2019, Vol. 39 
2. 河南中医药大学药学院, 郑州 450000;
3. 中国中医科学院中药资源中心无限极中草药品质研究联合实验室, 北京 100700
2. College of phamacy, Henan University of Chinese Medicine, Zhengzhou 450000, China;
3. Joint Laboratory of Infinitus Quality Study of Chinese Herbal Medicine and National Resource Center for Chinese Materia Medica, China Academy of Chinese Medical Sciences, Beijing 100700, China
熏硫作为一种常用的防霉防虫技术，据记载已有100多年的历史[1]。近年来，熏硫对中药质量的负面影响越来越受关注。因为二氧化硫可能引起慢性支气管炎、哮喘和心血管疾病，故中药中残留的二氧化硫被认为是主要的有害物质，2015年版《中华人民共和国药典》规定了山药、天冬等10味中药的二氧化硫残留量限量标准[2]。
中药研究中，在关注残留二氧化硫本身可能对人体产生危害的同时，也应关注二氧化硫残留对中药所含化学成分及药理作用的影响。现代研究表明，中药熏硫会使中药中许多化学成分发生转化[3-7]。这可能是导致熏硫中药药理作用发生变化的主要原因。本文主要阐述熏硫前后中药化学成分和药理作用的变化，以期为推测其他中药成分在熏硫过程中可能存在的化学成分变化提供参考依据，为熏硫中药的进一步研究及中药质量控制奠定基础。
1 熏硫对中药所含有机物的影响 1.1 糖类熏硫过程中，二氧化硫可与水及药材中所含钠盐结合，最终形成亚硫酸氢钠。亚硫酸氢钠和糖的反应可看作和开链糖上的醛基发生加成反应，或与环式糖基上的半缩醛羟基发生取代反应(图 1)，从而导致糖含量的降低。另外，糖含量的检测特别是还原糖含量的检测多利用糖上所含的醛基，糖与亚硫酸氢钠反应后，醛基消失，不能再以糖的形式被检测到，因此，能够被检测到的糖的含量也会降低[8-9]。二氧化硫还可与饮片中的醛、α-酮戊二酸、丙酮酸、葡萄糖、甘露糖和果糖等形成可逆结合的亚硫酸盐[10]。康传志等[6]在此基础上推断了天麻中1种二糖(3-O-β-D-galactopyranosyl-β-D-glucopyranose)熏硫后产生的含硫衍生物可能的结构。经硫磺熏蒸处理后百合中还原糖、总糖及总多糖的含量均降低，其中还原糖含量大约降低了一半，总糖含量与硫磺使用剂量呈现一定的负相关性，硫磺熏蒸时所用剂量越大，样品中的总糖含量越低[11-12]。但不知为何，用适量的硫磺熏制可使山药中的多糖含量升高，但在继续加大硫磺用量时，多糖含量反而下降[13]。多糖在中药中较为常见，特别是在根茎类药材中含量较高。在根茎类熏硫药材粉碎的过程中可明显感觉到，熏硫药材更易磨成细粉，且磨成的细粉不容易粘连，结块，可能也与此有关。另外，亚硫酸盐与糖上的醛基结合可抑制中药材褐变，因此熏硫后的药材不易变黑。
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图 1 糖与亚硫酸氢钠的反应 Fig.1 The mechanism of the interaction of sodium bisulfite with certain sugars |
芳环上连有醚键的香豆素类成分在熏硫的过程中，醚键易断开，形成相应的酚，代表性中药为白芷。研究发现，未熏硫白芷和熏硫白芷的指纹图谱差异很大，熏硫后白芷中极性较大的成分的种类及含量明显降低。FAN等[14]通过层次聚类分析和主成分分析分析发现，随着硫磺用量的增加和熏硫时间的增长，不同熏硫白芷中氧化前胡素和欧前胡素的含量总体呈下降趋势[15]；另有研究表明，白芷熏硫前后差异最大的成分为氧化前胡素和花椒毒酚[16]，WANG等[4]发现熏硫可导致白芷中香豆素类成分含量显著改变，其中花椒毒酚的含量随着熏硫量的增加而增加，而欧前胡素、异欧前胡素和异珊瑚菜素的含量随着熏硫量的增加而降低。氧化前胡素和水合氧化前胡素的含量变化趋势相反，因此，推断白芷中香豆素类成分存在以下转化关系(图 2)。
