芒果核仁油理化特性及其开发利用研究进展

涂行浩　马会芳　魏芳　谢亚　吕昕　陈洪　杜丽清

摘  要：芒果核仁是芒果加工的副产物，其中脂肪含量达9.0%～13.1%（干基），从中提取的核仁油是一种优质油脂，具有较高的营养价值及开发利用前景。本文主要从芒果核仁油理化性质、脂质组成及开发利用等方面总结归纳近年来的科学研究进展，并与可可脂、类可可脂的甘油三酯组分进行对比分析，明确了芒果核仁油研究中存在的问题，并给出合理建议。

关键词：芒果核仁油;理化性质;开发利用

中图分类号：TS225.1;TQ646      文献标识码：A

Research Progress on the Physicochemical Properties and Exploitation of Mango Kernel Oil

TU Xinghao1， 2， MA Huifang3， WEI Fang2， XIE Ya2， LYU Xin2， CHEN Hong2， DU Liqing1*

1. South Subtropical Crops Research Institute， Chinese Academy of Tropical Agricultural Sciences / Key Laboratory of Tropical Fruit Biology， Ministry of Agriculture and Rural Affairs， Zhanjiang， Guangdong 524091， China; 2. Oil Crops Research Institute， Chinese Academy of Agricultural Sciences / Key Laboratory of Oilseeds Processing， Ministry of Agriculture and Rural Affairs， Wuhan， Hubei 430062， China; 3. Agricultural Products Processing Research Institute， Chinese Academy of Tropical Agricultural Sciences / Laboratory of Quality and Safety Risk Assessment on Agro-products Processing （Zhanjiang）， Ministry of Agriculture and Rural Affairs， Zhanjiang， Guangdong 524001， China

Abstract： Mango kernel， a byproduct of mango processing， is of a fat content 9.0%～13.1% （dry basis）. The extracted kernel oil is a high quality oil， which has high nutritional value and development prospect. In this paper， the research progress of mango kernel oil in recent years were summarized from three aspects： the physiochemical index， lipid composition， exploitation and utilization. By comparing with the triglyceride components of cocoa butter and cocoa butter alternatives， the problems in the research of mango kernel oil were clarified and reasonable suggestions were given. It is hoped to promote the further development of mango kernel oil research and provide theoretical guidance and basis for the research and industrial development of mango kernel oil.

Keywords： mango kernel oil; physiochemical index; development and utilization

DOI： 10.3969/j.issn.1000-2561.2020.11.029

芒果（Mangifera indica Linnaeus）属漆树科芒果属（Mangifera Linn.）常绿乔木，在世界热带和亚热带地区广泛种植，是一种非常重要的热带水果，生产规模在热带水果中排名第三，并且以每年2.7%的速度增长[1-2]。我国是世界第二大芒果主产区，产地主要分布在海南、广西、四川、云南和广东等省（区），2018年芒果种植面积约26.7万hm2，产量225万t，占世界总产量的17%左右，年产值超过100亿元，芒果产业已成为我国部分热区的支柱产业，在带动热区农民脱贫增收方面发挥了巨大作用。我国是芒果主要进口国，进口量居全球前五，是世界上最大的芒果消费市场。在我国，主要以芒果鲜食为主，近年来加工产品越来越多，但产品主要以初加工为主，高附加值产品较少[3-5]。芒果初加工为果汁、果脯以及果干等过程中，占总重20%～40%的果皮和果核副产物通常被低值化处理或废弃，这些副产物含有大量的可被利用的营养成分，造成了资源浪费极大与环境污染，对其合理开发十分必要[6]。多项研究[7-9]表明，芒果核仁中的脂肪含量达到9.0%～ 13.1%（干基），提取的核仁油是一种优质的油脂，在室温下主要以半固体的形式存在;另有研究表明，芒果核仁油具有天然的保湿性能，对皮肤伤口愈合与组织再生具有良好的作用，目前已被广泛应用于高档化妆品行业，例如广泛用于防晒膏、婴儿面霜、保湿产品以及美发产品中[10]。值得指出的是，多项研究表明芒果核仁油具有天然可可脂的理化性质，可作为高端巧克力的替代原料加入。据相关统计数据表明，芒果经过初加工后会有足量的芒果核（仁）资源，如果收集得当，理论产生约10万t以上的核仁油原料[2-4]，其含量通常高于目前油脂行业主要关注的功能性油脂（如茶籽油、葡萄籽油和红花籽油等，产量约5万t）[8]。如果能再将这些芒果核仁油原料再进行高附加值利用，将极大提高芒果的经济附加值。这不仅减少资源浪费，还能降低环境污染，具有重要的市场前景和社会经济价值。本文就芒果核仁油近年来国内外的研究现状综述如下，以期為芒果核仁油的进一步开发利用提供理论指导和参考依据。

