跳到主要內容

馬鈴薯(potato)的身世

最近新聞提到,比利時要申請炸薯條(French fries)為世界遺產(1, 2),就讓我想到我跟馬鈴薯之間的一件趣事了。

在台灣,我這一輩以及更老幾輩的人,對馬鈴薯的印象應該就是咖哩飯吧。不管是豬肉咖哩還是牛肉咖哩,裡面少不了胡蘿蔔跟馬鈴薯。

等到1984年麥當勞進軍台灣以後(3),我們才第一次看到原來馬鈴薯還可以變成薯條。當然,那時候有點好奇為何薯條不叫做fried potato sticks而是叫做French fries,不過在那沒有網路、翻查資訊不容易的時代,對薯條的好奇也僅止於此。

等到出國以後,發現老美吃馬鈴薯並不止於炸薯條;還有烤馬鈴薯(baked potatoes)、薯泥(meshed potatoes)等等。不過,對我等吃慣了米飯的人來說,總覺得還是米飯好。

後來畢業到了加州工作,單位裡面有幾位從大陸來的同事。有一天,在跟大陸的同事閒聊,他提到「讓我老婆給我作個炒土豆絲吃」。這句話,讓我愣住了。

同事發現我沒有回答,就問我怎麼啦?我老老實實的問他:「炒土豆我可以了解,不過土豆怎麼弄成絲呢?」

同事想了幾秒,便哈哈大笑說,是「炒馬鈴薯絲」。原來在大陸,potato在北方叫做「土豆」,南方才叫做「馬鈴薯」。但是在台灣,土豆就是peanut,也就是花生,所以一聽到要把花生弄成絲,我就完全無法理解這是怎樣的一種特技呢?

話說回來,馬鈴薯(Solanum tuberosum L.)其實是茄科(Solanaceae)茄屬植物,跟它同科同屬、可以食用的植物包括了蕃茄(tomato,Solanum lycopersicum)與茄子(eggplant,Solanum melongena)。而與它同科不同屬的有顛茄(deadly nightshade,Atropa belladonna)。

不過,馬鈴薯在茄科植物中獨領風騷,它是世界第四大糧食作物,只落後稻米、小麥與玉米。發源於安地斯山高原的它,具有前三大作物所沒有的特性:耐寒。

由於它耐寒的特性,使得海拔四千公尺的阿爾蒂普拉諾高原(Altiplano)成為可以居住的區域,當地的人民依靠它為生,並出現了蒂亞瓦納科(Tiwanaku)文明與印加文明。最後,馬鈴薯隨著地理大發現,被帶回了西班牙。

雖然對於馬鈴薯是否真的是由皮薩羅(Francisco Pizarro)帶回西班牙尚有爭議,但根據目前的資料(4),馬鈴薯最晚在十六世紀後半傳入歐洲。不過,在當時它還不是做為食物,而是以觀賞用花卉的角色出現於歐洲。甚至法國路易十六的皇后瑪麗安東尼(Marie Antoinette)也曾經在宴會時以馬鈴薯花做為髮飾,使得馬鈴薯花躍上時尚排行榜。

馬鈴薯花。圖片來源:wiki
但是,由於馬鈴薯的種植方式以及長相(主要是它的芽眼使它看起來凸凹不平),使得歐洲人不敢吃它;甚至還有「吃馬鈴薯會得痲瘋」的謠言,直到腓特烈大帝(Frederick II the Great)為了解決小冰河時期農作物的寒害問題,毅然地開始推廣馬鈴薯、舉辦試吃會以後,馬鈴薯才開始逐漸深入民間;而德國經驗也進一步影響了法國,法國的帕門提爾(Antoine-Augustin Parmentier)在七年戰爭期間被德軍俘虜,嚐到了馬鈴薯湯的美味,回到法國向路易十六獻策,馬鈴薯才開始慢慢的在法國的餐桌上佔有一席之地。