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图 2 熏硫过程中白芷香豆素类成分可能存在的转化关系 Fig.2 Possible transformation mechanisms of coumarins during sulfur fumigation in Angelicae Dahuricae Radix |
中药所含的黄酮类成分易与糖成苷，这些苷类成分在熏硫的过程中苷键易断裂，形成相应的苷元，另外，黄酮A环和B环上所连的羟基可与亚硫酸发生酯化反应，形成亚硫酸酯类成分。硫熏后，菊花中黄酮苷类成分的含量明显降低，而黄酮苷元类成分的含量明显升高，其中木犀草苷可能脱去葡萄糖基而转化为木犀草素，转化关系如图 3所示[17]。研究显示，硫熏后葛根中葛根素的含量显著下降，可能是由于其转化为相应的亚硫酸酯类[18]，YANG等[19]的研究证实了这一推测，其在熏硫葛根中发现了12个含硫化合物，并用质谱方法分析得知，这12个含硫化合物均为黄酮苷类成分通过酯化反应转化而来，如图 4所示。该反应在黄芪熏硫的过程中可能也同样存在，与晒干和阴干相比，熏硫后黄芪中毛蕊异黄酮苷的含量晒干 < 熏硫 < 阴干，且随着熏硫用量的增加及熏硫次数的增多，毛蕊异黄酮苷含量呈下降趋势[20]。而翟宇瑶等[21]的研究则表明，硫磺熏过的黄芪药材中毛蕊异黄酮苷、芒柄花苷含量降低，毛蕊异黄酮、芒柄花素含量变化不明显。
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图 3 熏硫过程中菊花中木犀草苷可能发生的化学成分转化 Fig.3 Possible transformation mechanisms of galuteolin during sulfur fumigation in Chrysanthemi Flos |
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图 4 熏硫过程中葛根黄酮类成分可能发生的化学成分转化 Fig.4 Possible transformation mechanisms of flavonoids during sulfur fumigation in Puerariae Lobatae Radix |
苯乙醇苷类成分在熏硫的过程中糖基团容易丢失，形成相应的苯乙醇类化合物，而其中含对位羟基或巯基的苯乙醇类化合物可与亚硫酸发生酯化反应，相应的转化关系如图 5所示。靳灿灿等[22]通过测定熏硫前后天麻中6个化合物的含量发现，天麻中天麻素、对羟基苯甲醇、巴利森苷、巴利森苷B、巴利森苷C、巴利森苷E的含量均不同程度降低。另有研究表明，熏硫后天麻中腺苷、天麻素、对羟基苯乙醇和对羟基苯甲醛的含量显著降低，但巴利森苷的含量略有升高[23]。其后，康传志等[24]的研究亦表明，熏硫后除巴利森苷E含量升高外，天麻素、巴利森苷、巴利森苷B、巴利森苷C的含量均降低；同时，其研究团队在熏硫天麻中发现了2种苯乙醇类含硫化合物，并推测分别为对羟基苯乙醇亚硫酸酯和对巯基苯乙醇亚硫酸酯，因此推断对羟基苯乙醇、对巯基苯乙醇可以被亚硫酸酯化，转化为相应的亚硫酸酯。
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图 5 熏硫过程中天麻苯乙醇苷类成分可能发生的化学成分转化 Fig.5 Possible transformation mechanisms of phenylethanoid glycosides during sulfur fumigation in Gastrodiae Rhizoma |
中药中萜类成分主要是由异戊二烯或异戊烷以各种方式连结而成的一类天然化合物，其连接方式较多，因此，其种类也较为复杂。在熏硫过程中，由于受光、热、pH的影响，容易产生电子转移，发生分子内重排反应，也容易发生加成、取代、脱水等反应。其中，受影响较大的萜类主要有单萜类及倍半萜类及其相应的苷类成分。
