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馬鈴薯產生之天然植物鹼-茄鹼的生成與食用安全上的影響

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Academic year: 2021

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(1)園藝作物. 馬鈴薯產生之天然植物鹼茄鹼的生成與食用安全上的影響 農試所嘉義分所 黃哲倫 賴永昌. 鳳山分所 王三太. 一、前言 馬鈴薯 (Solanum tuberosum ) 是原產. 食作物,其茄鹼的影響更顯得重要。本. 於南美安地斯山脈,茄科茄屬的一年生. 文主要目的在整理馬鈴薯茄鹼的生成、. 作物,由於馬鈴薯澱粉含量高、營養豐. 危 害 以 及 如 何 避 免 含 量 升 高等 相關 資. 富、生長快速、適應性廣和低投入等特. 訊,提供農民與消費者參考。. 性,迅速的傳播到世界各地,在 17 世紀 成為歐美國家的主要糧食之ㄧ,根據國. 二、影響茄鹼生成之因素. 際糧農組織 (FAO) 的統計報告,2012年. 在馬鈴薯植株中,不同的部位其茄. 馬鈴薯全球總產量約為 3 億 7 千萬公噸,. 鹼含量也相異,以花、果實和芽為最高,. 為全球第四大的糧食作物。茄科作物,. 塊莖中則以外皮部分含量較高,薯肉含. 包括馬鈴薯、蕃茄、茄子等都含有天然. 量較少,馬鈴薯中茄鹼的種類有十餘種. 合成的固醇類醣苷生物鹼,此類植物鹼 統稱為茄鹼(Glycoalkaloids)。不同種類的 茄科作物所含的茄鹼種類不同,並具有 不同程度的毒性,對食用安全造成很大 的疑慮,尤其馬鈴薯是世界上重要的糧. 以上,而主要的種類是α-chaconine 和 α-solanine ,這兩種約占了茄鹼總含量的 95%,因此馬鈴薯中的茄鹼含量多以這. 兩種茄鹼含量為代表。影響茄鹼含量的 調控因子有許多,主要分為兩種,第一 種是在生長期間影響茄鹼含量的調控因 子,第二種則是收穫後處理影響茄鹼含 量生成的調控因子。在生長期間影響茄 鹼含量的因子包含了品種、栽培環境以 及病蟲害等,Bejarano等學者針對不同馬 鈴薯品種進行不同灌溉處理,分析其茄. 作 者:黃哲倫助理研究員 連絡電話:05-2753191. 04. 農業試驗所技術服務季刊.2014年12月.100期. 鹼含量,結果發現沒有灌溉處理之6個品 種中有4個品種茄鹼都有極顯著的上升,.

