飲食文化與化學:從馬鈴薯看世界文明史 / 梁家祺

星期五 , 11, 三月 2016 Leave a comment

飲食文化與化學:從馬鈴薯看世界文明史

梁家祺

元智大學通識教學部
jiachi@saturn.yzu.edu.tw

n  馬鈴薯原產於南美

馬鈴薯原產於南美安地斯山脈的高原上,在嚴酷的氣候下仍旺盛生長,由於糧食充足和食物供應系統無虞,才孕育出蒂亞瓦納科文明與印加文明。在安地斯山脈保持馬鈴薯最常用的方法之一是在室外凍結晾乾,目前馬鈴薯的栽培種已經出現各種不同的顏色形狀和大小,如圖一所示。早期的馬鈴薯多含較高量的有毒物質龍葵鹼(solanine),是一種有毒的甾族生物鹼苷類化合物,由β-D-葡萄糖(D-Glc)、D-半乳糖(D-Gal)和L-鼠李糖(L-Rha)組成的茄三糖與茄啶相連組成,如圖二所示。這是野生芋薯類的保命機制,可自然的避免病蟲害,經過居住在安地斯山脈的原住民不斷改良品種,才讓現代人能較方便的食用馬鈴薯,然而對於表皮變綠或長芽的馬鈴薯,還是會有發生龍葵鹼中毒的可能,因此馬鈴薯的儲存必須相對注意。馬鈴薯最適合的儲藏溫度為7-10oC,溫度若偏高易發芽或腐敗,溫度若太低則會使塊莖內的部分澱粉分解為醣類(McGee, 2009),所以馬鈴薯不適合放在冰箱冷藏。一年多前就曾有知名速食店提供帶皮馬鈴薯(黃金薯),消費者因吃到綠皮的馬鈴薯而嘴巴發麻、噁心想吐,新聞公布後此種品項即下架,至今都未再販售,主因即是綠皮或發芽的馬鈴薯龍葵鹼的含量會增加,且煮熟或高溫油炸也無法降低其毒性。

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圖一:在高安第斯山脈在室外凍結晾乾的馬鈴薯(左),和目前馬鈴薯栽培出現各種的顏色形狀及大小(右)

(圖片來源:由左而右,https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Chu%C3%B1o.jpghttps://en.wikipedia.org/wiki/Potato

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圖二:龍葵鹼的化學結構式

(圖片來源:https://zh.wikipedia.org/wiki/茄碱

由於氣候環境的嚴酷,安地斯山脈的原住民利用冷凍乾燥法研發出馬鈴薯乾丘紐(chuno),冬天的安地斯山脈日夜溫差可高達30度以上,馬鈴薯透過重複結凍、解凍的過程而多汁鬆軟,接著再利用雙腳踩踏使其出水,一併將毒素排出而完成去澀的工作,之後再讓太陽完全曬乾即為丘紐(Sakai, 2013),丘紐在不透水的密閉空間裡可長期存放達數年之久。丘紐對於南美印度安人的意義就好比麵包之於歐洲人,甚至丘紐可當作商品來換取其他來自深谷或海岸的產品(玉米、木薯、陶器等),時至今日,丘紐仍是玻利維亞和祕魯山區印地安人很重要的食物來源之一。