1.5.1 单萜类金银花中萜烯类成分含量在熏硫的过程中显著降低[25]，其中断马钱子酸是一种分子结构中具有半缩醛羟基的环烯醚萜类成分，曾经从忍冬科金银花Lonicera. japonica Thunb.、蓝果忍冬L. coerulea Linn.和长白忍冬L. ruprechtiana Regel等植物中分离得到，其含量的变化有可能会引起金银花与环烯醚萜类成分相关的药理活性的改变，比如抗炎、抗病毒、保肝利胆等。新鲜的金银花含水量较大，经过硫磺熏蒸而富含亚硫酸，环烯醚萜类成分断马钱子酸在酸性环境中不稳定，与亚硫酸反应生成其相应的衍生物，主要为断马钱子酸类成分上的环状半缩醛羟基与亚硫酸发生酯化反应形成，转化机制如图 6所示[26]。
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图 6 熏硫过程中金银花环烯醚萜类成分可能发生的化学成分转化 Fig.6 Possible transformation mechanisms of cycloether terpenoids during sulfur fumigation in Lonicerae Japonicae Flos |
王亚君等[27]运用GC-MS法发现:单萜类化合物中，与晾干相比，硫磺熏制菊花中2，4(10)-侧柏二烯、异麝香草酚、伞形花酮、桉叶素、左旋-4-萜品烯醇和(E)-2-蒈烯-4-醇的含量分别降低了88.2%、87.7%、77.3%、66.7%、61.5%、54.4%；而(1R)-樟脑、龙脑、乙酸龙脑酯、对位伞花烯、α-蒎烯、乙酸马鞭草烯酯、α-松油醇和麝香草酚的含量分别增加了18.1、5.3、4.3、4.2、3.7、3.5、1.5、1.3倍，增幅最高者为(1R)-樟脑。根据化合物的结构特征和含量的增减，推测可能有以下转化过程(图 7)，多数反应可能是游离基反应。
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图 7 熏硫过程中小亳菊单萜类成分可能发生的化学成分转化 Fig.7 Possible transformation mechanisms of monoterpenes during sulfur fumigation in Bozhou Chrysanthemi Flos |
白芍和丹皮同属芍药科植物，均含有芍药苷类成分，其在熏硫过程中很容易转化为芍药苷亚硫酸酯类。熏硫前后白芍中芍药苷亚硫酸酯及芍药苷的含量具有极显著性差异(P < 0.001)[28]，主要是由于硫磺熏制可降低芍药苷含量，而产生新成分芍药苷亚硫酸酯，该成分是芍药苷在有水条件下和二氧化硫的反应产物，而且这种转化不可逆[29-30]。ZHANG等[31]运用高分辨质谱技术，解析出熏硫白芍中5个含硫衍生物。LI等[32]从熏硫丹皮中解析出6个含硫衍生物，其后本课题组[33]从熏硫丹皮中解析出13个含硫衍生物，并推导了其可能存在的转化机制，如图 8所示。
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图 8 熏硫过程中牡丹皮单萜苷类成分可能发生的化学成分转化 Fig.8 Possible transformed mechanisms of monoterpene glycosides during sulfur fumigation in Moutan Cortex |
党参中的倍半萜类成分主要为炔苷，该类成分最显著的特点是含有多个共轭的不饱和键，因此，化学性质较为活泼。采用硫熏加工致其损失较大，其中甘肃临洮县产的含量下降16.49%，甘肃首阳县产的含量下降56.30%，重庆市城口县产的含量下降44.71%[34]。中药熏硫的过程中二氧化硫与水反应可生成亚硫酸，亚硫酸在氧气充足的环境中会被空气中的氧气氧化为硫酸。党参炔苷中所含的羟基较为活泼，可与硫酸反应生成相应的硫酸酯；另外，熏硫导致的酸性环境亦可能使其中的高级苷(如Lobetyolinin和党参炔苷)脱去一分子糖，生成对应的次级苷。其转化机制如图 9所示[35]。