隨著馬鈴薯在歐洲傳播的腳步,到了十七世紀後期,它已經成為愛爾蘭人的基本作物與主食了。由於愛爾蘭的地形崎嶇、土壤貧瘠,加上氣候的影響,穀類作物(如小麥)在這裡都長得不好;馬鈴薯可以在貧瘠的土壤中成長茁壯,耐寒的特性使得它能夠適應愛爾蘭的氣候,而在所謂的「懶人種植法」(lazybed)發明以後,馬鈴薯的種植在地形崎嶇的愛爾蘭更受人喜愛(5)。

但是,也因為「懶人種植法」可以允許農民將馬鈴薯留在地裡,不必成熟後馬上全部採收,使得十九世紀中葉出現於歐洲的馬鈴薯晚疫病(potato blight)得以肆虐。晚疫病的病原是卵菌綱(Oomycete)的Phytophthora infestans(晚疫菌),受感染的葉片會變黑、扭曲皺縮,

罹患晚疫病的馬鈴薯葉片。圖片來源:wiki
但是馬鈴薯的塊莖也會皺縮、腐爛,完全不能吃。

受晚疫菌感染的馬鈴薯。圖片來源:wiki
在1845與1846年,晚疫菌在愛爾蘭肆虐,造成約一百萬人死亡,另外的一百五十萬人不得不遠渡重洋到美國討生活。這些新移民很多都集中在北方州,對後來美國的一些政策產生了許多影響。由於當初馬鈴薯飢荒,身為政府所在地的英格蘭並未伸出援手,造成愛爾蘭對英國的不諒解;加上過去英國政府迫害愛爾蘭的天主教徒(有興趣的朋友們可以去查Penal Law)。新仇舊恨加總在一起,使這些居住在美國北方州的新移民,帶著這份怨恨開始影響美國對帝國主義(主要是英國)的態度。甚至有這麼一說,當年林肯(Abraham Lincoln)之所以能打敗主張蓄奴的John C. Breckinridge,主要是因為那些新移民們把票都投給了他。但是新移民們會把票投給他是因為,相比於林肯,他們更討厭Breckinridge,因為他正是典型的「白佬」(WASP,White Anglo-Saxon Protestant),也就是跟英國人一樣信奉新教的盎格魯薩克遜人。

對全世界來說,馬鈴薯的出現,使得大麥與燕麥由餐桌上退場,成為動物的飼料;而多出來的馬鈴薯也能做為動物的飼料,使得歐洲人得以一年四季都能享用新鮮的肉食,不需要在秋末大量宰殺豬隻製作鹹肉。同時,也讓歐洲由食用豬肉為主慢慢轉變為豬、牛併陳。馬鈴薯的影響,不可謂之為不大!

最後要提醒大家的是,野生的薯類幾乎都含有毒素,這是他們用來抵抗掠食者的方法;所以,在野外不要隨便採食野生薯類。而發芽的馬鈴薯含有龍葵鹼(solanine,茄科植物都會產生)劇毒,所以如果馬鈴薯發芽、甚至只是開始變綠,可千萬吃不得喔!

(台大科教中心擁有此文版權,其他單位需經同意始可轉載)

參考文獻:

1. 2014/12/5. Joanna Gill. Belgian fries bid for UNESCO world heritage status. REUTERS.
2. 2014/12/7. 比利時炸薯條 全民連署申請聯合國遺產. 聯合報。
3. Wikipedia. 孫大偉
4. 酒井伸雄。2013. 扭轉近代文明的六種植物。馬可孛羅出版。
5. Henry Hobhouse. 2005. Seeds of Change - Six plants that transformed mankind. Counterpoint.

留言

這個網誌中的熱門文章

為什麼「種豆南山下,草盛豆苗稀」?

陶淵明在「歸園田居」詩中,曾經提到「種豆南山下,草盛豆苗稀」。這首詩大家都很熟了,也是很受歡迎的國文教材,但是,有多少人認真去想為什麼「草盛豆苗稀」呢?難道只是因為陶淵明不會種田嗎?

