本发明涉及元素分析技术领域，尤其涉及一种将大米中砷、镉、锰和锌四种元素提取到溶液中的方法。
背景技术：
全球近一半的人口以大米为主食。大米食用的安全性已经成为关注的热点。大米会富集环境中砷(as)、镉(cd)等有害元素，人食用后会产生神经衰弱症和软骨病等疾病。此外，大米中锰(mn)和锌(zn)等人体必需元素的过量摄入也会引发疾病。因此大米中多元素分析对保障食品安全十分重要。
大米中多元素分析的核心是将大米中各元素定量地提取到溶液中。目前常用的方法包括干灰化法、湿法消解法和微波消解法；干法灰化法是通过高温灼烧将有机物破坏，使有机物脱水、炭化、分解、氧化，再于高温电炉中灼烧灰化；湿法消解是通过氧化性酸和氧化剂，在加温加热条件下对有机质进行氧化、水解，达到无机化的目的；微波消解法是指利用微波加热封闭容器中的消解液(通常含强酸和强氧化剂)和试样，从而在高温高压条件下使样品快速溶解的方法。
对于大米中元素的提取，干灰化法的缺点是因为要采用高温灼烧的方式，耗能高且易导致被测元素的损失；湿法消解的缺点是耗时长，会用到大量的强酸和强氧化剂，且消解过程中会产生有毒的废气；相对于传统的湿法消解，微波消解法的耗时较短，但算是冷却降压的时间，一次消解通常耗时1个小时以上；微波消解法需要的强酸和强氧化剂的量相对较少，但需要用到较昂贵的微波消解仪以实现高温高压的密闭环境。
近年来被报道的超声辅助酶解法用于大米中元素的提取，不需要使用强酸和强氧化剂，耗时明显小于微波消解。但一次酶解只能定量提取大米中一种元素，而其它元素的回收率得不到保障，极大的限制了此类方法的实际应用。
技术实现要素：
本发明的目的在于提供一种将大米中砷、镉、锰和锌四种元素提取到溶液中的方法，该方法能够同时快速提取大米中砷、镉、锰和锌。
为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：
本发明提供了一种将大米中砷、镉、锰和锌四种元素提取到溶液中的方法，包括以下步骤：
1)将大米粉和胰酶-edta萃取液混合，进行超声，得到超声酶解液；
2)对步骤1)所述超声酶解液进行离心，得到第一上清液和底物，取底物与硝酸水溶液混合，离心得到第二上清液；
3)将所述第一上清液与第二上清液合并，得到大米中砷、镉、锰和锌的提取液；
步骤1)中所述胰酶-edta萃取液包括胰酶、乙二胺四乙酸和磷酸盐缓冲溶液；所述胰酶-edta萃取液中胰酶的浓度为1.5～3.5g/l；所述胰酶-edta萃取液中乙二胺四乙酸的浓度为0.1～0.3g/l；所述胰酶-edta萃取液中磷酸根的总浓度为0.005～0.015mol/l。
优选的，步骤1)中所述胰酶-edta萃取液的ph值为7.5～8.6。
优选的，步骤1)中所述大米粉和胰酶-edta萃取液的混合比例为10～40mg:800～1000μl。
优选的，步骤1)中所述超声的温度为15～37℃；所述超声的时间为2～25分钟；所述超声的频率为20～80khz；所述超声的功率为400～800w。
优选的，步骤1)中所述大米粉的粒径≤75μm。
优选的，步骤2)中所述硝酸水溶液中硝酸的体积百分含量为1％～3％。
优选的，步骤2)中所述离心的转速为3000～5000rpm；所述离心的时间为5～10分钟。
优选的，在步骤3)得到所述大米中砷、镉、锰和锌的提取液后，采用硝酸水溶液将提取液定容到4～10ml，经滤膜过滤，用元素分析仪器检测其中各元素含量。
本发明的有益效果：本发明提供了一种将大米中砷、镉、锰和锌四种元素提取到溶液中的方法。本发明在采用胰酶对大米粉进行酶解的同时，加入了络合剂乙二胺四乙酸(ethylenediaminetetraaceticacid，edta)，提高了重金属元素的回收率。此外，本发明对酶解之后的底物进行一次酸洗，从而进一步提高了元素的回收率。本发明的方法可在20分钟内(从得到粉碎好的大米开始计时，到完成提取液的过滤)将大米中砷、镉、锰、锌四种元素定量的提取到溶液中，相比传统的元素分析前处理技术，显著的缩短了处理时间，避免了强氧化剂的使用，降低了强酸使用量和能耗，相比其它酶解技术，首次实现了大米中多元素的同时定量提取。
具体实施方式
本发明提供了一种将大米中砷、镉、锰和锌四种元素提取到溶液中的方法，包括以下步骤：
1)将大米粉和胰酶-edta萃取液混合，进行超声，得到超声酶解液；