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图 9 熏硫过程中党参倍半萜类成分可能发生的化学成分转化 Fig.9 Possible transformation mechanisms of sesquiterpenoids during sulfur fumigation in Codonopsis Radix |
晾干菊花和硫磺熏制菊花中倍半萜类化合物的总量几乎相同，分别为12.65%和10.39%，但在熏硫样品中降解产物种类更多。菊花中倍半萜类成分转化途径如图 10所示[27]。
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图 10 熏硫过程中小亳菊倍半萜类成分可能发生的化学成分转化 Fig.10 Possible transformation mechanisms of sesquiterpenoids during sulfur fumigation in Bozhou Chrysanthemi Flos |
白术中的倍半萜类为三环倍半萜，熏硫过程中产生的热量及酸性增强，使这些分子中发生分子内重排的概率大大提高；同时新增的亚硫酸较容易与该类成分中所含的活泼羟基发生酯化反应。SUN等[7]运用高分辨质谱，对熏硫前后白术的化学成分差异进行了系统比较分析，并根据化合物含量的变化推导白术熏硫过程中可能存在的化学转化关系。其认为硫磺熏蒸的过程中伴随着高温脱水和氧化分解等多种反应的发生，如6-羟基-3，3α-二氢白术内酯Ⅲ(22)和苍术内酯(32)脱水缩合成苍术内酯复合物(44)，导致化合物22和32含量的降低及产生化合物44，而苍术酮(71)亦可被氧化为白术内酯Ⅲ(28)和异甾体内酯A(38)，从而大大降低苍术酮的含量，使白术内酯Ⅲ和异甾体内酯A的含量升高。而其他化合物中的活泼羟基(多为半缩醛羟基、仲羟基及叔羟基)则易被亚硫酸或硫酸酯化，转化机制如图 11所示。
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图 11 熏硫过程中白术倍半萜类成分可能发生的化学成分转化 Fig.11 Possible transformation mechanisms of sesquiterpenoids during sulfur fumigation in Atractylodis Macrocephalae Rhizoma |
很多皂苷类成分含有羟基，熏硫的过程中，某些羟基易被亚硫酸酯化，代表性成分有人参皂苷类和黄芪皂苷类。熏硫后，桔梗中的桔梗皂苷及桔梗酸类成分含量显著降低[36]。JIN等[37]测定了正常和熏硫人参甲醇提取液和煎煮液中14个皂苷和总皂苷的含量，结果表明:与正常人参相比，甲醇提取物中，熏硫人参中有9个人参皂苷的含量降低了3%~85%不等，总人参皂苷的含量降低了54%；煎煮液中，10个人参皂苷的含量降低了33%~83%，总人参皂苷的含量降低了64%。另外，在未熏硫人参煎煮液中无法检测到的人参皂苷Rh2和人参皂苷Rg5，在熏硫人参煎煮液中的检出量分别为0.09 mg·g-1和0.05 mg·g-1，说明熏硫不仅可以影响人参中人参皂苷的含量，还影响其汤剂配伍中化学成分的转化。其研究团队的另一项研究表明:人参中人参皂苷类成分可被亚硫酸酯化或硫酸酯化，不管是达玛烷型还是齐墩果烷型人参皂苷，其C-3和C-12上常连有羟基，这2个位置连接的羟基易被亚硫酸酯化或硫酸酯化，其转化关系如图 12所示[38]。
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图 12 熏硫过程中桔梗皂苷类成分可能发生的化学成分转化 Fig.12 Possible transformation mechanisms of saponins during sulfur fumigation in Platycodonis Radix |