雖然根據歷史的記載,「歸園田居」可能真的就是在他剛隱居的時候寫的(1);而在那時候,可能他的耕種技術也的確是還有待提升;不過筆者卻認為,從生物學的角度來看,「草盛豆苗稀」也不全是耕種技術的問題。

首先,我們來看一下氣候。陶淵明隱居的地點在潯陽柴桑,也就是現在的江西省九江市星子縣。當地是北緯29.44度,在北回歸線以北,屬於濕潤型亞熱帶氣候(2),1971-2000的年平均溫度為攝氏17.03度,每年四月就不再有攝氏零度以下的低溫(3)。雖然還是比臺灣偏北(台北市是北緯25.02度),大致上還是屬於溫和的氣候,植物的種類應該也不會相差太多。即使考慮近年來全球暖化的問題,應該也不會超過攝氏一度(4)。

在亞熱帶的台灣,夏天通常並不是植物茂盛生長的時期。為什麼呢?因為世界上90%的陸生植物是C3植物,這些植物在氣溫超過攝氏30度時,會因為光呼吸作用(photorespiration)造成水分的消耗大量上昇。C3植物(如大豆)在攝氏30度時,每抓一個二氧化碳分子就要消耗833個水(5),於是植物的生長速度就開始變慢。

不過,並不是所有的植物在夏天時生長速度都會變慢唷!有些植物,如玉米、甘蔗等,反而在夏天時長得特別好。為什麼呢?

原來玉米與甘蔗是所謂的C4植物,它們既耐熱又耐旱,跟C3植物比較起來,在攝氏30度時C4植物每抓一個二氧化碳的分子只消耗277個水(5),所以夏天的時候,它們的生長速度ㄧ點都不受影響呢!
說到這裡,讀者可能會想:什麼是C4植物?為什麼它們能夠既耐熱又耐旱呢?
所謂的C3、C4植物,指得是它們在光合作用上的不同。C3植物進行光合作用時,是由卡爾文循環(Calvin cycle)的酵素(RuBisCo,如圖二)直接抓取溶解在細胞中的二氧化碳,與核酮糖1,5-二磷酸(ribulose 1,5-bisphosphate,RuBP)進行反應;


而C4植物則在卡爾文循環上面,又增加了幾個步驟,而且這幾個步驟還跟卡爾文循環在不同的組織中進行呢(如圖三)!為什麼會這樣呢?


原來,C4植物多半都生活在亞熱帶或熱帶,在這些氣候區,植物進行光合作用時,會遇到一個大問題。

這個問題來自於卡爾文循環的第…

【原來作物有故事】麵包樹 熱帶果實引發電影傳奇

第一次聽到麵包樹的名字,是在小學的校園裡。當時老師說麵包樹雖然果實真的長得像麵包,但因為台北太冷了,原生於熱帶的它沒辦法在台北開花結果。

後來在花蓮當老師時,發現學校餐廳夏天有時會出現一種特別的蔬菜湯:裡面有黃色果肉、白色種子的「菜」。在地的同事告訴我,那叫做「巴吉魯」,也就是麵包樹的果實。

花蓮的夏天總是不缺「巴吉魯」,不只市場裡有賣、有些人家的院子裡就有麵包樹。在地的朋友說,成熟的果實削皮切塊加點小魚乾煮湯很好喝,長不大的果實(雄花花序)用來燃燒驅蚊,據說比蚊香還有效。

麵包樹是桑科波羅密屬的多年生大型喬木,花為單性花,雌雄同株;果實是由30-68朵雌花所形成的多花果。麵包果通常在採收後五天到一週內食用最好吃,如果冷藏可以保存二到三週。

目前的研究認為麵包樹源自大洋洲新幾內亞、馬來半島、與西密克羅尼西亞。台灣的麵包樹原生於蘭嶼。在蘭嶼,麵包樹稱為“chipogo”,達悟族人用於製作船首、船尾板、坐墊,及住屋用的宗柱、主屋之踏腳板與木笠、木盤等用具,而分泌的乳白色汁液具黏性,可以當作粘接劑。

