関税中央分析所報第 42 号

2002

5

安定同位体比質量分析計を用いたはちみつ及び果汁の分析
井上純*，伊藤聡美*，赤哲也*，熊澤勉*

Analysis of Honey and Fruit Juice by Means of Stable Isotope Ratio Mass Spectrometer (IRMS)

Jun INOUE*, Satomi ITO*, Tetsuya AKASAKI* and Tsutomu KUMAZAWA**Central Customs Laboratory, Ministry of Finance
6-3-5, Kashiwanoha, Kashiwa, Chiba 277-0882 Japan

Some artificial honeys have a composition similar to that of natural honey and are not identifiable as such by any
conventional analytical method. It is well known, however, that they can be identified through measuring the stablecarbon isotope ratio (δ13C) using Stable Isotope Ratio Mass Spectrometer (IRMS) to confirm the presence of addedsugar or isomerized sugar in the honey. Nonetheless, this method has not been feasible in Japan, because of the absenceof such an instrument. The Central Customs Laboratory procured recently IRMS and conducted a study to examine its
usefulness for the identification of artificial honeys. In this study, determination of added sugar in fruit juice was alsoattempted. The analysis showed a significant difference between the δ13C values of natural and artificial honeys. The
δ13C values and isomerized sugar contents in artificial honeys and fruit juice were found to have a linear correlation,
which would provide a convenient measure to determine isomerized sugar in these preparations.

１. 緒の」と「その他のもの」の間で税率格差が生じている。果汁に言添加された異性化糖を検出できるか否かを確認するために，

現在，はちみつの分析は税関分析法No.102「はちみつの分析法」に基づいて糖類の定量分析等を行っているが，天然はちみIRMSを用いて同様の測定を行い，これらの研究から幾つか有用な知見を得たので報告する。

つに異性化糖（HFCS：High Fructose Corn Syrup）を添加した

２. 実

人造はちみつの中には天然はちみつと糖類の組成が非常に似ているものもあり，そのような組成のはちみつは成分分析による２．１

験

分析試料区別が困難である。この１つの解決法として，難波ら1)によっ

天然はちみつ（国産17種類，輸入品３種類）てイソマルトースとマルトースをGCを用いて測定し，その比人造はちみつ2)から異性化糖を検出する手法が検討された。一方，AOAC に異性化糖は安定同位体比質量分析計（IRMS）を用いて炭素の安定同位夏みかん体比（δ13C）を測定することで，天然はちみつへの砂糖や異性化糖の添加を確認する手法が規定されている。

２．２

分析装置及び測定条件

元素分析計：FLASH EA 1112 SERIES（Thermo Quest社製）

現在，関税分類において，天然はちみつは税番第0409.00号

燃焼炉温度1020℃に分類されるのに対して，人造はちみつは税番第1702.90号に還元炉温度680℃分類され，天然はちみつに比べて２倍程度，もしくはそれ以上カラム温度50℃の高税率が適用されている。今回，新たに安定同位体比質量分

キャリアーガス（ヘリウム）

析計が関税中央分析所に導入されたので，AOACの手法をもとインターフェイス：ConfloⅢ（Thermo Quest社製）に天然はちみつへの異性化糖の添加の有無を確認することが可

安定同位体比質量分析計：DELTA plus（Thermo Quest社製）

100ml/min

能か検証を行った。
また果汁についても，第20.09項において「砂糖を加えたも* 財務省関税中央分析所〒277-0882 千葉県柏市柏の葉6-3-5

δ13C標準試料：グリシン（δ13C = −30.3‰）安定同位体比質量分析計を用いたはちみつ及び果汁の分析

6２．３

２．３．２

実験方法

２．３．１

測定方法

天然はちみつ，人造はちみつ及び異性化糖

試料を錫箔に約400μg採取し，ホットプレート上で５分程度試料を元素分析計内で燃焼させて試料中の炭素を全て二酸化炭素に変化させる。次に，その燃焼により生じたガスをGCで加熱して水分を除き，その後IRMSでδ13Cを測定した。
２．３．３

天然はちみつと異性化糖の混合物分離精製して純粋な二酸化炭素ガスにした後，質量分析計で質

天然はちみつに異性化糖を約10％，約30％，約50％，約80％

量数44,45,46の二酸化炭素のイオン強度を測定し，同様に測定混合した試料を調製し，その混合物をいずれも錫箔に約400μgした標準試料における二酸化炭素ガスのイオン強度と比較するずつ採取し，ホットプレート上で５分程度加熱して水分を除き，ことでδ13Cを求める（Fig.1）。ここで，一般にδ13Cとは，試IRMSでδ13Cを測定した。

料中に含まれる12Cに対する13Cの質量の比率をPDB（Pee Dee

２．３．４

夏みかん果汁と異性化糖の混合物

夏みかん果汁は遠心分離器（25000g, 10 min）で処理して固形分を除いた上澄み液を用いた。
夏みかん果汁に異性化糖を約２％，約５％，約10％混合した試料を調製し，その混合物をいずれも錫箔に約400μgずつ採取し，ホットプレート上で５分程度加熱して水分を除き，IRMSでδ13Cを測定した。