与晒干和阴干相比，熏硫后黄芪中黄芪甲苷的含量升高，且随着熏硫用量的增加及熏硫次数的增多，黄芪甲苷含量呈上升趋势，可能的原因是其他成分如黄芪皂苷Ⅰ或黄芪皂苷Ⅱ，可在一定条件下转化为黄芪甲苷[20]。而翟宇瑶等[21]的研究则表明，熏硫后黄芪中黄芪皂苷Ⅰ、黄芪皂苷Ⅲ、黄芪甲苷的含量变化不明显。DAI等[39]运用高分辨质谱证实，在熏硫麦冬中不仅含有麦门冬皂苷D，还含有其含硫衍生物，因此，麦冬中有可能存在如图 13所示的转化关系。
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图 13 熏硫后麦冬中麦门冬皂苷D可能发生的化学成分转化 Fig.13 Possible transformation mechanisms of ophionponin D during sulfur fumigation in Ophiopogonis Radix |
大黄熏硫含量显著降低的成分主要有没食子酰葡萄糖苷类和蒽醌苷类。在正常大黄中，没食子酸、儿茶素/表儿茶素、1-肉桂酰-2-没食子酰葡萄糖苷含量较高；而在熏硫大黄中，这些成分含量很低，具有明显差异。1-没食子酰-2-苯丙酸酯葡萄糖苷、1，4-二没食子酰-2-肉桂酰葡萄糖苷、3-羧基-4-甲基-5羟基-1-O-β-D-蒽醌苷、1-羟基- 3-甲基-5-O-葡萄糖酸在未熏硫大黄中检出，而在熏硫大黄中未检出[40]，说明这两类成分熏硫后发生了苷键水解，或某些羟基与亚硫酸、硫酸发生了酯化反应，使其含量降低。
1.8 生物碱类研究表明，金银花在熏硫过程中有4种生物碱类成分(包括吡啶、3-乙烯基-吡啶、3-乙基-吡啶、异喹啉)的含量显著降低[25]，浙贝母中的贝母辛、贝母甲素和贝母乙素的含量均下降[41]。杨小艳等[42]运用紫外分光光度法，测定了熏硫前后半夏中总生物碱的含量，结果半夏熏硫后总生物碱的含量变化不明显。由此可看出，中药在熏硫后生物碱含量普遍降低，可能是由于其转化为其他化合物，而杨小艳的总生物碱含量测定方法用的是分光光度法，若生成的化合物并未使其母核结构发生变化，则对其测定结果影响较小或没有影响。
1.9 有机酸类熏硫后半夏中琥珀酸含量降低[43]，当归中阿魏酸的含量亦降低，且熏硫程度越深(以二氧化硫残留量计)，阿魏酸的含量越低[28, 44-45]，可能是阿魏酸中的酚羟基与亚硫酸或硫酸发生了酯化反应。
党参中的氨基酸类成分在熏硫的过程中会与硫酸发生反应，即氨基酸中的氨基脱去氢，硫酸脱去羟基，失去一分子水而形成肽键[35]。其转化过程如图 14所示。
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图 14 熏硫过程中党参中的色氨酸的化学转化 Fig.14 Possible transformation mechanisms of tryptophan during sulfur fumigation in Codonopsis Radix |
熏硫后百合中总磷脂、总皂苷的含量均降低，而游离氨基酸含量变化不大[11-12]。随着熏蒸时间增长，白芷浸出物的含量从19.8%降低至15.1%，总体也呈下降趋势。自然晒干和石灰干燥的白芷浸出物含量分别为27.7%和28.7%，随着硫磺用量和熏蒸时间的延长，白芷的浸出物含量下降28.5%~47.3%不等[15]。
1.11 其他类熏硫会降低中药中某些挥发性成分的种类和含量，而有些成分在熏硫的过程中含量升高。CAO等[46]运用气质联用技术，研究了晒干和熏硫白芷化学成分的差异，结果在白芷中共鉴定出73种挥发性成分，其中12种含硫化合物仅存在于含硫熏蒸的样品中，32种挥发性成分仅在晒干样品中检出，而在熏硫样品中消失。与正常人参相比，熏硫人参中新产生了20种含硫挥发性成分[47]。
DUAN等[45]测定了熏硫前后当归中10种化学成分，其中(E)-藁本内酯、川芎内酯Ⅰ、川芎内酯H、阿魏酸松柏酯、(Z)-藁本内酯、川芎内酯A和阿魏酸7种成分含量明显降低，且随着熏硫时间的延长，其含量逐渐降低；WEI[48]的研究亦表明，熏硫后当归中阿魏酸、川芎内酯A、n-芹菜甲素、川芎内酯、丁烯基酞内酯含量均降低；AI等[49]还发现，当归中当归内酯类的双键可与亚硫酸连续发生加成反应，其转化关系如图 15所示。
