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来源：科学大院微信公众号
如果一个人被留在火星上，他能用什么活下来？ 答案是土豆！ 在《火星救援》电影中由植物学家马特达蒙选择是明智的！ 土豆到处都是宝，而且在恶劣的火星环境中生长！ 今天给你讲个土豆的故事吧。
图1没有土豆，就没有《火星救援》
世界第四大粮食作物为什么是它？
土豆是世界上最古老的人类食物之一在所有农作物中土豆是最容易种植的一类。 当有棱角的地块不想荒废的时候，农民们总是选择“投几粒土豆”。 它是“最好伺候”的农作物，与其他粮食作物相比，马铃薯不仅抗旱早熟，而且淀粉含量高，栽培适应性好，有“铁杆作物”的美称。
马铃薯，又名土豆、地豆等，是茄科一年生草本植物，株高达100厘米，与该科的茄子、番茄等近亲。 由于其地下形成块茎，淀粉含量丰富，成为仅次于玉米、小麦、水稻的世界第四大粮食作物。
图2马铃薯植株示意图
同样是地下可食用的部分，与甘薯的块根不同，土豆是块茎。 马铃薯生长茎的组成包括地上茎、地下茎、匍匐茎和块茎四个部分。 其中块茎是短小肥大的变态茎，既是产品器官，又是繁殖器官。 匍匐茎尖停止极性生长后，皮层、髓部及韧皮部薄壁细胞的分生和扩大，积聚大量淀粉，匍匐茎尖膨大形成块茎，一般呈圆形、长筒形、椭圆形，表皮呈白、黄、椭圆形的马铃薯根，块茎繁殖
图3土豆
土豆主要在地下块茎繁殖，但土豆其实也有果实。 马铃薯果实圆形或椭圆形浆果，果皮绿色、褐色或紫绿色，果实含种子100~250粒。 值得一提的是，贮藏一年的种子发芽率比当年高30-40%。 这可能是因为种子有休眠期。
图4土豆花、叶、果
与其他主要粮食相比，水稻、小麦、玉米都收获果实和种子，而只有土豆收获块茎，这也带来了额外的优势。 由于具备营养储备，且能在整个生长期间持续生长，马铃薯耐寒，能在除盐碱土壤外的所有土壤中生长，能适应较低的日均温度8~ 30，因此，贫瘠而寒冷的多山地区最适宜种植马铃薯。 另一方面，在温暖的亚热带地区，土豆全年都可以随时播种。 此外，温带地区马铃薯生长周期约4个月，次月开始形成新块茎，成熟后还能在田间停留一段时间，没有特别集中的农忙期，不易出现“青黄不接”的情况，不易发生战乱
图5收获季节的土豆
南美来客的漂泊史
马铃薯因其营养丰富，被一些国家誉为“地下苹果”、“二面包”、“珍贵作物”等美称，具有全部主要粮食特性，又是粮食、蔬菜、水果，是公认的健康食品。 土豆看起来很朴素，看起来很逊，但它也是毫无疑问的外来“洋货”。
土豆原产于南美洲的安第斯山脉，最早栽培的是秘鲁的印第安人。 考古学家曾在印第安古墓中发现许多绘有土豆图案的陶器，根据这些图案的绘画风格，推断土豆在南美的栽培史至少可以追溯到公元前2000~2800年。
图9弗朗西斯科皮萨罗
1532年，以弗朗西斯科皮萨罗为首的第一批西班牙殖民者到达南美洲的安第斯山地。 令人惊讶的是，当地人栽培了一种奇怪的地下果实，叫做“papa”。 “煮了会变软，吃起来像炒栗子一样，外面裹着不太厚的皮”。 被当地印第安人尊称为“丰收之神”的与蘑菇相似的奇怪圆形“块菌”就是今天大家熟知的土豆。 随着西班牙、葡萄牙殖民者对安第斯山脉的征服，土豆被殖民者作为“战利品”带回了欧洲。
图10马铃薯在欧洲的推广者腓特烈大帝
最初土豆在欧洲的产量很低，但17世纪初，植物学家培育了欧洲栽培的土豆品种，这个问题得到了解决。 但公众对土豆的担忧，不少人相信吃土豆会引起麻风等传染病，因此只进行了少量种植，主要用作饲料，只有得不到粮食的穷人才打算吃土豆但土豆高产和适应性强的特点在饥荒时暂时突出了自己的优势。 18世纪发生的一系列饥荒，给土豆的扩张带来了机遇。 普鲁士是最早接受土豆的地区之一，腓特烈大帝于1740年将土豆作为官方政策进行推广，取得了巨大的成效。