(2) 含量也越高,表示其照光後的綠化程度. 顯著差異,此結果顯示遭遇乾旱逆境促. 與茄鹼含量有顯著的相關,造成綠化的. 使大部分馬鈴薯品種的茄鹼大幅上升,. 原因是葉綠體的形成,但同時會促進茄. 而且茄鹼含量在品種間也有差異存在。. 鹼含量的上升,所以綠化程度能做為茄. 另外Lafta and Lorenzen (2000) ,以不同溫. 鹼含量上升的指標(圖一)。而不同光源. 度處理進行馬鈴薯栽培,分析馬鈴薯塊. 或波長同樣對茄鹼含量有不同的影響,. 莖中茄鹼之含量,結果高溫逆境處理較. Percival and Dixon 以光源照射馬鈴薯塊. 對照組茄鹼含量上升約3倍,顯示生長期. 莖,有螢光、水銀燈與鈉燈3種處理,分. 間遭遇高溫逆境也會使馬鈴薯中茄鹼含. 析其茄鹼含量,結果 3 種光源都使茄鹼. 量大幅上升。其在馬鈴薯生長期間,若. 顯著上升許多,螢光及鈉燈照射 13 天使. 是遭遇病蟲害等其他逆境,也會促使茄. 茄鹼含量上升 5 倍,而水銀燈僅上升 1.5. 鹼的含量上升,例如美國遭科羅拉多瓢. 倍,顯示照光會誘導馬鈴薯塊莖中的茄. 蟲危害的馬鈴薯植株茄鹼也有顯著上升. 鹼含量上升,而使用水銀燈光源能大幅. 的情況。. 減少因照光造成的茄鹼含量上升。Wang. 收穫後處理影響茄鹼含量之調控因. 等學者的報告中指出,照光會使馬鈴薯. 子包含有照光、發芽、高溫及儲藏條件. 中茄鹼含量顯著增加,而又以紅光影響. 等,而影響茄鹼含量最大的兩個因子是. 最大,而藍光次之。照光不只是收穫後. 照光與發芽。根據Grunenfelder等學者,. 處理會遇到的問題,在栽培過程中,若. 以不同品種馬鈴薯經照光後依其綠化程. 是中耕覆土的深度不夠,使成長中的薯. 度之不同,分析與茄鹼含量之關係,結. 球照射到光線,也同樣會造成表皮綠化. 果顯示照光後其綠化程度越高,其茄鹼. 的現象。而除了照光外,其他的因子包括. A. 園藝作物. 而相同處理的不同品種間茄鹼含量也有. B. 圖一、(A)照光後,表皮變綠,茄鹼含量升高;(B)發芽後,茄鹼含量升高。. 農業試驗所技術服務季刊.2014年12月.100期. 05.

(3) 園藝作物 06. 收穫時或收穫後的物理性傷害、收穫後. 溫 210 度油炸則減少茄鹼含量 15~40%,. 的癒傷處理、發芽、高溫、及未成熟薯等. 顯示茄鹼經加工或烹煮後不易降低其含. 也都會造成茄鹼含量升高。. 量,仍然對食品安全有影響。. 三、茄鹼對馬鈴薯品質及食用 安全上的影響. 四、結語與建議 馬鈴薯發芽會產生毒素已經是一種. 茄鹼的毒性對人類健康的影響主要. 常識,那是由於馬鈴薯發芽會產生一種. 分為兩方面,第一種是對腸胃系統的毒. 植物鹼,稱為茄鹼(Glycoalkaloid),馬鈴. 害,由於固醇類的茄鹼,其結構與極性. 薯全株含有此種天然毒性物質,但是在. 和構成腸胃細胞膜細胞中的固醇類似,. 發芽以及表皮變綠的情況下,含量會升. 因此茄鹼在進入腸胃系統後,能插入腸. 高許多,尤其是發芽的附近部位及變綠. 胃細胞的胞膜上,並且進而吸引極性相. 的表皮部位。其他因素像是品種與生長. 近的固醇類,而排斥另一胞膜結構成分-. 期間高溫、乾旱、病蟲害等逆境,以及. 磷脂膽鹼,使腸胃細胞形成圓形凸起,. 收穫後處理中遭遇機械性傷害、照光和. 破壞細胞膜的完整性,影響腸胃系統功. 癒傷處理,都可能會造成馬鈴薯塊莖中. 能,會造成腹瀉、腹痛等症狀。而另一方. 茄鹼含量的升高。若是食用茄鹼含量過. 面則是影響神經傳導系統方面,茄鹼會. 高的馬鈴薯,會引發中毒的情況,而且. 抑制神經傳導系統中的乙醯膽鹼酯脢活. 一般的加工烹煮過程,對茄鹼含量的降. 性,而乙醯膽鹼酯脢是代謝神經傳導物. 低有限,並非經過加工烹煮便會破壞茄. 質乙醯膽鹼的重要酵素,乙醯膽鹼酯脢. 鹼。但是一般在沒有發芽或變綠的情況. 被抑制會使得乙醯膽鹼累積,造成神經. 下,茄鹼含量大多不會超過安全標準,. 系統功能混亂,造成毒害,可能造成的. 而若是吃到含量較高的馬鈴薯,會先感. 症狀,輕微的會有發汗、心悸、噁心、嘔. 到喉嚨的不適與灼熱感,會停止食用,. 吐、頭暈、頭痛等,嚴重的會造成休克,. 所以一般不易有食用過量的情形,如果. 甚至是死亡。所以茄鹼不僅會影響食用. 食用含過量茄鹼馬鈴薯,應立即停止食. 品質,還對人體健康有重大的影響,國. 用,並多喝水、休息,讓身體自然代謝毒. 際上一般以馬鈴薯每公斤鮮重含200mg以. 素。為了防止茄鹼的含量升高,除了消費. 下的茄鹼,當作食用的安全標準。. 者購買時,注意有沒有發芽、變綠的情. 常有人認為馬鈴薯的茄鹼在烹煮過. 形外,在購買以後若能以避光冷藏的方. 後就不會影響食用安全,但是根據Takagi. 式進行儲放,便能延後馬鈴薯發芽的時. 等學者不同的加工烹調試驗中,包括水. 間,並避免表皮變綠;廠商販售馬鈴薯. 煮、烤箱、微波、低溫及高溫油炸等方. 時,若是能採用水銀燈照明,也能大幅降. 式,結 果 發 現 一 般 家 庭 使 用 的 烹 煮 方. 低因照光造成的茄鹼上升情況;而農民. 式,並不會減少茄鹼含量,以微波和高. 在栽種的時候,要注意中耕培土的深度,. 農業試驗所技術服務季刊.2014年12月.100期.