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图 15 熏硫当归中可能存在的化学转化 Fig.15 Possible transformation mechanisms during sulfur fumigation in Angelicae Sinensis Radix |
YOSHIKAWA等[50]首次从干姜中提取出6- gingesulfinic acid，并发现与6-姜辣素(6-gingerol)和6-姜烯酚(6-shogaol)相比，6-gingesulfinic acid具有更好的抗溃疡活性。此后，WU等[51]发现6-gingesulfinic acid仅存在于熏硫干姜中，而在未熏硫干姜中未检出，其还推测了6-shogaol与6-gingesulfinic acid的转化关系。如图 16所示，6-姜烯酚可与亚硫酸发生加成反应生成6-gingesulfinic acid。
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图 16 熏硫过程中干姜中6-shogaol可能存在的转化机制 Fig.16 Possible transformation mechanisms of 6-shogaol during sulfur fumigation in Zingiberis Rhizoma |
此外，熏硫对中药组方用药亦有影响。随着山药中二氧化硫残留量的增加，六味地黄丸中丹皮酚、马钱苷和毛蕊花糖苷含量均有明显的下降趋势，硫熏山药对六味地黄丸质量有不利影响。其中丹皮酚为该复方中丹皮特有成分，马钱苷为山茱萸中特有成分，毛蕊花糖苷为地黄特有成分，这些均非山药所含成分，说明为熏硫过程中山药新引入的成分，二氧化硫或硫酸、亚硫酸及其盐类成分会影响六味地黄丸组方用药的质量[52]。
综上所述，熏硫过程中受光、热、pH的影响，中药中有机化合物会发生复杂的化学反应，主要有亚硫酸酯化、硫酸酯化、加成、水解、脱水等，应引起重视。其主要变化的化合物种类、参与反应的官能团及可能发生的化学反应如表 1所示。
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表 1 熏硫后中药中可能发生的化学变化 Tab.1 Possible chemical reactions in sulfured traditional Chinese medicine |
熏硫后浙贝母中Hg元素含量明显升高，而随着二氧化硫在药材中滞留，S元素的含量亦升高[55]。菊花中Ba和Cu元素在熏硫后含量增加，且具有显著性，Pb和As元素含量略有增加但不具有显著性，Hg元素含量无明显变化，Cd元素含量较非硫熏菊花样品略有降低但不具有显著性[56]。金银花中Al元素的含量显著升高[57]；当归中As和Pb元素含量明显升高[58]；白芍中Cu元素含量增加，且在熏硫白芍中检测到了重金属As和Hg元素[59]；熏硫半夏中几种重金属元素的量无明显变化[60]。由此可见，熏硫后中药中重金属的含量有些升高，有些变化不明显，这可能与其所用硫磺的来源不同有关。由于工业硫磺比食用硫磺的价格相对低廉，若熏蒸药材时使用工业硫磺，则其熏硫后药材中所含重金属的量可能会有所增加。
3 熏硫对中药酶活性的影响酶促褐变及美拉德反应是中药发生褐变的主要原因。其中多酚氧化酶(PPO)和过氧化物酶(POD)是引起酶促褐变的2个关键酶。PPO参与多酚类物质的氧化，在植物的防御保护体系中起重要作用，是催化褐变反应的关键酶，其褐变程度与植物中PPO酶活性有密切关系；POD在酶促氧化中也起着重要作用。在活体组织中，酚类化合物(包括黄酮类成分)几乎全部以糖苷和酯类形式存在，糖苷和水解酶共同存在于同一细胞的不同细胞器中，两者难以接触。而采收后，植物由于其温度、湿度、pH和水分等外界条件变化，造成细胞的呼吸强度加大，活性氧代谢失调，细胞膜结构破坏，使PPO、POD与酚类物质接触，从而导致酚类物质发生酶促反应。通过含量测定与酶活性测定结果得知，熏硫可通过抑制百合和菊花中PPO和POD的活性，减少腐烂和褐变现象的发生[12]，且PPO酶和POD酶可能是影响亳菊中化合物含量的因素之一，PPO与POD活性越低，极性大的绿原酸、异绿原酸A等酚酸类成分的含量升高，而极性小的芹菜素、香叶木素及金合欢素等黄酮苷元类成分的含量逐渐降低[61]。