1  芒果核仁油理化性质研究进展

1.1  芒果核仁的组成分析

芒果核仁结构见图1A，其质量占核总重的45.7%～72.8%。相关研究结果表明，芒果核仁中含72.9%～75.9%的碳水化合物、9.0%～13.1%的脂类和6.7%～9.2%的蛋白质[3-6]。此外，芒果核仁中还含多种抗氧化物质，如生育酚、角鲨烯、芒果苷等功能活性成分[11-12]。Gaydou等[13]对15种芒果核中的甾醇含量进行检测并用气相质谱分离分析发现有7种甾醇，主要有β-谷甾醇（47%～76%）、豆甾醇（12%～23%）和油菜甾醇（7%～12%）。研究表明，非洲芒果果核的营养成分也十分丰富，含有丰富的多酚、维生素E以及甾醇等脂质伴随物[14]。Abdalla等[15]分析了埃及芒果核的基本组成：其中多种酚类物质、氨基酸和脂肪酸以及芒果苷等被鉴定，数据结果表明，其中脂肪酸、单宁和香草醛具有较高的含量。另外，多项研究表明，芒果核仁含有优质的淀粉，是多酚、甾醇以及维生素E的良好来源[11， 16]。

芒果核仁中油脂成分因其独特的物理化学性质，近年来逐渐引起科学家的关注，它有着类似乳果木脂和可可脂的成分[10， 17]，虽然部分脂肪酸构成与之稍微不同，但甘油三酯结构较为类似，因此理化特性较为相似。芒果核仁油在室温下一般呈半固态，深奶油色，见图1B所示。从检索的文献来看，目前关于芒果核仁成分的研究主要以国外报道为主，针对我国特有或主栽品种芒果核仁的营养成分研究较少，另外，国内芒果核仁因为没有得到有效利用，关于其油脂提取的文献报道也较少。

1.2  芒果核仁油的基本组成与性质

早在1982年，Moharram即提出芒果核仁油可作为一种新型食用油资源[17]。但是因品种和地域的差异，芒果核仁所含的油脂含量差异较大。大部分品种的芒果核仁油为浅黄色，以‘Chausa品种为例，经正己烷提取，其核仁油最高得率为14.5%、折光指数为1.452、游离脂肪酸含量为0.22%、水分含量为0.18%、碘值为55.2、皂化值为195、不皂化物为1.77%、过氧化值为0.22、熔点为35.2 ℃，从其基本理化品质来看，其与天然可可脂类似，体现出芒果核仁油良好的商业利用性[18-19]。印度、中国、泰国以及埃及等亚洲和非洲国家是芒果的主产地，表1为主要生产芒果的国家提取的芒果核仁油的理化指标，从该表的数据可以看出，不同国家的芒果核仁油理化指标略有差异，但总体差异不明显。尤其是中国芒果核仁油的脂质伴随物如总甾醇、生育酚以及甘油酯含量信息几乎没有文献报道。