图11安东奥古斯特伯曼蒂埃图片
从1756年到-1763年，欧洲大陆爆发了“七年战争”。 在此期间，巴黎一位名叫安东奥古斯特加曼蒂埃的药剂师作为法军的随军被普鲁士军队俘虏了五次，可吃的牢饭是只有农民才能喂猪的土豆。 尽管如此，加曼蒂埃的身体很健康，对土豆产生了浓厚的兴趣。 他回到法国后分析了土豆的成分，结果发现土豆无毒且营养丰富。 于是他自己种土豆，不惜自掏腰包请上层社会名流吃土豆盛宴，杰斐逊总统也曾是他的座上宾。 在伯曼蒂埃、路易十四和王后玛丽安东诺特的积极推动下，土豆成功登上了法国人的餐桌。
与其他欧洲国家的艰难推广不同，土豆进入爱尔兰尤为顺利，由于连年的战争、贫困、人口过多和土地贫瘠，爱尔兰人几乎毫不犹豫地接受了这种植物，并疯狂地喜欢上了它。 从1780年到1840年的60年间，多亏了大规模种植土豆导致的食物短缺，爱尔兰人口从4百万增加到了8百万。
但是，这个脆弱的经济在1845年受到了沉重的打击。 当时，一种名为疫霉的真菌感染马铃薯，茎叶、块茎腐烂，马铃薯大幅减产或绝收。 欧洲大陆其他地方土豆减产的冲击也可以用小麦等作物来弥补，但爱尔兰粮食种植品种单一，很多农民主要以土豆为生，加上当时英国政府的政策失误，饥荒在所难免。 在随后的五年里，100万人死于饥饿，更多的人背井离乡，去新大陆美国和澳大利亚寻求生活，构成了当今美国巨大的爱尔兰后裔群体。 这次饥荒的悲惨非常大，用爱尔兰的谚语说，世界上只有两种东西不能开玩笑。 一个是结婚，另一个是土豆。
图12爱尔兰首都都柏林的饥荒景象
土豆在美国的发扬光大，其中总统和科学家功不可没。 1767年，美国第一任总统华盛顿把土豆种在自己的庄园里； 第二届总统亚当斯的家信中也经常出现“吃土豆”的场景； 第三任总统杰斐逊于1772年开始吃土豆，热爱一生。 著名的美国科学家本杰明富兰克林曾担任法国大使，在一次偶然的宴会上欣赏了土豆的20种烹饪方法。 回到美国后，他称赞土豆，认为土豆是最好的蔬菜。 1802年，托马斯杰斐逊总统在白宫用炸薯条款待客人。 自此，炸薯条迅速成为美国最时尚、最受欢迎的食物，并影响至今。 从上世纪60年代开始，已经进入世界超级大国的美国，通过遍布全球的麦当劳连锁店将土豆推向世界，如今，和硅谷的“筹码”、好莱坞的“大片”一样，“薯片”是美国
图13土豆世界传播地图
土豆进入中国的历史虽然现在不一样，但人们大多认为它是在明朝传入我国的。 徐光启( 1562—1633年)撰写的《农政全书》中记载了“土豆”的名字，“土豆、土豆、黄德。 翻车鱼像豆子，根像鸡蛋，内白皮黄，……还可以煮菜或蒸。 煮芋头汁，洗衣服，洁白如玉。 ”在中国人口膨胀、战乱频繁的时代，土豆以其独特的优势与红薯一起迅速为人们所接受，糖醋排骨、土豆炖肉、地三鲜、芋头等具有鲜明本土特色的菜肴层出不穷，成为餐桌上必不可少的食品
土豆怎么吃？
作为粮食作物，土豆在营养方面占有一定的优势：
1。 马铃薯块茎中含有2%左右的蛋白质，薯干中蛋白质含量为8%~9%，且其质量与蛋相当，易于消化、吸收，优于其他作物的蛋白质。
2。 土豆也是所有粮食作物中维生素含量最全的，其含量相当于胡萝卜的2倍、白菜的3倍、西红柿的4倍，尤其是维生素c，土豆块茎维生素c含量是苹果的6倍，成人每天吃0.5 kg土豆对维生素c的另外，钾和胡萝卜素的含量也很高。
