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甘薯:穿越明朝时空的玛雅人献礼

2018-01-30 王红霞等 科学大院
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作者:王红霞 钟英英 张延娣 杨楠  张鹏(中国科学院植物生理生态研究所分子植物科学卓越创新中心)             殷旻昊(河南科技大学) 


冬夜,晚归的人们行色匆匆地奔走在都市的街巷。突然,一缕混合着烟熏味的甜香不经意间从路口飘散过来,冲击着我们的感官。循着愈来愈浓的香气而去,一个硕大的铁桶出现在眼前,土黄色的块根在大铁桶上冒着热气,块根边缘流出的蜜汁在昏黄的路灯下散发着诱人的光芒。

 


拿到手上轻轻一捏,微烫的块根柔软而富有弹性,掰开后黄色略显透明的瓤使人垂涎欲滴。迫不及待地放入嘴里,即使被烫得不停喘气,那份满足仍然令人难以忘怀。这就是本期的主人公——甘薯。



甘薯这种朴实无华的美味,却身藏一些不为人知的秘密。


地道的舶来品


甘薯是种朴实无华的食品,无论贫富都可以享受这份甜蜜。然而,这种年轻人眼中的美味,对于很多长辈而言,却承载着沉重的记忆。由于高产、易种植、适应性强,甘薯在许多土地贫瘠的地区、特别是山区大量种植。1942年河南大旱和多年后席卷全国的大饥荒中,粮食奇缺,正是靠着红薯,许多人熬过了那些苦难的岁月,红薯承载着人们对食物的渴望。


然而,这种拯救了无数中国人的植物其实是地道的舶来品。


甘薯(Ipomoea batatas)原产于中美洲墨西哥、哥伦比亚、厄瓜多尔等地,是旋花科、番薯属一年生草本植物。甘薯喜欢阳光,根系发达,比较耐旱,但由于原产热带,不耐寒。

 


甘薯的遗传进化过程经历了一个漫长的道路。


目前在我国常见的甘薯栽培品种都是异源六倍体(含有不同来源的6套完整染色体组),而甘薯的老祖宗们却都是二倍体植物,跟我们常见的牵牛花是“血缘关系”非常近的亲戚。


自然界中还存在着四倍体甘薯,它根系形态依然和二倍体一般无二。大约50万年前的一天,二倍体和四倍体甘薯的原始野生种意外碰到了一起,诞生了六倍体甘薯,开始出现了储藏根,从而孕育了现有可供食用的甘薯新品系。


大约五千多年前,聪明的印第安人就开始驯化和人工种植这种能食用的地下块根作物。哥伦布发现了美洲新大陆后,甘薯与马铃薯(土豆)一起被作为异域礼物进献给了西班牙女王。可惜欧洲人对甘薯并不怎么待见,马铃薯则逐渐占据了欧洲人的餐桌。可怜的甘薯在英语里也成了sweet potato,直译就是甜马铃薯。


尽管如此,随着欧洲殖民者的脚步,甘薯作为粮食从美洲被带入非洲西部沿海,之后逐渐扩散到印度、东南亚等地。


甘薯传入中国的时间较晚,大约在16世纪末明朝年间。在东南亚经商的陈振龙以商人敏锐的洞察力,察觉到甘薯的巨大应用价值,于是购买了几根甘薯苗,将它们藏于商船的缆绳上,成功地躲过西班牙海关的层层检查,最终将甘薯“走私”进入福建。第二年恰逢大旱,眼看饥荒无法避免,陈振龙向福建巡抚金学曾上书推荐种植甘薯(当时称番薯,因为来自番邦),使得甘薯在福建地区广为种植,成为了缓解饥荒的“救命粮”。到了清朝康乾时期,中国人口大增,粮食供应压力很大,甘薯成为了最佳的解决办法,因而在中国大范围种植,成为大部分中下层民众的主粮。

 

地瓜、山芋、番薯…各地叫法花样多


在我国,甘薯有许许多多的花名:北京、天津叫白薯,山东、东北叫地瓜,河南、湖南叫红薯,安徽、江浙叫山芋,广东、福建叫番薯,四川叫红苕……


由于甘薯产量高,适应性广,在全国很多地方都有种植,以淮海平原、长江流域和东南沿海各省最多,种植面积较大的有四川、河南、山东、重庆、广东、安徽等地。但各栽培区域的用途不尽相同:北方薯区以淀粉加工业为主,长江中下游薯区主要作为饲料,南方薯区则重在食品加工业方面。


今天,中国已经是甘薯生产和消费的头号大国,目前种植面积常年保持在5000万亩以上,约占世界总种植面积的一半,年产鲜薯约一亿吨。产量仅次于玉米、水稻和小麦,是我国第四大粮食作物。