2  芒果核仁油脂质分析研究进展

主要芒果品种油脂含量以及脂肪酸分析结果见表2。由表2结果可知，芒果核仁油脂肪酸组成与可可脂类似，以棕榈酸、硬脂酸、油酸、亚油酸和花生酸为主，脂质成分主要以不饱和脂肪酸为主，对人体健康有益。数据表明多个国外芒果品种的核仁油中油酸和硬脂酸含量均较高，均在30%以上，这两类脂肪酸组成之和大部分品种超过80%，其他各脂肪酸含量相对较低，且品种差异明显。国内谷毅鹏等[12]以芒果核仁为原料，通过响应面优化试验研究芒果核仁油提取的最佳工艺条件，最佳工艺条件下芒果核仁油的提取率可达10.49%。提取的芒果核仁油中主要有6种脂肪酸，其中含量最高的是硬脂酸（41.80%）和油酸（40.65%），但是芒果核仁的品种来源不明。从表2数据可以看出，不同品种芒果核仁油均脂肪酸含量差异较大的，可能受生长环境及品种差异影响。总的来说，国外关于芒果核仁油脂肪酸信息报道较多，而我国芒果核仁油理化性质相关研究相对较少，非常缺乏不同品种脂肪酸差异的基础数据。我国芒果主要有三大产区，海南三亚、广西百色以及四川攀枝花地区。其中海南主要以‘贵妃芒‘金煌芒‘台农芒‘象牙芒及‘澳芒等为主，广西产区主要以‘台农1号‘桂七芒‘金煌芒及‘红象牙芒等为主，川滇金沙江干热河谷主要以‘凯特芒‘圣心芒‘爱文芒‘肯特及‘红芒6号等为主，但是这些不同品种、不同产地的芒果品种核仁油脂肪酸信息以及理化指标差异几乎没有文献报道，亟需开展此方面的基础研究。

甘油三酯约占芒果核仁油脂的90%以上，主要由与甘油骨架连接的多种脂肪酸组成。相关研究表明，部分品种芒果仁油中含有大量的对称甘油三酯成分[22]，如SOS、POS和POP，含量可高达60%～80%，它们都与类可可脂成分接近或者相似，因此，可作为天然可可脂的替代品。国内王惠英[23]采用胰脂酶分解甘油三酯测定结构的方法，对4种芒果核仁油的组成进行分析，并与可可脂相比较。芒果核仁油由15～21种甘油三酯组成，其中2号位上的脂肪酸中油酸占87%～91%（可可脂为87%）。1、3位的脂肪酸主要为硬脂酸，棕榈酸。其中SOS占34%～49%（可可脂中占25%），POS占13%～14%（可可脂中占36%）。另外还有单饱和酸甘油酯占19%～28%（可可脂中占8%），三不饱和酸甘油酯1.0%～4.0%。总的来说，4个芒果品种提取的油脂与可可脂都较接近。随着分析技术的发展，采用色谱质谱全面剖析芒果核仁油的甘油三酯信息的报道越来越多[24-28]，例如采用液相色谱质谱联用（HPLC-ESI-MSn）仪器，根据其铵加合物[M+NH4] +前体和二酰基甘油片段[M-RCO2] +离子可鉴定不同品种芒果的甘油三酯具体组分。近年来采用色谱质谱分析芒果核仁油中甘油三酯的数据归纳见表3[8， 21， 29-36]，该表格数据分析了多个芒果品种主要脂肪酸组成的TAG（脂肪酸含量≥1%）组成与含量。与质谱检测结合使用的色谱方法具有很高的分离效率，目前已在芒果核仁油共检测到32种TAG成分，其中包括10个单不饱和，12个双不饱和和10个三不饱和TAG成分。其中SOL、PSL、POS、OOO以及POL这几种甘油三酯的含量较高（≥4%），而LnLnLn、LLnLn、OLnLn、PLnLn、PPLn、OLA和OAA这几种甘油三酯的含量均较低（<1%），虽然这几种甘油三酯含量较低，但是为一些新品种芒果核仁油中特有的甘油三酯组分。在文献报道中，亚洲芒果核仁油中仅报道了10～14种甘油三酯种类[29]。而Shetty等[30]已在芒果核仁油中鉴定出53种TAG，包括由一些次要脂肪酸组成的TAG。但是这些研究都没有明确指出芒果的品种及其起源。SSO是目前报道所有芒果核仁油中含量最多的TAG，其中‘法兰芒果含量为（10.7±1.4）%，‘彩虹芒果含量为（23.7±2.2）%。据报道，SOS是中国和泰国芒果核仁中含量最高的TAG，而SSL、SOL和SOO是拉丁美洲芒果核仁油中含量较多的TAG成分。相比之下，SSO，SSL，PSL和SOL代表了泰国多胚品种‘法兰和‘水仙芒的主要TAG，而SSO，SSL，PSL和PSO在泰国单胚品种‘彩虹芒果中占主导地位。不同品种，来自不同地理来源的芒果核仁油中其TAG组成有所不同[31]。‘彩虹芒果和‘水仙芒倾向于具有较高比例的饱和TAG（61.4%～65.4%），主要包括具有较高碳原子数50～54的TAG，例如SSL、PSO、SSO、SOA。与其余样品相比，上述2个品种中较低的POL，SOL，POO和SOO比例导致双不饱和TAG的含量相对较低。‘汤米·阿特金斯在低碳原子数42～44的TAG中所占比例较低。相反，‘法兰芒果中具有较高碳原子数40～46的TAG比例较高双或三不饱和TAG比例相对较高[32]。另外，研究结果表明，产地为哥斯达黎加的‘肯特芒果中多不飽和脂肪酸组成的甘油三酯含量显著高于中国产地[33]。