３. 結果及び考察
３．１

はちみつ

天然はちみつ，人造はちみつ及び異性化糖のδ13Cを測定した。検体は各々10回ずつ測定し，Table 1にδ13Cの平均値と変動係数を示した。天然はちみつ20検体，人造はちみつ，異性化糖のδ13Cの値には明確な差異が認められた。

Fig. 1-1Elemental analyzer of IRMS

Fig. 1-2

Mass spectrometer of IRMS

Belemniteの略で，Belemnite（矢石類）の化石（石灰石）のことである。）という標準物質からの偏差で表したもので，次の式で求められる。
δ13C（‰）=（R/Rs−1）×1000
R = 13C/12C（sample）

Rs = 13C/12C（standard）

本研究では，δ 13C標準試料として，グリシン（δ 13C = −30.3‰）を用いて，試料のδ13Cを算出した。

Table 1 δ13C of natural honey, artificial honey and HFCS関税中央分析所報第 42 号

2002

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一般に植物はC3植物（大多数の双子葉植物）とC4植物（単子葉植物及び一部の双子葉植物）の大きく２種類に分類され，C3植物とC4植物の間にはδ13Cに明確な差異が認められることが知られている。これは，二酸化炭素を吸収して糖類を合成する炭酸固定回路がおのおの違うことが原因である。天然はちみつの原料となるレンゲ，アカシヤ，リンゴ等の蜜源植物や果実のなる植物はC3植物であり，異性化糖の原料となるとうもろこしはC 4 植物であり，一般的なδ 13Cの範囲は，C 3 植物は−22 ‰〜−35 ‰であるのに対して，C4植物はC3植物と比べて13CO2を取りこみやすいため−8 ‰〜−20 ‰で，Table.1に示した結果と一致している。
天然はちみつ20検体のδ13Cの値から天然はちみつの母平均

Fig. 3 Relationship between weight ratio of natural honey andδ13C value

μを自由度19のt分布を用いて推定すると，−26.3 ‰＜μ＜−24.2 ‰（信頼係数99.9％）である。また，χ2分布を用いて母標準偏差σを推定すると0.78 ‰＜σ＜2.38 ‰（信頼係数99.9％）

３．３

夏みかん果汁と異性化糖の混合物である。これらの値から天然はちみつを測定した時に得られる

Fig.4は夏みかん果汁と異性化糖の混合物のδ13Cと夏みかん

δ 13Cの値の推定が可能である。Fig.2には，天然はちみつの果汁の割合について，グラフ化したものである。夏みかん果汁，95％及び99％が取り得るδ13Cの測定値の範囲を示した。

異性化糖はそれぞれ水分を88.1％，31.2％含有しているため，それを考慮して水分を除いた固形分としての重量比を求めプロットした。この測定結果も全ての範囲で良好な直線性を示している。

Fig. 4 Relationship between weight ratio of Chinese citron andδ13C values

Fig. 2 δ13C range of natural honey, artificial honey and HFCS

夏みかん果汁のδ13Cの平均値は−23.6‰，標準偏差は0.47‰であり，天然はちみつと比べると標準偏差はかなり大きいが，これらの値から人造はちみつと同様に異性化糖の検出限界を求３．２

天然はちみつと異性化糖の混合物めると，−22.2‰が夏みかん果汁のδ 13Cの最大値となり，夏Fig.3は天然はちみつO（δ 13 C＝−24.8‰，標準偏差σ＝

みかん固形分が89.4％未満すなわち夏みかん果汁の割合に換算0.092‰）と異性化糖（δ13C＝−11.0‰）の混合物のδ13Cと天すると98.0％未満が境界線である。したがって，異性化糖を約然はちみつの比率についてグラフ化したものである。天然はち２％以上添加した場合にはその添加を検出することができる。

みつの比率が0〜100％の間で６種類の混合物を調製し測定したが，全ての範囲で良好な直線性を示している。

４. 要

約

また，天然はちみつのδ13Cの変動範囲を±3σとすると，異IRMSを用いて天然はちみつ，異性化糖，人造はちみつ，果性化糖を含まない天然はちみつのδ13Cの推定値は−25.1 ‰＜汁及び加糖した果汁のδ13Cを測定した。その結果，天然はちδ 13C＜−24.5‰の範囲内にあり，異性化糖を約３％以上添加

みつと人造はちみつのδ13Cには明確な差異が認められた。

した場合はその添加を確認することができる。

また，はちみつ又は果汁と異性化糖の混合物について，異性8安定同位体比質量分析計を用いたはちみつ及び果汁の分析化糖の含有割合とδ13Cの間には良好な直線性が認められたことから，原料が入手できれば，はちみつや果汁中に添加された異性化糖の定量も可能と考えられる。

文献１）難波茂，笹川邦雄，中津純：関税中央分析所報，21, 43（1980）
２）AOAC Official Method 978.17 : "AOAC Official Methods of Analysis", 44, 27（1995）