4 熏硫对中药药理及毒理作用的影响 4.1 熏硫对中药药理作用的影响ZHU等[62]通过UPLC-Q-TOF-MS法比较了正常及硫磺熏蒸给药后小鼠体内次生代谢产物的差异，结果表明:熏硫人参药材中共产生了20种含硫新化合物，均由人参皂苷类成分转化而成，其中多数(17个)能在小鼠粪便中检测到，少数(仅6个)能在血浆中检测到，有8个含硫新成分在药材中未检出，但在口服硫磺熏蒸人参提取物小鼠粪便中检出，可能是由其他17个含硫化合物在体内过程中脱去糖基转化生成。MA等[63]的研究也表明，硫磺熏蒸过程会显著降低人参中人参皂苷的含量，降低人参皂苷在人体的吸收量，从而降低人参的免疫调节活性。
白芷熏硫与未熏硫相比，其抗炎及镇痛作用降低[64]，而欧前胡素是白芷镇痛的主要有效成分，熏硫白芷中欧前胡素的含量显著下降，由此推测白芷硫磺熏蒸后，对冰醋酸诱导的小鼠疼痛疗效减弱，是由于熏硫后白芷中欧前胡素的含量显著降低所致[65]。芍药苷和氧化芍药苷作为白芍镇痛作用的主要成分，在熏硫过程中显著降低，因此，与未熏硫白芍相比，熏硫白芍镇痛作用亦明显降低[66]。熏硫后当归的抗凝血作用显著降低[67]。
小鼠服用党参水提液对细胞免疫功能有一定促进作用，然而服用硫磺熏蒸党参对小鼠的食欲和体质量增长会产生负面影响[68]。随着硫磺熏蒸剂量的增加，百合的抗氧化活性逐渐降低，且百合提取物对α-葡萄糖苷酶活性的抑制率也逐渐降低[11]。
硫磺熏蒸使得菊花提取物肠道吸收的成分不管是数量上还是含量上都明显减少。菊花硫熏前后肠道吸收成分的UPLC-Q-Tof-MS定性分析发现，菊花经硫磺熏蒸后，肠道吸收成分种类减少，含量降低。黄酮苷在小肠中除了会以原形成分吸收外，还会转化为相应的黄酮苷元，并且通过对照品给药证实，黄酮苷类成分在肠吸收过程中会转化为黄酮苷元，而黄酮苷元不易被小肠吸收[61]。郭婕等[69]的研究表明，长期服用经大量硫磺薰制后的山药可能影响肝组织的氧化应激系统和Na+/K+-ATPase活性。粉葛硫熏后，其提高醉酒模型小鼠肝脏、血清中超氧化物歧化酶(SOD)含量的功效显著降低[18]。
晒干、热风60 ℃、微波、红外、热风微波、热风红外、微波红外、三联用8种熏硫替代干燥方法处理黄芪后，与硫磺熏硫组相比，可提高免疫低下的小鼠的免疫功能。其中热风微波联用组对环磷酰胺诱导免疫低下小鼠碳廓清具有最显著性的影响；热风组、热风微波联用组及三联用组对免疫低下小鼠免疫器官质量具有最显著性的影响；热风组和热风微波联用组对2，4-二硝基氯苯所致小鼠迟发型超敏反应具有最显著性的影响。热风微波联组对3组实验均具有最显著性的影响[70]。
熏硫产生的化合物与其前体化合物的药理作用亦有差异。芍药苷亚硫酸酯为白芍、丹皮经过熏硫以后，其中的芍药苷被亚硫酸酯化所得。芍药苷亚硫酸酯有一定的抗cAMP-PDE细胞活性[71]，但其不具有芍药苷松弛平滑肌的作用[72]，毒理实验表明，芍药苷亚硫酸酯体外对人和小鼠肝脏无细胞毒性，体内对大鼠无急性毒性[73]。有研究证明，芍药苷亚硫酸酯在体内可部分转化为芍药苷，且芍药苷亚硫酸酯比芍药苷吸收快(达到最大血药浓度的时间为30、45 min)[74]。与芍药苷相比，芍药苷亚硫酸酯和苯甲酰芍药苷亚硫酸酯的最大血药浓度和生物利用度均增加，达峰时间(Tmax)和半衰期(T1/2)均延长，而苯甲酰芍药苷在小鼠血液中未被检测到，说明芍药苷亚硫酸酯和苯甲酰芍药苷亚硫酸酯可以增加生物利用度，延长药物吸收时间[75]。可能是由于芍药苷亚硫酸酯本身没有芍药苷所具有的药理活性，亚硫酸基团的加入使芍药苷亚硫酸酯加入了亲水基团，有利于其在体内的吸收，而其在体内可部分去亚硫酸基团转化为芍药苷，又可发挥芍药苷的药理作用。硫熏浙贝母组大鼠体内贝母素甲、贝母素乙的最大血药浓度(Cmax)、药物浓度-时间曲线下面积(AUC0~t)明显低于鲜切浙贝母组[53]。PEI等[76]测定了小鼠分别给予熏硫和未熏硫四物汤后，4种中药中各自主要成分(芍药苷、阿魏酸、洋川芎内酯A和洋川芎内酯Ⅰ)的药代动力学参数，结果表明:与未熏硫组相比，熏硫后芍药苷的Cmax、Tmax、AUC值均极显著降低，其T1/2和平均滞留时间(MRT)极显著延长；洋川芎内酯Ⅰ的T1/2和MRT亦显著延长；阿魏酸的Cmax显著降低。