表4总结了可可脂、类可可脂以及芒果核仁油中甘油三酯构成。从表中数据可知，构成可可脂SOS型甘三酯的含量，均低于芒果核仁油。基于芒果核仁油甘油三酯组成特点，采用适宜的加工工艺，其开发的产品可作为巧克力基料用于糖果工业[34-37]。另一方面，结构脂质是指甘油三酯碳骨架上脂肪酸位置或种类发生改变的一类脂肪。研究表明，中碳链—长碳链—中碳链型结构脂质在保有天然油脂特性的同时，还具备低能、快速消化分解的特点，因而难以在人体内蓄积，是制备结构脂质所期望的类型，而芒果核仁油具有类似的性质[38-39]。可可脂是全球巧克力工业的主要原料，它也是唯一商业化的富含饱和单不饱和脂肪酸的天然脂肪，其中含有的相对简单的甘油三酯赋予了它理想的熔点：20 ℃是固态，温度在27～35 ℃之间就会融化，是最适合制作巧克力的原料，但近年来随着可可产量的减少，原料成本的上升和一些技术问题，比如用可可脂制作巧克力过程中的高回火时间，使食品工业一直在寻找可可脂的替代品[40]。目前找到的替代品主要是代可可脂，其物理性质相近，但是其甘油三酯组合与可可脂不相同因而互不相容，如果使用，只能100%替代;以及可可脂等同物，物理和化学特性与可可脂比较相似，因此可以混合使用，譬如芒果核仁油[17]。总的来说，芒果核仁油理化性质与纯可可脂非常相似，部分品质方面的指标甚至超过了可可脂，可以作为巧克力原料起到替代可可脂的作用。芒果核仁油还具有特别的热带水果风味，可以赋予相关产品特殊的香味，它的水分含量更高，可以生产更好的低脂巧克力;另外， 它也有丰富的固体甘油三酯，可以降低巧克力生产过程中的回火时间，进而降低成本[41-43]。因此，芒果核仁油作为一种优质的油脂原料，具有较大的应用价值和市场前景[21]。

3  芒果核仁油的开发应用前景

据相关报道芒果核仁油的天然成分能够修复创伤，增加肌肤自我更新能力。在热带和雨林地区，人们使用芒果核仁油增加肌肤的柔软、光滑、保湿和修复能力，并被证明针对紫外线伤害也有效果。科学家经常推荐使用芒果核仁油来减少皱纹，在连续每日涂抹4～6周后，使用人群大部分都认为芒果核仁油能够减轻岁月痕迹，改善表情纹和皱纹[45]。另外，芒果核仁油是一种高硬度油脂，因此单一芒果核仁油成分的产品感觉并不是那么良好，即使直接涂抹到肌肤上会液化，并形成一层滋润保柔软的保护膜，需要进一步分提或者改进。比较好的办法是把芒果核仁油添加到身体乳液、手工皂、按摩膏和护发产品中，来增加润滑度。国内有较多专利将芒果核仁油添加到口红、唇膏、护理乳液中，并取得较好的效果[46]。

