馬鈴薯：從南美洲到火星的奇幻之旅

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如果一個人被獨自遺留在了火星上，他能靠什麼活下來？答案是馬鈴薯！《火星救援》影片中身為植物學家的馬特·達蒙選擇是十分明智的！馬鈴薯簡直渾身都是寶，而且居然能在惡劣的火星環境中生長出來！今天大院er就給你講講馬鈴薯的故事。

圖1 沒有馬鈴薯，就沒有《火星救援》

世界第四大糧食作物 為啥是它？

馬鈴薯是世界最古老的人類食物之一，在所有的農作物中，馬鈴薯算是最好種植的一類。每當有邊角地塊又不想撂荒時，農民們總會選擇「投下幾粒馬鈴薯」。因為它是「最好伺候」的農作物，與其他糧食作物相比，馬鈴薯不僅抗旱、早熟，而且澱粉含量高、種植適應性好，素有「鐵杆莊稼」的美稱。

馬鈴薯，別名土豆、洋芋、地豆等，是茄科中一年生草本植物，株高可達100厘米，與同科中的茄子、番茄（西紅柿）等是近親。由於其地下形成塊莖，豐富的澱粉含量使其成為僅次於玉米、小麥和水稻的世界第四大糧食作物。

圖2 馬鈴薯植株示意圖

同樣是地下的可食用部分，與甘薯的塊根不同，馬鈴薯是塊莖。馬鈴薯生長莖的構成包括地上莖、地下莖、匍匐莖和塊莖四部分，其中塊莖是縮短而肥大的變態莖，既是產品器官，又是繁殖器官，匍匐莖頂端停止極性生長後，由於皮層、髓部及韌皮部薄壁細胞的分生和擴大，並積累大量澱粉，從而使匍匐莖頂端膨大形成塊莖，一般呈圓形、長筒形、橢圓形，表皮有白、黃、紅、紫等顏色，果肉有白、黃、紅、紫等，其中食用品種以黃肉和白肉者居多。而馬鈴薯的根是由塊莖繁殖生長而成的鬚根系。

圖3 馬鈴薯

雖然馬鈴薯主要靠地下塊莖繁殖，但馬鈴薯其實也是有果實的，馬鈴薯的果實是一種漿果，呈圓形或橢圓形，果皮為綠色、褐色或紫綠色，果實內含種子100～250 粒。有意思的是，貯藏一年的種子發芽率較當年的反而高30-40%，這可能是因為種子有休眠期的緣故。

圖4 馬鈴薯的花、葉及果實

相比其他主糧，水稻、小麥和玉米收穫的都是果實和種子，唯獨馬鈴薯收穫的是塊莖，這也給它帶來了額外的優勢。由於自帶營養儲備，又是整個生長期間持續生長，所以馬鈴薯抵抗惡劣環境的能力很強，可以在除了鹽鹼地之外的所有類型土壤中生長，能夠適應低至8℃高至30℃的日均溫度，因此許多貧瘠且偏寒冷的多山地區，種植馬鈴薯是當之無愧的首選。而在較溫暖的亞熱帶地區，馬鈴薯可以在全年任何時候播種，此外，溫帶地區馬鈴薯的生長周期大約是4個月，從第二個月起新的塊莖就開始形成，成熟之後仍然可以留在地里一段時間，因此不存在特別集中的農忙時節，不易出現「青黃不接」的場景，更不易遭受戰亂摧殘。

圖5 收穫季節的馬鈴薯

南美來客的漂泊史

由於馬鈴薯含有豐富的營養物質，被一些國家賦予「地下蘋果」、「第二麵包」、「珍貴作物」等美稱，具有主糧食物的全部特性，並且其亦糧、亦蔬、亦果，是公認的健康食物。雖然馬鈴薯看起來土頭土腦，其貌不揚，但它也是個不折不扣的外來「洋貨」！

馬鈴薯原產於南美洲安第斯山區，最早種植的是秘魯的印第安人。考古學家曾在印第安人的古墓中發現了許多繪有馬鈴薯圖案的陶器，從這些圖案的繪畫風格推斷，馬鈴薯在南美的栽培史至少可以追溯到公元前2000～2800年。

圖9 弗朗西斯科·皮薩羅

1532年，以弗朗西斯科·皮薩羅為首的首批西班牙殖民者抵達南美洲安第斯山地區，並驚奇地發現當地人種植一種名為「papa」的奇特的地下果實，「煮熟後變得柔軟，吃起來如同炒栗子一樣，外麵包著一層不太厚的皮」。這種被當地印第安人尊奉為「豐收之神」的、和菌菇類似的奇異圓形「塊菌」，就是今天為人熟知的馬鈴薯。隨著西班牙、葡萄牙殖民者對安第斯山區的征服，馬鈴薯被殖民者作為一種「戰利品」帶回了歐洲。

