲片中的有些活性成分含量降低[8-10]。因此需要嚴(yán)格控制中藥飲片中二氧化硫的殘留量。

目前對(duì)二氧化硫測(cè)定的主要報(bào)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(xué)分析法[17-18]等。酸堿滴定法是測(cè)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(cè)定之間誤差大的缺點(diǎn)。氣相色譜法和離子色譜法測(cè)定靈敏度高、檢出下限低，但是其樣品處理步驟復(fù)雜、儀器設(shè)備昂貴，不易于普及。電位滴定法具有操作簡(jiǎn)單、靈敏度高、重復(fù)性好等優(yōu)點(diǎn)，因此本實(shí)驗(yàn)參考相關(guān)文獻(xiàn)[11，18]，建立酸蒸餾-電位滴定方法測(cè)定白術(shù)飲片中二氧化硫的殘留量，并與《中華人民共和國(guó)藥典》(《中國(guó)藥典》)酸堿滴定法測(cè)定結(jié)果相比，結(jié)果偏差在7.0%之內(nèi)，符合要求，建立的方法可以用于白術(shù)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(wàn)通儀器有限公司)，復(fù)合Pt環(huán)電極；STEHDB-106-1智能一體化蒸餾儀(濟(jì)南盛泰電子科技有限公司)；BT124S-CW型電子天平(德國(guó)賽多利斯)；已知濃度質(zhì)控樣：批號(hào)08-05，0.59 g·kg-1；試藥：鹽酸、碘、醋酸鉛(上海國(guó)藥試劑公司)。

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

2 方法與結(jié)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(shí)間為2 s，最大等待時(shí)間為30 s，加液速度為5 mL·min-1，暫停為10 s，信號(hào)漂移為50.0 mV·min-1，溫度為25 ℃。

2.2 滴定液的制備及標(biāo)定

2.2.1 碘標(biāo)準(zhǔn)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(biāo)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(biāo)準(zhǔn)滴定溶液(0.1 mol·L-1)滴定，近終點(diǎn)時(shí)加2 mL淀粉指示液(10 g·L-1)，繼續(xù)滴定至溶液藍(lán)色消失。同時(shí)做水所消耗碘的空白實(shí)驗(yàn)：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(biāo)準(zhǔn)滴定溶液(0.1 mol·L-1)滴定至溶液藍(lán)色消失[19]。

2.3 測(cè)定原理

在密閉蒸餾瓶中將白術(shù)飲片進(jìn)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(fù)合Pt電極和滴定管插入吸收液中，在攪拌狀態(tài)下，用自動(dòng)電位滴定儀以碘標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定，根據(jù)滴定終點(diǎn)時(shí)候電位的突躍來(lái)判斷滴定終點(diǎn)，記錄消耗碘標(biāo)準(zhǔn)溶液的體積，按公式(1)計(jì)算出白術(shù)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(zhì)量(g)，c為滴定液濃度(mol·L-1)，0.032為1 mL碘標(biāo)準(zhǔn)溶液[c(1/2 I2)=0.1 mol·L-1]相當(dāng)于二氧化硫的質(zhì)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?dú)?，同時(shí)將氮?dú)饬髁空{(diào)節(jié)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(yù)先準(zhǔn)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(diào)節(jié)加熱功率至230 W，加熱蒸餾。當(dāng)蒸餾液約100 mL時(shí)，使冷凝管下端離開液面，再繼續(xù)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(dòng)電位滴定儀以碘標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定，根據(jù)電位的突躍判定滴定終點(diǎn)，記錄消耗碘標(biāo)準(zhǔn)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(shù)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?dú)?，同時(shí)將氮?dú)饬髁空{(diào)節(jié)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(yù)先準(zhǔn)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(diào)節(jié)加熱功率至230 W，加熱蒸餾。當(dāng)蒸餾液約100 mL時(shí)，使冷凝管下端離開液面，再繼續(xù)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(dòng)電位滴定儀以碘標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定，根據(jù)電位的突躍判定滴定終點(diǎn)，記錄消耗碘標(biāo)準(zhǔn)溶液的體積，計(jì)算出白術(shù)中的二氧化硫含量。

2.6 滴定曲線圖

按照2.4和2.5項(xiàng)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(xiàng)下滴定條件進(jìn)行滴定，記錄滴定曲線，電位最大突躍點(diǎn)為滴定終點(diǎn)，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(fù)性試驗(yàn)

按照2.5項(xiàng)下的方法對(duì)白術(shù)飲片平行制備6份樣品，按照2.1項(xiàng)下滴定條件進(jìn)行滴定，記錄吸收液所消耗的碘標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液的體積，測(cè)定SO2平均質(zhì)量分?jǐn)?shù)為13.35 mg·kg-1，RSD=1.88%(n=6)。