表5列出了2008—2019年批准的新油料（新资源食品）名单。由表5可以看出，杜仲籽油、茶叶籽油以及牡丹籽油等一些我国特有的木本油料近年来均纳入新资源食品名单。一般来说新资源食品申请需要有一定的产业基础，且批注说明中需要对其生产工艺及其主要质量指标进行描述。只有列入新资源食品目录，才能在我国“合法化”生产。我国芒果生产总体保持增长，2017年我国芒果产量已居全球第二，且增速最大，其中以海南增长最快，发展优势明显，是我国最大的芒果产地，与广西百色以及四川攀枝花地区成为我国三大主产区[47]。国际市场上芒果核仁油的售价约180～200元/kg，一般作为唇膏、口红的基础油原料，更多新的用途也正在开发，具有较大的市场前景。全球芒果年产量约3500万t，潜在芒果仁脂12～20万t。我国年产芒果约450万t，理论可年产芒果仁脂10万t，具备了一定的产业基础，具有成为新油料（新资源食品）的潜力[48]。

在芒果核仁油的产品开发利用方面，Bebarta等[49]将芒果核仁油同癸酸（C10∶0）和山萮酸（C22∶0）按量比4∶1∶5混合，在65～70 ℃反应条件下，经脂肪酶催化酸解6 h后，癸酸和山萮酸的插入率分别为2.6%和45%，经改性后的结构脂质，其塑性明显提升，热值降低，可用于焙烤和糖果行业。Momeny等[50]报道，精炼处理后的芒果核仁油与棕榈硬脂混合，经酶促交换改性后，同市售起酥油相比，改性脂表现出更优的塑性和起酥性，并且不含反式脂肪酸。人体摄入过量反式脂肪酸，会导致血液内低密度脂蛋白水平的上升，加速动脉硬化，而这会显著增加人类患心血管病、糖尿病等疾病的风险。这说明芒果核仁油的改性是安全无毒的。总的来说，国内外芒果核仁油的应用越来越多，表6列举了近年来芒果核仁油加工利用方面的研究成果。

近年来，科学家为了证明芒果核仁油的安全可食用性，在断奶白化病大鼠的多代繁殖试验中进行毒理学评估实验。与以花生油为食的对照组相比，芒果核仁油以10%和20%的浓度混合在蛋白质饮食中，用芒果核仁油喂养的大鼠的饲料效率比，消化率和生长性能与对照组无显着差异。毒理学研究结果表明，与对照组相比，芒果核仁油喂养的大鼠生殖性能，血清，肝脏，总胆固醇，总脂质，甘油三酯和器官重量均无差异，器官的组织病理学评估未发现任何异常。这些结果表明，芒果核仁油安全性能良好，无毒理学问题[60]。芒果核仁油作为一种天然的油脂，近年来由于消费者偏爱天然成分等因素而出现了显著增长。由于天然成分不会对皮肤或头发产生负面影响，因此在消费者中非常流行[61-62]。诸如鳄梨油和芒果油之类的化妆品油由于对皮肤和头发的天然有益作用而越来越受欢迎。除了在食品中用途较多以外，近年来广泛用于防晒霜，婴儿面霜，保湿产品和美发产品中[63]。这种核仁油用于乳液中以滋润皮肤，用于防止皮肤干燥;还用于防止头发掉落，是许多护发产品中必不可少的成分;另外还用于防止妊娠纹，疤痕和皮疹;芒果核仁油具有抗衰老特性，可消除皺纹和细纹。表7总结归纳了芒果核仁油在皮肤治疗方面的研究进展。