(4) of glycoalkaloid induced membrane. 綠化,並且注意栽培管理,避免遭遇生. disruption. Biochimica et Biophysica Acta. 理逆境,使茄鹼含量上升。. 1240:216-228.. 五、參考文獻 Bejarano, L., E. Mignolet, A. Devaux, N. Espinola, E. Carrasco, and Y. Larond elle. 2000. Glycoalkaloids in potato tubers: the effect of variety and drought stress on. α-solanine andα-chaconine contents of potatoes. Journal of the Science of Food and Agriculture 80:2096-2100. G i n z b e rg, I., J. G. To k u h i sa, a n d R. E. Veilleux. 2009. Potato steroidal glycoalkaloids: biosynthesis and genetic manipulation. Potato Research 52:1–15. Grunenfelder, L. A., L. O. Knowles, L. K. Hiller, and N. R. Knowles. 2006. Glycoalkaloid development during greening of fresh market. Journal of Agriculture and Food Chemistry 54:58475854. Keukens, E. A. J., T. de Vrije, C. van den Boom , P. de Waard, H. H. Plasman, F. Thiel, V. Chupin, W. M. F. Jongen,. 園藝作物. 倘若培土深度不夠也容易讓馬鈴薯表皮. Lafta, A. M., and J. H. Lorenzen. 2000. Influence of high temperature and reduced irradiance on glycoalkaloid levels in potato leaves. Journal of the American Society for Horticultural Science 125:563566. Percival, G., and G. Dixon. 1994. Glycoalkaloid concentration of potato tubers following continuous illumination. Journal of the Science of Food and Agriculture 66:193-144. Takagi, K., M. Toyoda, Y. Fujiyama, and Y.Saito. 1990. Effect of cooking on the contents of α-chaconine and α-solanine of potatoes. Journal of the Food Hygienic Society of Japan 31:67-73. Wang, W. T., J. W. Zhang, D. Wang, S. H. Tao, Y. L. Ji, and B. Wu. 2010. Relation between light qualities and cccumulation of steroidal glycoalkaloids as well as signal molecule in cell in potato tubers. Acta Agronomica Sinica 36:629-635.. B. de Kruijff. 1995. Molecular basis. 農業試驗所技術服務季刊.2014年12月.100期. 07.

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參考文獻

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