2)对步骤1)所述超声酶解液进行离心，得到第一上清液和底物，取底物与硝酸水溶液混合，离心得到第二上清液；
3)将所述第一上清液与第二上清液合并，得到大米中砷、镉、锰和锌的提取液；
步骤1)中所述胰酶-edta萃取液包括胰酶、乙二胺四乙酸和磷酸盐缓冲溶液；所述胰酶-edta萃取液中胰酶的浓度为1.5～3.5g/l；所述胰酶-edta萃取液中乙二胺四乙酸的浓度为0.1～0.3g/l；所述胰酶-edta萃取液中磷酸根的总浓度为0.005～0.015mol/l。
本发明首先将大米粉碎得到大米粉，大米粉和胰酶-edta萃取液混合，进行超声，得到超声酶解液；所述大米粉的粒径优选的≤75μm；所述胰酶-edta萃取液中胰酶的浓度优选为2～3g/l，更优选为2.5g/l；所述胰酶-edta萃取液中乙二胺四乙酸的浓度优选为0.2g/l；所述胰酶-edta萃取液中磷酸根的总浓度优选为0.01mol/l；所述胰酶-edta萃取液的ph值优选为7.5～8.6，更优选为8；所述大米粉的用量优选为10～50mg，更优选为20～40mg，最优选为30mg；所述大米粉和胰酶-edta萃取液的混合比例优选为10～40mg:800～1000μl，更优选为30mg:900μl；所述超声的温度优选为15～37℃，更优选为20～30℃，最优选为25℃；所述超声的时间优选为2～25分钟，更优选为5～20分钟，最优选为5分钟；所述超声的频率优选为20～80khz，更优选为40～60khz，最优选为50khz；所述超声的功率优选为400～800w，更优选为500～700w，最优选为600w。
本发明中，所述edta具有络合能力强且不易被生物降解的优点。
得到超声酶解液后，本发明对所述超声酶解液进行离心，得到第一上清液和底物，取底物与硝酸水溶液混合，离心得到第二上清液；所述离心的转速优选为3000～5000rpm，更优选为4000rpm；所述离心的时间优选为5～10分钟，更优选为6～8分钟；所述离心的温度优选为20～35℃，更优选为25～30℃；所述硝酸水溶液中硝酸的体积百分含量优选为1％～3％，更优选为2％；所述硝酸水溶液的用量优选为1.5ml。
本发明将所述第一上清液与第二上清液合并，即得到大米中砷、镉、锰和锌的提取液；在得到所述大米中砷、镉、锰和锌的提取液后，优选的还包括采用硝酸水溶液将提取液定容到4～10ml，经滤膜过滤，用元素分析仪器检测其中各元素含量。
本发明中，所述硝酸水溶液中硝酸的体积百分含量优选为1％～3％，更优选为2％；所述滤膜的孔径优选为0.45μm。所述元素分析仪器包括电感耦合等离子体质谱、电感耦合等离子体光谱或石墨炉原子吸收光谱等。
下面结合实施例对本发明提供的技术方案进行详细的说明，但是不能把它们理解为对本发明保护范围的限定。
实施例1一种将大米中砷、镉、锰和锌四种元素提取到溶液中的方法
大米材料：gbw(e)100348、gbw10043和gbw10044；
方法：
1.配置胰酶-edta萃取液，其中胰酶浓度为2.5g/l，乙二胺四乙酸(ethylenediaminetetraaceticacid，edta)浓度为0.2g/l，磷酸盐缓冲溶液，其中磷酸根总浓度为0.01mol/l，ph为8.0；
2.分别称取30mggbw(e)100348、gbw10043和gbw10044，均匀粉碎至粒径为50～70μm后加入900μl胰酶-edta萃取液，在37℃条件下，超声5分钟，超声频率60khz，功率600w，得到超声酶解液；
3.将超声酶解液在25℃条件下以4000rpm的转速离心5分钟后，上清液倾析出备用，在底物中加入1.5ml体积分数为2％的硝酸水溶液，混合均匀；
4.将加硝酸水溶液后的混合物在常温下以4000rpm的转速离心6分钟，将两次离心得到的上清液合并，用体积分数为2％的硝酸水溶液定容到5ml，经0.45μm滤膜过滤后，送电感耦合等离子体质谱进行检测。提取时间不超过20分钟，检测结果参见表1。由表1可知采用本方法提取三种大米标准物质中的砷、镉、锰、锌四种元素，回收率在80％～108％范围内，精密度在4.1％～8.2％范围内，达到定量分析的要求。
表1大米标准物质的检测结果
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。