4  芒果核仁油利用存在的问题

目前我国芒果多为鲜食，但芒果属呼吸跃变型水果，商业采收后在常温下一周内即可完熟，之后伴随果实品质下降，逐渐失去商品价值，而芒果易受冷害影响，因而无法实现长期低温贮藏以调节市场供需，这不仅会影响果农的经济收益，同时也不利于芒果行业的健康发展，国内几大产区均在积极引进芒果深加工企业，希望能延长芒果全产业链，提升芒果的经济附加值。伴随着芒果深加工，必将产生大量的果核果皮废弃物，这些加工副产物的处理也成为我们必须思考的问题。芒果核仁油目前还没有相关企业开展这方面的产品研发，若我国能合理开发及利用芒果核仁油，对芒果果核后续产品的开发和果实品质的改良也具有重要的理论价值[39]，另外，芒果核仁还含有大量的淀粉、蛋白、多糖以及多酚类成分，部分营养成分具有较好的生理活性，其具备作为食品原料、天然抗氧化剂等开发利用的良好前景，这些方面的研究目前均较少涉及。另外，关于芒果果核相关产品的开发研究与国外相比也比较滞后，还需进一步加大基础研究。

當前，国内关于芒果加工废弃物的研究，多集中在芒果皮中酚类物质提取及其构效评价方面，而对芒果核仁油的研究相对较少。而欧盟和印度对芒果核仁油的基础研究较为全面和详细，并将其划入类可可脂以及化妆品原料[17， 40]。另外，印度已有产业化的芒果核仁油分提工厂，这是目前推动芒果核仁油发展的主要推动力。而我国对芒果核仁油的相关基础科学研究仍然较为滞后，国内关于此方面的研究也仅有零星报道，总的来说，我国芒果核仁油品质指标并不清晰，缺乏相关的基础数据。且芒果核仁油缺乏相应的质量指标及品质标准，从而使这一高档油脂还未在我国“合法化”应用。现阶段，国外研究人员对芒果核仁油的利用较为完善，而国内较为欠缺，其产业化进程仍面临挑战。另一方面，国家要加强芒果核仁油基础研究与产品开发，尽快扶持国内企业争上芒果核仁油生产项目，对国内企业进行积极引导，同时引导适合提炼油脂的芒果品种种植、培育优质品种，加强生产管理，降低生产成本，提高芒果核仁油质量，真正形成中国自己的芒果核仁油品牌，发展芒果核仁油的深加工，进一步开发新产品，延长产业链，提高经济附加值。

5  展望

综上所述，与国外相比，我国芒果核仁油的基础研究还不够深入系统，未来可在以下几个方面重点开展研究：（1）分析我国不同品种芒果核仁油的理化性质和品质特性，特别是甘油三酯特性，筛选可用于制备优质巧克力的芒果仁油资源;（2）挖掘主栽品种芒果核仁油的功能活性成分，确定芒果核仁油1～2种功能活性标志物，并完善品质指标;（3）开发芒果核仁油高效分提技术和复配技术，利用芒果核仁油开发耐热型巧克力油脂，并扩展其在相关产品中的新应用。总的来说，将芒果核仁油作为一种新资源进行深度开发利用，既可转变芒果加工废弃物的处理现状，还能够获取高附加值的相关产品，同时也有助于芒果加工产业提质增效。政府可在芒果主产地区通过扶持发展龙头企业、加强企业与相关科研机构的合作、提升科技研发力度以及采用规模化运转的方式，推动我国芒果核仁油已有的科研成果向实际生产的转化。我国作为芒果消费量最大的国家，拥有丰富的芒果核仁加工副产物，基于芒果核仁油成分组成特点，也可将其开发成为我国另一大木本油料资源，另外其具有丰富的营养成分以及良好特性，具备作为高档食品原料的潜力。国内相关科研单位及企业也亟需加强基础研究，促进芒果核仁油在我国“合法化”，对其品质指标完善，使其尽快纳入国家新资源食品，发挥其重要的经济价值和社会价值，进一步提高芒果的经济附加值，促进我国芒果产业的进一步发展。

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收稿日期  2020-07-11;修回日期  2020-08-13

基金項目  海南省自然科学基金项目（No. 319QN287）;2019年度广东省乡村振兴战略专项资金项目（No. 77）;中央级公益性科研院所基本业务费专项（No. 1630062017034）。

作者简介  涂行浩（1986—），男，博士研究生，助理研究员，研究方向：热带油料加工与利用。*通信作者（Corresponding author）：杜丽清（DU Liqing），E-mail：duliqing927618@163.com。