但是水煮和油炸细了会失去很多营养素，所以从营养方面来看，洗净后带皮煮是土豆最好的吃法。
图6土豆和果蔬营养成分当量
土豆放置时间长，保存温度高的话会发芽，变蓝。 这是因为土豆中产生了一种叫做黄秋葵的物质。 土豆发芽后，芽周围的黄秋葵含量会大幅增加。 制造青色的物质不是黄秋葵，但“变蓝”是黄秋葵产生的信号。 这是土豆在进化过程中形成的自我保护机制，保护它们不被动物吃掉。 黄秋葵是一种神经毒素，人摄取过多会引起呕吐和腹泻等症状，严重的话甚至会威胁生命。
茄科许多植物具有此特点，黄秋葵也见于茄子和未成熟的青番茄中，但这些作物黄秋葵的含量相对较低，不会引起中毒。 如果土豆芽少，蓝色部分不大，土豆还硬，完全去掉芽和蓝色部分后充分加热，或者用醋煮破坏黄秋葵，吃了也没问题。 但是，如果土豆发芽明显或变蓝(如下图)，或者变软，就扔掉，不能再吃了。
图7不能吃的土豆
由于土豆中含有天冬氨酸这种氨基酸，还原性糖(例如与土豆中转化了大量淀粉的葡萄糖和果糖)一起加热时(例如炸薯条)会发生美拉德反应( Maillard ) 丙烯酰胺是潜在的致癌物质。 (这是以前“咖啡致癌”传言的主角，但真相请看这里。 2014年，美国批准种植经过基因工程技术改造的土豆( Innate Potato )，该品种在大幅减少天冬酰胺含量的同时，减少了擦伤引起的变色。 Innate Potato于2015年推出了第二代，不仅继承了一代人的优点，而且抗疫能力强，低温储藏能力也大幅增强。
图8 Innate Potato与传统马铃薯的比较
你不吃土豆
可能也摆脱不了马铃薯淀粉！
图14马铃薯淀粉
最后谈谈马铃薯淀粉吧。 马铃薯经过洗涤、磨碎、筛分、蛋白质分离、洗涤、脱水、干燥等工序，可得到马铃薯淀粉。 注意：普通马铃薯粉和马铃薯淀粉不是一回事。 快餐店吃的土豆泥是用马铃薯粉做的。
马铃薯淀粉于19世纪70年代开始规模化生产，目前世界年产量约600万吨，其中我国80万吨。 与玉米淀粉、红薯淀粉、木薯淀粉相比，马铃薯淀粉具有粒径大、粘性大、糊化温度低、吸水力强等特点，广泛应用于食品领域。
在明胶糖果中，马铃薯淀粉具有较强的透明性和保水作用，可以与明胶很好地配合，制成具有良好口感和弹性的凝胶糖果
面食中，马铃薯淀粉蛋白质含量低，色泽白，能有效改善面团颜色，同时显著提高面团弹性和肌肉韧性，制作的面条、粉丝等产品不易断裂
肉制品中，马铃薯淀粉糊化后透明度很高，既能使产品肉色明亮，减少亚硝酸盐和色素的用量，又能明显改善产品的保水性。
另外，马铃薯淀粉在工业领域也起着不可忽视的作用。
图16德国发行的2008国际土豆年纪念邮票
结语
目前，世界第四大粮食作物马铃薯仍以价格低廉、种植方便、科技要求不高等优势在抗饥抗贫中发挥着巨大作用。 为提高公众意识，挖掘土豆潜力，纽约联合国总部举行特别仪式，正式宣布2008年为“国际土豆年”。 联合国粮农组织表示，“国际马铃薯年”是指对马铃薯和整个农业生产给予高度重视，以解决饥饿、贫困、环境威胁等全球性问题。
参考资料和图片来源：
1经济观察网《土豆改变世界》
2科普中国网《马铃薯成长日记》 《马铃薯世界之旅》
3你知道https//www.zhi Hu.com/question/27433419吗？ rf=27439032
4松鼠云无心《吃的真相3》
5 Ent 《土豆1846》
6刘千生《舌尖上的战争》
7马晓东，钟浩《马铃薯淀粉的研究及在工业中的应用》
8潘明《马铃薯淀粉和玉米淀粉的特性及其应用比较》
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