圖10 馬鈴薯在歐洲的推動者腓特烈大帝

最初馬鈴薯在歐洲的產量很低，直到17世紀初，植物學家培育出適應歐洲種植的馬鈴薯品種，這一問題才得到解決。不過人們普遍對馬鈴薯心存疑慮，大部分人甚至相信食用馬鈴薯會引起麻瘋病等傳染病，所以只有少量種植，主要用作飼料，只有得不到糧食的窮人才會嘗試食用馬鈴薯。但是馬鈴薯高產和適應性強的特點，在饑荒來臨時凸顯了自身的優勢。發生於18世紀的一系列饑荒，為馬鈴薯的擴張迎來了機遇。普魯士是最早接納馬鈴薯的地區之一，腓特烈大帝在1740年將推廣馬鈴薯作為官方政策，並獲得了很大的成效。

圖11 安東奧古斯特·巴曼提耶畫像

1756年-1763年， 歐洲大陸爆發了「七年戰爭」，在此期間，巴黎一位名叫安東奧古斯特·巴曼提耶的藥劑師作為法國軍隊的隨軍醫生被普魯士軍隊五次俘虜，能吃到的牢飯幾乎只有農民用以餵豬的馬鈴薯，儘管如此，巴曼提耶的身體卻依然健康，這使他對馬鈴薯產生了濃厚的興趣。他回到法國後通過對馬鈴薯成分的分析，發現馬鈴薯無毒、而且營養豐富。於是他親自栽種馬鈴薯，不惜自掏腰包請上層社會名流吃馬鈴薯宴，美國總統傑斐遜也一度是他的座上賓。在巴曼提耶、國王路易十四和王后瑪麗 ·安東諾特的積極推動下，馬鈴薯成功地走上了法國人的餐桌。

與其他歐洲國家的艱難推廣不同，馬鈴薯進入愛爾蘭格外地順利，由於連年的戰爭、貧窮、人口過多及土地的貧瘠，愛爾蘭人幾乎沒有任何猶豫就接納並瘋狂喜愛上了這種植物。在1780-1840的60年間，得益於馬鈴薯大規模種植帶來的食物充足，愛爾蘭人口從4百萬增長到了8百萬人。

但是這種脆弱的經濟在1845年受到了巨大的打擊。當時，一種叫晚疫病菌的真菌感染了馬鈴薯，造成其莖葉和塊莖腐爛，馬鈴薯出現了大幅減產甚至絕收。歐洲大陸上的其他地方還可以依靠小麥等作物彌補馬鈴薯減產帶來的衝擊，然而在愛爾蘭，糧食的種植品種單一，大量的農民主要都靠馬鈴薯維持生計，再加上當時英國政府的政策錯誤，饑荒不可避免地發生了。在隨後的5年里，100萬人因饑荒而死，更多的人背井離鄉，去了新大陸美洲和澳洲尋求生計，構成了如今美國龐大的愛爾蘭後裔群體。這次饑荒帶來的慘痛是如此巨大，以至於在愛爾蘭諺語里說：世界上只有兩種東西開不得玩笑，一是婚姻，二是土豆。

圖12 愛爾蘭首都都柏林的饑荒雕像

馬鈴薯在美國的發揚光大，其中總統與科學家的工作功不可沒。1767年，美國第一任總統華盛頓將馬鈴薯種植在自己的莊園；第二任總統亞當斯的家信中也時常提及「吃馬鈴薯」的片段；第三任總統傑斐遜於1772年開始吃馬鈴薯，並鍾愛一生。大名鼎鼎的美國科學家本傑明·富蘭克林曾任法國大使，期間一次偶然的宴會上鑒賞了馬鈴薯20種不同的烹飪方法，回到美國後，他盛讚馬鈴薯，認為馬鈴薯是最好的蔬菜。1802年，托馬斯·傑弗遜總統在白宮用炸薯條招待客人，自此炸薯條迅速成為美國最時尚、最流行的食物，並影響至今。20世紀60年代開始，早已躋身世界超級強國的美國通過遍布世界的麥當勞連鎖店，將薯條推向全球，如今在大眾眼裡，「薯片（條）」已經與矽谷的「晶元」、好萊塢的「大片」一樣成為美國文化軟實力的標誌。

圖13 馬鈴薯世界傳播地圖

馬鈴薯進入中國的歷史目前說法不一，不過大多數認為在明朝傳入我國。徐光啟（1562—1633年）所寫的《農政全書》中記載有「土豆」的名字，書中寫道：「土芋，一名土豆， 一名黃獨。蔓生葉如豆, 根圓如雞卵, 內白皮黃，……煮食、亦可蒸食。又煮芋汁, 洗膩衣, 潔白如玉。」在中國人口膨脹，戰亂頻繁的年代，馬鈴薯以其獨特的優勢，與甘薯一起迅速被廣大民眾接受，醋溜土豆絲、土豆燉肉、地三鮮、洋芋擦擦等具有鮮明本土特色的菜肴不斷湧現，成為了餐桌上必不可少的食品。