n  馬鈴薯成為歐洲和北美常用食材

西元1531年,西班牙侵略者法蘭西斯克·皮薩羅(Francisco Pizarro)奇襲印加帝國後,馬鈴薯偶然地隨著軍隊首次橫渡大西洋,返回歐洲。在初登陸歐洲大陸時,其食用性未受青睞,民間傳說吃馬鈴薯會得痲瘋病,甚至連貧窮家庭也不太願意吃馬鈴薯,再加上西班牙人比較喜愛同樣也來自新大陸的番薯,為推銷番薯使其價格高漲,西班牙人大力煽動馬鈴薯是只有窮光蛋才吃的食物,時至今日,仍有些負面語詞影射此偏見,如:懶臥在沙發上看電視的人被稱作沙發馬鈴薯(couch potato)、描述走路沒有保持優雅體態的人為馬鈴薯麻袋(Erdapfelsack)(Haslinger, 2014)。歐洲第一個真正將馬鈴薯當成主食的國家是德國(當時的普魯士),當時的歐洲大國爾虞我詐,小國在烽火連綿中求生不易,普魯士的腓特烈大帝特別舉辦馬鈴薯試吃會,並強迫民眾種植馬鈴薯,在寒害下仍能穩定豐收的馬鈴薯使得其人口穩定成長,13年之間(西元1740-1753年),普魯士的軍力從8萬人增加至13萬人(Sakai, 2013)。

然而,真正讓馬鈴薯料理發揚光大的則是法國的藥學家帕門提爾(Antoine-Augustin Parmentier),一場由歐洲列強發動的七年戰爭(西元1756-1763年),主因是來自殖民地與貿易的競爭,當時在法國軍隊擔任藥劑師的帕門提爾被普魯士軍隊擄獲,在收容所裡待了三年,收容所的主食就是馬鈴薯燉肉湯,他發現馬鈴薯是可讓人飽餐一頓且富含營養的食物,回到家鄉後傾力鼓吹農民種植馬鈴薯,在路易十六的幫助下,當時實驗農場採收時,帕門提爾做了許多馬鈴薯料理款待名流,包括拉瓦節、富蘭克林等名人,至此上流社會與農民開始推動馬鈴薯普及運動,大幅改善糧食的穩定狀況。帕門提爾後來幾乎變成了馬鈴薯的代稱,許多以馬鈴薯為主的菜餚都以他的名字命名,如:碎牛肉燉馬鈴薯泥(hachis parmentier)、鹽鱈魚佐馬鈴薯湯(brandade de morue parmentier)等(Laws, 2014)。

雖然馬鈴薯開始被部分人士認可,但仍沒有被廣泛的接納,在歐洲不少地方,馬鈴薯仍只被用來當做動物飼料和饑民的食物,這一點可從文森·威廉·梵谷(Vincent Willem van Gogh)創作的油畫《吃馬鈴薯的人》(The potato eaters, 1885)中看出,畫中描繪了貧困農家晚上在油燈的光線下吃馬鈴薯的景象,抓起馬鈴薯的手還彷彿沾著泥土的味道(見圖三),真實的透露人們辛勤地在土地上耕作,從畫裡很容易了解當時貧窮與馬鈴薯的關係。愛爾蘭是最早廣泛接受馬鈴薯,也是一個深受馬鈴薯影響的國家,在正式獨立之前,愛爾蘭土地大都為英國地主所有,有些愛爾蘭人還要跟地主承租土地來種植食用作物,經常要面對糧食不足的情形,自從馬鈴薯普及後,缺糧問題大幅改善,短短90年(1754-1845年),人口暴增2.5倍。愛爾蘭人在最肥沃的土地上生產英國所需的糧食,而在最貧脊的土地上種馬鈴薯維生,透過這樣的供養關係,可說是馬鈴薯助長了最初十年的英國工業革命(Standage, 2009)。西元1845年,歐洲各地出現馬鈴薯病害,生病的馬鈴薯整顆腐爛,此病害長達近5年的時間無法控制,貧窮的愛爾蘭人陷入生存的困境,這段時間裡餓死了約150萬的愛爾蘭人,另外的150萬愛爾蘭人離開故鄉前往英國的殖民地(新大陸美國),當時移民的後裔中出現了好幾位美國總統(甘迺迪總統、雷根總統、柯林頓總統),馬鈴薯雖發源自南美的安地斯山脈,卻是由愛爾蘭人逆向帶回到北美大陸(Sakai, 2013)。

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圖三:梵谷的《吃馬鈴薯的人》(The potato eaters