2.8 穩(wěn)定性考察

平行稱取6份白術(shù)樣品，按照2.1項(xiàng)下滴定條件操作進(jìn)行測(cè)定，分別在1、2、4、8、16 h記錄吸收液消耗碘標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液的體積，同時(shí)做空白實(shí)驗(yàn)，結(jié)果二氧化硫質(zhì)量分?jǐn)?shù)為13.85、14.16、13.39、13.21、14.02 mg·kg-1，RSD=2.98%，結(jié)果表明供試品溶液在16 h內(nèi)穩(wěn)定性良好。

2.9 加樣回收率試驗(yàn)

精密稱取白術(shù)樣品6份，每份2.5 g，另精密稱取60 mg已知二氧化硫質(zhì)量分?jǐn)?shù)的質(zhì)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(xiàng)下的滴定條件進(jìn)行測(cè)定，計(jì)算加樣回收率，結(jié)果見表1。

表1 白術(shù)中二氧化硫回收率試驗(yàn)結(jié)果

2.10 樣品含量測(cè)定

取6批白術(shù)樣品，每批平行制備2份，按照2.5項(xiàng)下樣品溶液的方法制備，按照2.1條件進(jìn)行測(cè)定，分別采用電位滴定法和《中華人民共和國(guó)藥典》的方法進(jìn)行測(cè)定，結(jié)果見表2，可以看出不同批次的白術(shù)樣品中二氧化硫含量相差很大，兩種方法測(cè)定白術(shù)飲片中二氧化硫殘留量之間的相對(duì)偏差在7.0%之內(nèi)，差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)。

表2 不同方法測(cè)定白術(shù)樣品中二氧化硫的結(jié)果

3 討論

3.1 蒸餾液體積的影響

實(shí)驗(yàn)中我們首先對(duì)吸收液的體積進(jìn)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(cè)定結(jié)果見圖2。

圖2 蒸餾體積對(duì)二氧化硫含量測(cè)定的影響

由圖2可以看出蒸餾液體積對(duì)滴定結(jié)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(guò)大易造成消耗試劑過(guò)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(dāng)吸收液體積為100、200 mL時(shí)，二氧化硫含量相差不大，可能是由于此時(shí)的體積足以能夠吸收樣品蒸餾出的二氧化硫量，因此本實(shí)驗(yàn)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(duì)二氧化硫含量測(cè)定的影響，可以看出攪拌速度對(duì)滴定結(jié)果影響很大。攪拌速度過(guò)慢，電極表面吸附反應(yīng)產(chǎn)生的沉淀使電極響應(yīng)靈敏度降低，使電極平衡速度慢，終點(diǎn)推后，造成測(cè)定值偏低；攪拌速度過(guò)快，電極表面產(chǎn)生氣泡，同時(shí)可能會(huì)使溶液濺出，使結(jié)果偏低，影響測(cè)定值的準(zhǔn)確性。

圖3 不同攪拌轉(zhuǎn)速對(duì)二氧化硫含量測(cè)定的影響

3.3 電位滴定法的優(yōu)勢(shì)

本實(shí)驗(yàn)中采用電位滴定法測(cè)定白術(shù)飲片中二氧化硫，由于電位滴定法主要是測(cè)量反應(yīng)過(guò)程中電位的突躍來(lái)確定終點(diǎn)，而《中華人民共和國(guó)藥典》中采用酸堿滴定法需要甲基紅指示劑的顏色變化來(lái)指示終點(diǎn)，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(shí)驗(yàn)中的電位滴定法只需要在吸收液完成后直接進(jìn)行滴定，減少實(shí)驗(yàn)操作，測(cè)定結(jié)果準(zhǔn)確。如果二氧化硫含量過(guò)低，則酸堿滴定無(wú)法滴定，但是電位滴定法可以進(jìn)行滴定且可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化和連續(xù)測(cè)定，具有測(cè)定效率高的優(yōu)點(diǎn)。

3.4 二氧化硫的控制

硫磺熏蒸是一種傳統(tǒng)的中藥材加工方法，國(guó)家藥典委員會(huì)在2011年發(fā)布的《關(guān)于在中藥材及飲片中控制二氧化硫殘留量檢測(cè)限度的公示》中對(duì)《中華人民共和國(guó)藥典》收載的山藥、牛膝、天麻等進(jìn)行了限度規(guī)定，除另有規(guī)定外中藥材及飲片中二氧化硫不得過(guò)150 mg·kg-1。解決硫熏的難題，需要有關(guān)部門制定相應(yīng)的法律進(jìn)行約束，最好從源頭控制，從中藥材源頭、流通到銷售的過(guò)程中隨時(shí)監(jiān)管、監(jiān)控，這樣可以有效減少硫熏帶來(lái)的危害。

本實(shí)驗(yàn)建立的電位滴定法具有操作簡(jiǎn)單、穩(wěn)定性好、測(cè)定效率高的優(yōu)點(diǎn)，可以用于中藥中二氧化硫殘留量的控制。