達悟族較少食用麵包果,倒是台灣東部的阿美族與太魯閣族經常拿麵包果來吃;不過太平洋群島上最常見的吃法應該是將麵包果放在鋪了葉片的坑洞內發酵成可以放二、三年的「果醬」。由於太平洋群島夏季常有颱風,這些「果醬」對各地原住民們是颱風後很重要的緊急糧食。既然麵包樹這麼重要,「南島語族」(包括台灣的原住民)不論坐船到哪裡,總是帶著麵包樹的種子。所以,麵包樹在太平洋各群島上是常見的風景。

第一個看到麵包樹的歐洲人應該是十六世紀末到十七世紀初的葡萄牙航海家佩得羅‧費爾南德斯‧德‧基羅斯。比他晚將近一百年的英國航海家威廉‧丹皮爾船長,他提到麵包樹的果實可以烤來吃。

到了十八世紀,麵包樹突然搖身一變成了「神奇糧食」。到底發生了什麼事呢?原來在1769年與庫克船長乘「奮進號」的英國植物學家班克斯爵士在大溪地看到了麵包樹,因為麵包樹的果實約有四分之一為澱粉、在熱帶地區又長得很好,使班克斯認為麵包樹可能是解決英國在牙買加殖民地奴隸營養問題的解答。於是在1787年,英國皇家科學院派遣邦迪號前往大溪地收集麵包樹帶到加勒比海群島種植。為了這個目的,船上還有一位隨船的植物學家大衛‧尼爾森。

原訂於8月16日出發的邦迪號,因為一連串的延遲,最後終於到了大溪地、收集了足夠數量的麵包樹以後,卻在因為船長布萊一路…

通風報信的植物

植物受傷時會有什麼反應?過去的研究讓我們瞭解,當植物被攻擊(受到病原菌感染、受傷)時,會釋放出揮發性有機物質(VOCs,Volatile Organic Compounds),讓自己以及附近的植物啟動防禦機制。這個作用有點像古代的烽火臺,當敵人來襲就燒起狼煙,附近的人看到狼煙就知道這裡出事了,要加強戒備。

不過,當附近的植物感應到VOCs時,它們會如何加強自己的防禦機制呢?過去的實驗發現,當植物的地上部位受到病原菌感染時,會傳遞信號給自己的根,接著根部的鋁活化蘋果酸運輸蛋白(ALMT1,aluminum-activated malate transporter)便會活化後釋放蘋果酸(malate)到土壤中來召喚枯草桿菌 UD1022(Bacillus subtilis UD1022)這隻植物的益菌。這些現象是否不僅僅發生在苦主、也發生在附近的植物身上呢?

康納(Connor Sweeney)和他在德拉瓦大學的指導教授,最近發現:不只是受傷的植物本身會進行這些防禦機制、附近的植物也會呢!

康納是德拉瓦州(Delaware)的高中生。他因為對科學有興趣,寫了e-mail給德拉瓦大學(University of Delaware)的白斯教授(Harsh Bais),表達希望能進他的實驗室學習。當白斯老師回信說「OK」的時候,康納高興得不得了。

於是他就開始了他的實驗室生活:下課後、週末以及暑假,康納都在白斯老師的實驗室裡種阿拉伯芥(Arabidopsis thaliana)。雖然他也是高中的游泳校隊,但他盡可能地投入時間作實驗。

成果是豐碩的。兩年後,康納在白斯教授的指導下,解出了植物接到鄰居的「狼煙」以後,接下來做了什麼;他們的成果發表在2017年的「植物科學前鋒」(Frontier in Plant Science)期刊上。

以一個高中生來說,這可是個非同小可的成就;康納不只是付出了許多努力,他也細心觀察每一個實驗。因為他夠細心,所以才沒有錯失了重要的發現。

這個重要的發現是什麼呢?有一天他如常地進行實驗:把一株阿拉伯芥用鑷子弄了幾個傷口,準備明天觀察它的反應。不同的是,這次旁邊有一株阿拉伯芥沒有被他弄傷。

第二天他看到了令他不敢相信的結果:旁邊的阿拉伯芥的主根變長、而且還長出了不少側根。

於是他們做了更多測試。他們發現:旁邊有受傷的伙伴的小芥們,主根生長的速度大約…