Simultaneous Determination of Fructose, Glucose, and Sucrose in Honey and Commercial Drinks by GC and GC/MS

This study was performed to establish method of simultaneous determination of fructose, glucose, and sucrose in honey and commercial vitamin drinks by GC and GC/MS. Optimum chromatographic separation of trimethylsilyl-oxime (TMSO) derivatives by GC was achieved on a DB-5 column. Calibration curves for fructose, glucose and sucrose TMSO derivatives by GC were linear in the range of 50-5000 ${\mu}g/mL$, and their $r^2$ values were 0.9999, The limit of detection and limit of quantification of fructose, glucose, and sucrose were 0.68, 0.47, and 0.53 ${\mu}g/mL$, respectively, and 2.27, 1.58, and 1.77 ${\mu}g/mL$, respectively. Average recoveries of fructose, glucose, and sucrose were 100.5, 101.0, and 99.7%, respectively. When the method was applied to 12 honey samples, the average concentrations of fructose, glucose and sucrose were $42.58{\pm}1.97%$, $27.74{\pm}1.16%$, and $0.79{\pm}0.52%$, respectively. The F/G ratio was $1.53{\pm}0.07$. For fructose and glucose contents, results from the GC analysis were similar to those from the HPLC analysis, but the sucrose content was different for each analysis method. We suggest that the GC method is more suitable than other official analytical methods for simultaneous determination of fructose, glucose, and sucrose in honey.

GC 및 GC/MS를 이용한 벌꿀 및 시판 음료 중의 Fructose, Glucose 및 Sucrose의 동시분석

본 연구는 GC 및 GC/MS에 의한 벌꿀과 시판음료 중에 함유되어 있는 fructose, glucose, sucrose의 TMS 및 TMSO 유도체화를 통한 동시분석방법을 확립하고자 하였다. 3종 당류를 분석하기 위한 동시분석방법으로 당류의 TMSO 유도체화가 TMS 유도체화 방법보다 정성 및 정량성이 우수한 것으로 나타났으며, TMSO화된 당류의 GC 최적분석조건으로 초기 oven온도 $175^{\circ}C$에서 5분간 머무르게 하다가 $10^{\circ}C/min$로 $280^{\circ}C$까지 승온시키는 조건으로 3종의 당류를 19분 이내에 분석할 수 있었다. GC 분석에서 fructose와 glucose 그리고 sucrose의 직선성은 50-5000 ${\mu}g/mL$ 농도 범위 내에서 $r^2$값이 모두 0.9999 이상이었으며, 회수율은 각각 100.5, 101.0, 99.7%이였으며, 검출한계와 정량한계는 0.68, 0.47, 0.53 ${\mu}g/mL$와 2.27, 1.58, 1.77 ${\mu}g/mL$이었다. 일내 정확도와 정밀성은 fructose, glucose, sucrose에서 각각 99.0-100.0%와 0.47-1.06%, 일간 정확도와 정밀성은 100.1-101.2%와 1.09-1.79%로 나타났다. 위와 같은 우수한 분석 값은 GC/MS에 의한 분석에서도 유사하게 나타났다. 확립된 GC 분석방법으로 아카시아 벌꿀 시료 12종의 당 함량을 조사한 결과, 아카시아 벌꿀의 fructose와 glucose 평균함량은 각각 $42.58{\pm}1.97%$, $27.74{\pm}1.16%$이었으며, F/G ratio는 $1.53{\pm}0.07$로 HPLC로 분석한 값과 거의 동일하였다. 그러나 sucrose 함량은 GC분석에서는 평균함량이 $0.79{\pm}0.52%$였으나, HPLC $NH_2$ column을 사용 시 $2.24{\pm}4.62%$를 나타내었고, carbohydrate column으로 분석했을 때는 분리도의 저하로 몇 개의 시료에서는 정확한 함량분석에 어려움이 있었다. 따라서 본 연구에서 실시한 GC, GC/MS에 의한 fructose, glucose, sucrose의 TMSO 유도체 동시분석방법은 감도, 분리도, 회수율, 직선성, 정밀성, 정확도면에서 우수한 정량분석방법이라고 판단된다.