馬鈴薯 怎麼吃才對？

作為糧食作物，馬鈴薯在營養上佔有一定優勢：

1. 馬鈴薯塊莖含有2%左右的蛋白質，薯干中蛋白質含量為8%～9%，並且其品質相當於雞蛋，容易消化、吸收，優於其他作物的蛋白質。

2. 馬鈴薯也是所有糧食作物中維生素含量最全的，其含量相當於胡蘿蔔的2倍、大白菜的3倍、番茄的4倍，尤其是維生素C，馬鈴薯塊莖維C含量是蘋果的6倍，一個成年人每天吃0.5 kg的馬鈴薯即可滿足體內對維生素C的全部需要量。此外，鉀和胡蘿蔔素含量也較高。

不過，切碎水煮或者油炸會導致許多營養元素的流失，所以從營養角度看，洗凈後帶皮煮熟似乎是馬鈴薯最好的吃法。

圖6 馬鈴薯與果蔬營養成分當量

馬鈴薯如果放置時間比較長，或者儲存溫度較高時，會出現發芽、變青的情況。這是因為土豆中產生了一種叫做龍葵鹼的物質，馬鈴薯發芽後，芽周圍的龍葵鹼含量會大幅增加，雖然產生青色的物質不是龍葵鹼，但「變青」是龍葵鹼產生的標誌。這是馬鈴薯在進化過程中形成的一種自我保護機制，保護其不被動物取食。龍葵鹼是一種神經毒素，人攝入過多會引發嘔吐、腹瀉等癥狀，嚴重時甚至威脅生命。

許多茄科植物都有這個特點，龍葵鹼也可見於茄子和未成熟的青色西紅柿，但由於這兩種作物龍葵鹼含量相對較低，因此不會引發中毒。如果馬鈴薯產生的芽不多、青色部位不大、而且馬鈴薯還比較硬的情況下，徹底去除發芽和青色部位後，充分加熱或用醋烹制可破壞龍葵素，食用起來不會有什麼問題。但如果馬鈴薯發芽明顯或變青比較嚴重（如下圖），或者已經變軟，則應當扔掉，不能再食用了。

圖7 不能食用的馬鈴薯

由於馬鈴薯含有一種叫作天冬醯胺的氨基酸，當它和還原性糖(比如馬鈴薯中大量的澱粉轉化而成的葡萄糖和果糖)共同加熱的情況下(比如炸薯條)，就會發生美拉德反應 (Maillard)，產生丙烯醯胺(Acrylamide)，丙烯醯胺是潛在的致癌物質（這是之前的「咖啡致癌」謠言主角，真相看這裡>>>，所以少吃炸薯條比較安全~），所以育種專家會想方設法減少馬鈴薯中所含的天冬醯胺。2014年，美國批准了一種遺傳工程技術改造的馬鈴薯（Innate Potato）種植，該品種大幅減少了天冬醯胺的含量，同時降低擦傷帶來的變色。Innate Potato在2015年又推出了第二代，不僅繼承一代的優點，而且抗晚疫病，低溫儲存能力也大為增強。

圖8 Innate Potato與傳統馬鈴薯對比

你不吃土豆

可能也擺脫不了馬鈴薯澱粉！

圖14 馬鈴薯澱粉

最後來說說馬鈴薯澱粉。馬鈴薯經過洗滌、磨碎、篩分、分離蛋白質、清洗、脫水和乾燥等工序，可以得到馬鈴薯澱粉。注意：一般的馬鈴薯粉和馬鈴薯澱粉可不是一種東西，我們在快餐店裡吃的土豆泥就是馬鈴薯粉做的。

馬鈴薯澱粉在 19 世紀70 年代開始規模化生產，目前, 全球年產量約600萬噸，其中我國80萬噸。較玉米澱粉、紅薯澱粉、木薯澱粉而言，馬鈴薯澱粉具有粒徑大、粘性大、糊化溫度低、吸水力強等特點，在食品領域得到廣泛運用：

明膠糖果中, 馬鈴薯澱粉因其良好的透明度和較強的持水作用，與明膠能很好地配合，可以製成具有良好口感和彈性的凝膠糖果

麵食中，馬鈴薯澱粉蛋白質含量低，顏色潔白，能有效改善麵糰的色澤，同時能顯著提高麵糰的彈性和筋韌度，製作的麵條和粉絲等產品不易斷條

肉製品中，馬鈴薯澱粉糊化後的透明度非常高，可使製品的肉色鮮亮，減少亞硝酸鹽和色素的使用量，同時明顯改善產品的保水性。

此外，馬鈴薯澱粉在工業領域也發揮著不可忽視的作用。

圖16 德國發行的2008國際土豆年紀念郵票

結語

目前，作為世界第四大糧食作物的馬鈴薯依舊以其廉價、便於種植、科技要求不高等優勢在抗飢餓和抗貧困中發揮著巨大的作用。為了提高公眾意識、發掘馬鈴薯潛力，紐約聯合國總部還舉行了特別儀式，正式宣布2008年為「國際土豆年」。聯合國糧農組織介紹說，「國際土豆年」就是要讓人們對馬鈴薯以及整個農業生產都引起高度重視，以助於解決飢餓、貧困和環境威脅等全球性問題。

參考資料及圖片來源：