我们平常说的甘薯其实是指其地下的储藏根,它是一种变异的不定根。甘薯块根既是贮藏养分的器官,又是重要的繁殖器官。切过生甘薯的人会发现,在切口会有白色的乳汁留出来,而且沾在手上会有涩涩的感觉。白色是因为含有淀粉,而涩则是含有较多生物碱,如紫茉莉甙。虽然感觉不舒服,紫茉莉甙其实具有通便的作用。

 

图中白色的浆汁为紫茉莉甙


甘薯从遥远的年代走到今天,勾起很多人关于家乡和童年的回忆。与儿时偷烤几块解馋不同,在那些主要依靠甘薯作为主粮充饥的年代,人们对甘薯是又爱又恨。由于新鲜甘薯含水量很高(达三分之二),需要吃很多才能充饥。但多吃又带来一个副作用——胀肚子,这主要是因为甘薯含丰富的淀粉、糖类和纤维素,容易经肠道细菌在肠胃发酵,产生大量的气体所致。而且,甘薯的蛋白质含量较低,如果没有其他的膳食补充,会导致浮肿。当然,在饮食种类丰富的现在,甘薯作为调剂口味和保健的杂粮,还是值得推荐的。

 

烤红薯都是“黄心”


甘薯的种类很多,颜色也很丰富,可很多人奇怪:为什么现在街边都是黄心的烤红薯,却没有烤紫薯、烤白薯呢?


甘薯的颜色由其中所含的色素决定,依照颜色的不同,大致分为黄心、白心和紫心,黄心是含有类胡萝卜素,紫心是含有较多花青素,而白心的色素含量很低。

 


但其实,烤红薯的口感主要是其它成分决定的。


白心的淀粉含量高,糖含量低,所以口感偏“面”,味道也淡一些;紫心的膳食纤维含量较高,口感粗糙,加上花青素味涩,因此味道稍差。只有黄心的甘薯,淀粉和纤维含量低,含糖量高,烤出来质地软糯,有诱人发亮的焦黄色,香甜可口。随着人们生活水平的提高,口感较差的烤白薯逐渐被淘汰,现在街边卖的烤红薯基本上都是黄心的。

 


鲜薯中主要是水分(65%~75%),其次是淀粉(15%~30%),可溶性糖(4~12%),以及果胶、纤维素、氨基酸(尤其是富含大米和面粉缺少的赖氨酸)、维生素和多种矿物质。近年来,随着生活水平的提高和保健意识的增强,甘薯越来越受到广大消费者的青睐。


甘薯有“长寿食品”之誉,能降低血液胆固醇含量,防止亚健康和心脑血管病等“现代病”,有预防许多慢性病的功效。甘薯叶除了拿来吃之外,现在越来越常用的是作为城市绿化的景观叶植物来用。路边花坛中所谓的“黄金藤”,其实就是叶片呈现金黄色的甘薯。

 

 紫薯竟是天然“转基因”


特别说一下紫薯,由于紫薯是这几年才开始逐渐进入人们视线,有谣言说紫薯是转基因的品种,这其实是个误解,紫薯是原生品种。


但为何过去市场上很少见到紫薯呢?


这一方面是由于紫薯产量较低,农民不爱种;另一方面是由于紫薯口感较差,市民不爱吃,所以市场上少见。近年来,解决了温饱的人们开始注意食品营养,紫薯虽然不好吃,但是影响口感的膳食纤维和花青素都是好东西,从保健的角度上说,它更为健康。因此现在市场上紫薯的品种多了起来,而且价格也高于一般品种。

 


有意思的是,甘薯再次引起大众的关注是因为科学家发现甘薯是一种天然的“转基因”作物。


科学家在291个栽培甘薯(六倍体)的样品之中,都发现了有4个基因与农杆菌的基因同源,而这些基因在甘薯的野生祖先那里却没有。不仅如此,农杆菌基因片段的插入,还破坏了甘薯自身一个基因的表达和正常功能。


通俗一点说,从前某一天,中美洲丛林里一个农杆菌无意中将几段自身的基因片段插入了一棵二倍体甘薯之中,这株变异后的甘薯经过加倍和驯化后具有了某些祖先不具备的优点。这棵甘薯碰巧又被某个印第安人发现,进行种植,逐渐繁育成今天庞大的栽培甘薯家族。


Tips:

农杆菌是一种土壤中常见的细菌,它有帮助外源基因插入其他物种的本事(即天然的转基因)。


农杆菌

 

虽然人类对自然的认知在加深,但甘薯这种不起眼的食物依然存在许多未解之谜。从甘薯的进化历程中外来基因的作用到储藏根的发育机制等等,科学家们仍在不懈努力,试图解开这些谜团。


我们相信,不久的将来,在薯类科学家和农业工作者的共同努力下,甘薯这一古老的作物必将焕发出更大的生机。


注:本文由国家自然科学基金项目(31501357和31771854)支持  


(文章首发于科学大院,转载请联系cas@cnic.cn)




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