马铃薯 — 植株
茄科NE · 未评估

马铃薯

Solanum tuberosum L.

别名洋芋土豆

马铃薯(Solanum tuberosum L.)是全球最重要的块茎淀粉作物之一,鲜重产量居第四,是多国的主粮。据Kew POWO,其原产地为南美西部与南部至委内瑞拉西北部,约7,000–10,000年前在的的喀喀湖地区(秘鲁—玻利维亚)被单次驯化。块茎富含淀粉、钾、维生素C及蛋白patatin;但芽、变绿表皮与发苦薯块含配糖生物碱(α-茄碱、α-卡茄碱),烹煮不能将其破坏,且油炸/烘烤高于120 °C会生成丙烯酰胺。

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2026/10/10
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v1.0
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语言VIENZH

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概述

马铃薯为多年生草本,通常作一年生栽培,高0.6–1米,茎直立、被细毛、绿色。叶为羽状复叶,具约3–4对小叶及一枚较大的顶生小叶,边缘全缘或微波状。花序为顶生分枝聚伞花序,花两性、两侧对称:5枚花瓣合生成轮状至星形花冠,白色、粉色或紫色,5枚雄蕊的花药黄色并围成圆锥状。果实为圆形绿浆果,径可达约2–4厘米,含多数小种子;因含配糖生物碱而不可食。收获部位为块茎——实为富含淀粉的膨大地下茎(匍匐茎),表皮呈黄、褐、红或紫色,薯肉白色或黄色;表面具休眠芽形成的“芽眼”。主要用已发芽的种薯繁殖。

据邱园《世界植物在线》(POWO),马铃薯的原产地为南美西部与南部至委内瑞拉西北部——一种亚热带的块根地中植物(tuberous geophyte)。它约于7,000–10,000年前在安第斯山、的的喀喀湖一带(秘鲁南部与玻利维亚西北端),由Solanum brevicaule复合体的祖先单次驯化而来;基因组研究(PNAS,2017)支持其在秘鲁南部的单一起源。西班牙人约于1570年代将马铃薯传入欧洲,此后传遍全球并成为多国主粮。如今马铃薯在全球温带与亚热带栽培,主要生产国包括中国、印度、俄罗斯、乌克兰、美国与德国;2020年全球产量约3.6亿吨,其中中国占22%以上。在越南,马铃薯仅能在如大叻(林同)等凉爽高地及北方部分冬作区种植。

在化学上,块茎的主要成分为淀粉(直链与支链淀粉),约占鲜重的15–20%及干重的大部分;煮熟后冷却,一部分转变为抗性淀粉(RS3),有益肠道菌群并降低血糖反应。块茎还含贮藏蛋白patatin(一种糖蛋白,占可溶性蛋白的大部分,也是马铃薯的主要过敏原Sol t 1)以及蛋白酶抑制剂。具特征性且关乎安全的是配糖生物碱:主要为α-茄碱与α-卡茄碱(占配糖生物碱总量的95%以上),共用苷元茄啶,集中于芽、表皮与变绿部分。块茎通常含约20–100 mg/kg鲜重,建议安全限量鲜重20 mg/100 g(200 mg/kg);表皮含量为薯肉的3–10倍,光照既促进叶绿素生成(变绿)又增加配糖生物碱。块茎还提供钾(约400 mg/100 g)、维生素C(随贮藏与烹煮而减少)、维生素B6、膳食纤维,以及酚酸(绿原酸、咖啡酸)与黄酮类;黄肉品种含类胡萝卜素(叶黄素、玉米黄质),红/紫肉品种含花青素。

马铃薯是主粮与蔬菜:块茎可煮、蒸、烤、捣泥、油炸(薯条),制沙拉、汤与糕点,或工业加工成淀粉、薯片、零食、薯泥与酒精。在越南,马铃薯主要在大叻周边种植,用于炒、炸与煮汤。研究方面,马铃薯是重要的遗传学模式:其基因组已被测序并发表(Potato Genome Sequencing Consortium,Nature,2011),加速了抗病育种与营养价值改良;PNAS(2017)的研究阐明了其驯化历史。在营养与医学上,蛋白patatin及马铃薯多肽被研究其抗氧化活性与致敏性;抗性淀粉有助于稳定血糖;彩色品种中的花青素与酚酸具抗氧化活性。马铃薯也曾处于历史中心——由晚疫病引起的爱尔兰大饥荒(1845–1849)凸显了品种多样性的重要性。