(圖片來源:https://zh.wikipedia.org/wiki/吃馬鈴薯的人

n  馬鈴薯的熱量和養分

自從馬鈴薯擠身歐洲料理常用食材後,人們不再只靠麥類作物提供熱量,馬鈴薯不只養活眾多人口,也有剩餘存糧,亦可當家畜飼料,讓歐洲人擺脫飢餓的恐懼,也有機會整年都吃得到新鮮的豬肉,也就是說歐洲國力蓬勃發展全拜馬鈴薯之賜。馬鈴薯3個月即可收成,生長在地底不易受氣候的影響,其所供應的熱量是麥類的4倍以上,除此之外,馬鈴薯含有維他命C,由於馬鈴薯中的澱粉,一加熱就化成糊狀,進而避免維他命C溶解於水中,所以馬鈴薯所含的維他命C較耐熱且不容易流失。馬鈴薯的法文是「pomme de terre」,德文是「Erdapfel」,意思都是地底的蘋果(土蘋果),歐洲冬季中部到北部的農田會覆蓋白雪,人們無法獲得新鮮蔬果,還好有馬鈴薯可長期保存又富含維他命C,這富含維他命C的土蘋果可避免歐洲人得到壞血病(Haslinger, 2014)。

n  馬鈴薯澱粉分子和澱粉顆粒結構

馬鈴薯是含高澱粉質的蔬菜,澱粉是由葡萄糖組成的醣類聚合分子,是植物用來儲存能量的分子,主要形式有二:一種是會形成雙螺旋形的直鏈澱粉(amylose),又稱可溶性澱粉,其分子結構如圖四左所示;另一種是有很多分叉像樹枝狀的支鏈澱粉(amylopectin),又稱膠體澱粉,其不溶於水,在熱水中形成糊狀且有很強的黏性,其分子結構如圖四右所示。每一個澱粉粒裡含此兩種分子都是以結晶的形式存在,而這兩種分子以一圈一圈的方式堆成一個澱粉顆粒,相似於樹木年輪的結構。

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圖四:直鏈澱粉(左)和支鏈澱粉(右)的分子結構

(圖片來源:由左而右,https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Amylose_3Dprojection.corrected.png
https://en.wikipedia.org/wiki/Amylopectin

n  馬鈴薯的澱粉糊化與烹調

澱粉分子必須加熱使其溶於水後,才能被人體酵素分解,因此食用澱粉類食物與火的發明息息相關。含澱粉質的食物烹煮後澱粉會糊化(膨脹變濃),因此澱粉經常被用作增稠劑,最常見的有玉米澱粉、麵粉、樹薯粉和馬鈴薯粉等,由於澱粉顆粒的大小、分子結構的長度,以及結晶構造的變化差異,會使得其糊化溫度也不同,如玉米澱粉的糊化溫度約在100oC,馬鈴薯粉的糊化溫度則介於70-80oC但其用法幾乎類似,都在加水、加熱、冷卻後,就會變得黏稠。烹煮之前澱粉粒是體積極小且密實凝聚在一起的澱粉分子,當加熱至細胞膜蛋白質變性的溫度(58-66oC)後,澱粉粒開始吸收水分子,澱粉粒即膨脹軟化而形成柔軟的膠質(Jeff Potter, 2013),煮過的直鏈澱粉分子放置一段時間溫度下降後,會相互作用形成大型的類結晶結構,因此以直鏈澱粉分子含量較高的米(如:長型米),口感具彈性且粒粒分明,而幾乎全是支鏈澱粉分子的糯米,炊煮後則柔軟且黏性高。