与此不同的是，有些熏硫产物比未熏硫前具有更好的生物活性，如:与6-姜辣素和6-姜酚相比，干姜熏硫后产生的6-gingesulfinic acid具有更好的抗溃疡活性[50]。
4.2 熏硫对中药毒理作用的影响研究表明，多数中药在熏硫后并无显著毒性。与硫熏相比，热风菊花水提物能够更好地抑制氧化性低密度脂蛋白(ox-LDL)引起的人血管内皮细胞(HUVEC)中活性氧和脂质氧化水平的升高，更显著地提高SOD活性，同时促进HUVEC细胞增殖的效果更显著，并且可以显著降低细胞的凋亡。说明硫磺熏蒸后，菊花对HUVEC细胞的毒性减弱，且抗氧化应激作用明显减弱[61]。与白芍水提物比较，硫熏白芍水提物无显著毒性[73]。
有些中药熏硫后毒性甚至减弱，如白芷。单次灌胃给药未熏硫白芷半数致死量(LD50)为52.41 g·kg-1，即约相当于临床用量的353倍；单次灌胃给予硫磺熏蒸白芷的最大耐受量为123.6 g·kg-1，即约相当于临床用量的832倍。虽然两者均在安全使用范围，可以放心使用，但是未熏硫白芷明显比熏硫白芷的毒性大。原因可能是与未熏硫白芷相比，熏硫白芷中的香豆素类、挥发油含量显著降低，入血的香豆素类化合物无论在种类上还是含量上均减少，并且未能检测到代谢产生的成分。由此推断，白芷毒性可能与这些成分相关[15]。
有些中药熏硫后对癌细胞有较强的毒性。如:熏硫当归提取液对人乳腺癌细胞系(MCF-7)细胞具有毒性，且高浓度熏硫提取液可对MCF-7细胞致死[67]。遗憾的是，该项研究未对人或动物的正常细胞进行相关的毒理实验。其对乳腺癌具有毒性并不能说明其对正常细胞也具有毒性，因此，目前为止，尚无充足证据说明熏硫会导致中药毒理作用增强。
综上所述，熏硫对中药药理作用普遍有负面影响，但这些研究在实验过程中均未考虑熏硫量，而熏硫程度理论上会影响中药中二氧化硫残留量，熏硫对中药化学成分种类及含量的影响程度也与此有关，从而影响其药理及毒理作用。如:白芷中花椒毒酚的含量随着熏硫量的增加而升高，而欧前胡素、异欧前胡素和异珊瑚菜素的变化趋势与此相反。
5 讨论熏硫过程中受其产生的二氧化硫及光、热、pH的影响，中药中有机化合物会发生复杂的化学反应，主要有亚硫酸酯化、硫酸酯化、加成、水解、脱水等。熏硫导致中药中化学成分变化主要是由于:①熏硫导致的二氧化硫、亚硫酸及其对应的盐可能与中药中某些化学成分特异性结合产生新的化合物；②熏硫导致的酸性环境可能导致中药中某些易水解的化合物水解而转化为其他化合物，或使某些对酸不稳定的化合物转化为稳定的形式；③熏硫伴随着加热过程，可能会引起某些热不稳定的化合物发生分解；④工业硫磺中常含有多种重金属元素，在硫磺熏蒸的过程中，重金属元素可挥发，进入药材中，导致某些重金属元素含量升高。
目前来看，熏硫对中药质量的负面影响较大，但有一点值得注意，在研究熏硫对中药化学成分及药理作用的过程中，多数研究未测定或未说明其实验所用材料的二氧化硫残留量。2015年版《中华人民共和国药典》对山药、牛膝、粉葛、天麻、天冬等10种中药材及饮片规定，二氧化硫残留量不得超过400 mg·kg-1，其他中药材及饮片中则不得超过150 mg·kg-1，另外规定山药片中不得过10 mg·kg-1 [2]；韩国、日本等国药典对二氧化硫残留量的限量值更低。化学反应的程度与底物浓度有很大的关系，熏硫量低的情况下，某些化学反应或许不会发生或某些化学成分变化量较少，不足以影响其临床疗效。因此，建议后续研究应考虑在熏硫程度的基础上进行相关实验，以便为今后的相关研究提供更有价值的参考依据。
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