作为食物,马铃薯食用得当时有益健康,但有两点需注意。第一是配糖生物碱:α-茄碱与α-卡茄碱在块茎受光(变绿)、发芽、碰伤或高温贮藏时积累;达到一定剂量会引起胃肠道毒性(恶心、呕吐、腹泻)及神经症状,且烹煮不能将其破坏。应将马铃薯存于黑暗、阴凉(约7–10 °C,避免冰箱以免糖分升高)、通风处;厚削皮并去除芽可减少30–80%的配糖生物碱,变绿或发苦的薯块应弃去。第二是丙烯酰胺:高于120 °C油炸或烘烤时,天冬酰胺与还原糖反应生成丙烯酰胺(疑致癌物),故应中温油炸、避免炸至深褐,并在炸前浸泡或冲洗。糖尿病患者应注意煮或捣泥马铃薯的高血糖指数,并选择能生成抗性淀粉的烹调方式(煮熟后冷却)。保护方面,马铃薯在IUCN红色名录中为未评估(NE),未列入CITES附录;田间与基因库种质极为丰富(逾5,000个品种;CIP保存逾4,000份),不受威胁。重点是保存安第斯地方品种多样性以及抗病、适应气候的品种。

生命周期

从种子到成品

发芽

老薯在芽眼处发芽;绿芽含茄碱,不可食。

植株与叶

茎直立,深绿色羽状复叶。

开花

5瓣白/粉/紫花成聚伞花序。

收获块茎

茎叶枯黄后挖取块茎,分级并冷藏。

分布与起源

各区域记录占比
  • 秘鲁南部 · 玻利维亚西北 · 的的喀喀湖(起源地)24%
  • 安第斯:秘鲁、玻利维亚、厄瓜多尔、哥伦比亚、委内瑞拉(原产)24%
  • 欧洲(约1570年传入)14%
  • 中国 · 印度 · 亚洲22%
  • 越南 · 东南亚(大叻等)8%
  • 其他地区(非洲、北美、大洋洲等)8%

化学成分

沉香树脂中的相对含量
  • 淀粉(直链/支链淀粉与抗性淀粉RS3)约占鲜重15–20%30%
  • 贮藏蛋白patatin(及蛋白酶抑制剂)主要过敏原Sol t 110%
  • 配糖生物碱(α-茄碱、α-卡茄碱)集中于芽/绿皮;有毒,烹煮不破坏14%
  • 钾与维生素(C、B6)钾约400 mg/100 g鲜重16%
  • 膳食纤维含薯皮10%
  • 黄酮类与酚酸(绿原酸/咖啡酸、花青素)红/紫肉富含花青素12%
  • 类胡萝卜素(叶黄素、玉米黄质)与其他矿物质见于黄肉品种8%

用途

  • 主粮:煮、蒸、烤、捣泥、薯条、沙拉、汤
  • 工业:马铃薯淀粉、薯片、零食、薯泥、酒精、糊精
  • 越南:大叻种植;炒、炸、煮汤、沙拉;冷藏
  • 牲畜饲料(次等薯、加工副产品)
  • 营养:钾、维生素C/B6、抗性淀粉;彩色品种富含花青素/类胡萝卜素
  • 研究与育种:基因组测序(2011)、patatin/过敏、丙烯酰胺与茄碱食品安全

特性

茎
直立草本,羽状复叶
块茎
膨大地下茎;皮黄/褐/紫,肉白/黄
花
白/粉/紫,5瓣,聚伞花序
果
小绿浆果,不可食

生境与保护

原产于凉爽的安第斯高地(约2,000–4,000米)。马铃薯喜白天15–20 °C、夜凉、阳光充足及疏松、富含腐殖质、排水良好的土壤,pH 5.0–6.5。它不耐热(高于30 °C会减少结薯)、霜冻与涝渍;主要用已发芽的种薯繁殖,3–4个月后茎叶枯黄时收获。在越南,适合大叻高地及冬作;薯块应存于黑暗、阴凉(7–10 °C)处,避免光照以防生成茄碱。

保护

在IUCN红色名录中,Solanum tuberosum尚未被评估(NE),本种也未列入CITES附录。马铃薯全球栽培,种质极为丰富(逾5,000个品种;国际马铃薯中心CIP,秘鲁,保存逾4,000份),不受威胁。风险在于仅栽培少数商业品种导致的遗传多样性流失(爱尔兰1845–1849年大饥荒的教训),以及病害(晚疫病等)与气候变化的压力。保护重点:在基因库与原位保存安第斯地方品种、地方品种以及抗病/耐热品系。

参考文献

  1. 1Plants of the World Online — Solanum tuberosum L. — 英国邱园 Kew Science, 2026
  2. 2Risk assessment of glycoalkaloids in feed and food, in particular in potatoes and potato-derived products — EFSA Journal 18(8):6222, 2020
  3. 3Genome sequence and analysis of the tuber crop potato — Nature 475:189–195(Potato Genome Sequencing Consortium), 2011
  4. 4Genome diversity of tuber-bearing Solanum uncovers complex evolutionary history and targets of domestication in the cultivated potato — PNAS 114(46):E9999, 2017
  5. 5Potato (Solanum tuberosum) plant profile — production, varieties, hazards — 英国皇家植物园邱园, 2020
  6. 6FAOSTAT — Crops and livestock products (potato) — 联合国粮农组织(FAO), 2024
  7. 7Glycoalkaloids in Potatoes — solanine, chaconine, storage and acrylamide — 香港食物安全中心(CFS), 2016
  8. 8FoodData Central — Potatoes, raw, flesh and skin — 美国农业部(USDA), 2024
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