由於馬鈴薯澱粉糊化的溫度(約75oC)遠低於水的沸點,再加上馬鈴薯中水分充足,因此不須花很多功夫就可使馬鈴薯糊化,只要把馬鈴薯放入微波爐幾分鐘即可,實在是快速、簡單、環保又健康。將微波後的馬鈴薯切成小塊,用湯匙背面將其壓碎成泥,並加入一些牛奶、奶油、原味優格、現切迷迭香、少許鹽和胡椒粉,就成了美味的迷迭香馬鈴薯泥。牛奶會使得馬鈴薯泥味道更加濃郁綿密,主要的原因是牛奶中的酪蛋白會限制澱粉粒膨脹的體積,馬鈴薯泥較不會黏而糊糊的,口感會比較好。酪蛋白會降低直鏈澱粉分子從澱粉粒中漏出來的程度,並將液體分成兩部分,一部分是含有較多蛋白質的小水滴;另一部分是含有較多直鏈澱粉分子的澱粉液,隔開成兩部分形同增加了澱粉的濃度,也讓澱粉的糊化更易進行(Herve This, 2012)。

若想燉肉裡的馬鈴薯禁得起長期的烹煮,可先低溫(55-60oC)預煮,維持20-30分鐘,此步驟能減輕烹調時出現的軟化現象,在後來慢煮中較能保持其外形。一般講的新馬鈴薯(如:圓形紅皮)是指採自新綠藤蔓的未成熟的塊莖,水分含量多且甜,澱粉含量則較低(16-18%),烹煮後相鄰的細胞會黏合的更牢,而產生結實緻密的質地,所有的烹調方式都能保有原有的形狀,因此適合用在焗烤、沙拉或清蒸等;成熟的馬鈴薯則是在收成時先把藤蔓切斷讓植株枯死,塊莖留在土裡儲放數週好讓表皮硬化,褐皮馬鈴薯為美國市場上最廣泛使用的成熟馬鈴薯,澱粉含量特別高(22-23%),烹調後會有濃郁的粉狀口感,非常適合搗泥,食用時經常會搭配奶油或醬汁增添濃郁的風味。以上兩類馬鈴薯都適合做炸薯條,高澱粉質的褐皮品種會有鬆綿的口感,低澱粉質的品種則會質地結實滑順。若想要做出好吃的炸薯條,第一步得先讓薯條以低溫(120-163oC)油炸8-10分鐘,讓表皮細胞的澱粉從澱粉粒中溶出,黏合強化外側的細胞壁,外層會較強韌,接著才提高溫度至175-190oC,油炸3-4分鐘,直到外層酥脆變成金黃色,若第一次油炸溫度過高會讓外皮焦掉,但若溫度太低則會使薯條外殼形成太慢,薯條會較容易吸油(McGee, 2009)。

目前,馬鈴薯產量佔全球所有蔬菜之首,美國人每人每天約食150公克,為了強調馬鈴薯對糧食安全與對抗飢荒的重大價值,聯合國還曾將2008年訂為國際馬鈴薯年,其彰顯馬鈴薯對過去人類的歷史具有特殊影響,也將對人類的未來意義重大。

n  參考文獻

1.      徐明達(2010)。《廚房裡的秘密:飲食的科學及文化》,臺北:二魚文化。

2.      Bill Laws著;王建鎧譯(2014)。《改變歷史的50種植物》,臺北:積木文化。

3.      Harold McGee著;蔡承志譯(2009)。《食物與廚藝:蔬··香料·穀物》,臺北:遠足文化。

4.      Herve This著;孫正明譯(2012)。《分子廚藝:用科學實驗揭開美食奧秘的權威經典》,臺北:貓頭鷹書房。

5.      Ingrid Haslinger著;薛文瑜譯(2014)。《諸神的禮物》,臺北:遠足文化。

6.      Jeff Potter著;潘昱均譯(2013)。《廚藝好好玩》,臺北:遠足文化。

7.      Nobuo Sakai著;游韻馨譯(2013)。《扭轉近代文明的六種植物》,臺北:馬可孛羅文化。

8.      Tom Standage著;楊雅婷譯(2010)。《歷史大口吃:食物如何推動世界文明發展》,臺北:行人。

 

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