5第五讲 植物与腹：谷类,玉米,薯类.doc

台湾大学通识课程：植物与文明(5) 植物与腹：谷类：玉米；薯类62第五讲 植物与腹：谷类：玉米；薯类摘要前一讲介绍了三种重要的榖类作物：稻、小麦以及大麦，而在此讲中粉墨登场的，是源起美洲的榖类作物：玉米，玉米除了食用外，在工业应用上更是广泛。也许大家可以轻易想象餐桌上的玉米榖片加工前的模样，但却意想不到树脂、尿片、瓶瓶罐罐甚至防风遮雨的雨衣，和早餐实用的玉米榖片是同一来源。是不是开始拿起桌上的透明杯研究起来了呢？为满足各位的好奇心，将介绍玉米步入人类生活的来龙去脉。此外榖类作物高粱、薏苡以及粟，虽不及之前所介绍的作物被广大的人们食用，但仍是部份人类的主要粮食。之后，让我们将焦点从地上随风摇曳的榖类作物转移到地底下，土中安分的块根茎作物。马铃薯以及番薯，其容易栽培的特色，曾经解决了人们粮食不足的问题，讽刺的是，种植马铃薯也曾在人类历史上造成空前绝后的大饥荒?!让我们一探究竟。目次壹、玉米：生产概况、种类、起源与传播、加工利用贰、高粱参、薏苡肆、粟伍、马铃薯陆、番薯柒、参考书目捌、讨论课题台湾大学通识课程：植物与文明(5) 植物与腹：谷类：玉米；薯类63壹、 玉米生产概况站在世界的角度来看玉米的生产慨况，根据2001 年FAOSTATE 的统计资料显示，世界玉米总产量为609,181,620 公吨，收获面积全世界为137,596,756 公顷，前三名依序为：美国、中国大陆以及巴西。而全世界单万面积产量为4,427 公斤每公顷，前三名和之前所述略有不同，分别为美国、中国以及南美洲。世界上主要消费国家，根据1997 年的资料，主要为美国、加拿大以及欧盟国家，主要的输出国，百分之69 来自美国，其次为阿根廷以及中国大陆。由此可知美国不只消费量大，其生产量足以提供外销。单就我国玉米生产的概况而言，分析我国历年栽种面积、主要产地、进出口状况以及历年生产总量。我国玉米(含鲜食以及饲料用)栽培面积的趋势图如下：栽培(收获)面积 ： 玉米总计将我国玉米细分为鲜食以及饲料用来看，鲜食玉米的面积总计约在15000 公顷上下，饲料玉米的单位面积自1945 年逐年上升，从1000 公斤每公顷资增加为约4500 公斤每公顷。我国主要玉米产区为云林县、台南县以及嘉义等县市，玉米的种类玉米的学名为：Zea mays L.。在世界各地的称呼不一致，汉名：番麦、玉米、玉蜀黍、御麦，台湾原住民泰雅族称玉米为：TaiTun, TaKeiTun，排湾族则称：KoDoMe, PuRu Kku 在英国：maize，美国：corn, Indian corn，日本：To-MoRoKoShi，德国：mais，法国：mais，西班牙：Maiz 或 choclo。玉米的分类根据下图所示：台湾大学通识课程：植物与文明(5) 植物与腹：谷类：玉米；薯类64玉米是属于单子叶植物禾本目，禾本科，玉米族中的一员，同是玉米族还有薏苡以及大刍草等。玉米有许多变种，各因其特性有不同的用途，以下举数种为例：台湾大学通识课程：植物与文明(5) 植物与腹：谷类：玉米；薯类65玉米的起源与传播玉米的起源：由 teosinte 到玉米teosinte 理论：玉米雌穗由teosinte 的雌穗经多次突变以及人为选拔后演化而成。两者主要的不同点(需要基因突变的主要性状)：Trait Teosinte MaizeGrowth habit顶端花序 雄穗 雄穗侧枝长度 长 短侧枝顶端花序 雄穗 雌穗Female inflorescence雌穗 一对 二对以上雌小穗 单一Sessile 成对Sessile + pedicellate种实外壳 由坚硬的内外颖紧包着 内外颖变短，使种实裸露护颖 硬 软小花轴离层 (有)熟脱落 (无)不脱落台湾大学通识课程：植物与文明(5) 植物与腹：谷类：玉米；薯类66玉米的传播：玉米在中国的起源：玉米又称玉蜀黍，有许多别名，像是番麦、包粟、珍珠粟、 苞米、棒子、玉榴、观音豆、 鸡豆粟等。根据记载，玉米因为来自西番，因此有人称之为番麦。由于曾经进贡给皇帝品尝，因此便有了御麦之称。在典籍中记载玉米的性状外观，形容他秆叶类稷，花类稻穗。其苞如拳而长。其须如红绒，其粒如芡实，大而莹白。花开于顶，实结于节。玉米是是谁引进的？玉米在中国的起源，传说为西方引进，一说为哥伦布发现新大陆后引进，另一说为葡萄牙人东航所引进。但上述说法却有诸多疑点。在李时珍本草纲目一书中有二行关于玉蜀黍的记载：玉蜀黍种出西土，种者亦罕：其苗叶俱似蜀黍而肥矮，亦似薏苡.穗如秕麦状，苗心别出一苞，.苞上出白须垂垂，.子.可煠炒食之，炒拆白花，如炒拆糯榖之状。并有一个现在看起来是很奇特的玉蜀黍的图。根据“糯榖”一词我们可以得知此时所纪录的玉米品种显示糯的特性，英文为waxy。是在云南缅甸区域谷类的一项特色。该一区域的居民，是以糯米为食粮，玉蜀黍具有糯的特性是在该一区域首先发现的。我们如果自哥伦布发现新大陆(1492 年)至本草纲目第一版（1596 年）刊印，计算其中时间差距则约为40 年或甚至不到80 年。李时珍记录玉蜀黍，自然不会是在玉蜀黍传入的当年，自记录至刊印，中间亦有一段时期。所以如果就本草纲目所述，在短短不到100 或80 年玉蜀黍就从哥伦布发现新大陆至传入中国的湖北省，似乎有些不可思议。另一本田艺蘅的留青日扎，刊印于明万历元年（1573）。其中记载玉蜀黍较本台湾大学通识课程：植物与文明(5) 植物与腹：谷类：玉米；薯类67草纲目为详细。自哥仑布发见新大陆至留青日扎刊印，其间距离是81 年。田艺蘅大概亦不会在玉蜀黍传入当年便行记录，而自记录至刊印亦经一相当长的时期，故自哥仑布发见新大陆至玉蜀黍传入浙江杭州，一定是远少于80 年，就更令人费解了。如果玉蜀黍是由葡萄牙人所传入，则理应尚有大约是同时期传入的其它的作物；而本草纲目所记载者却祇有番麦。明代各地方志中，有记载玉蜀黍者仅：河北、山东、山西、河南、陜西、甘肃、江苏、安徽、广东、广西、云南等十省。如果推测玉蜀黍之传入中国是在明末，并祇有南海一条路线，则为何在短期间内，其散布会如是之广又为何浙江、福建二省的方志没有记载呢？在明初兰茂（1396-1476）其著作的滇南本草出现有关玉蜀黍的纪录，也许可以为我们提出解答：玉麦须味甜，性微温。入阳明胃经宽肠下气。治妇人乳结红肿，或小儿吹着，或睡卧压着，乳汁不通，疼痛怕冷，发热头疼，体困 。新鲜焙干，不拘多少，引点酒服。滇南本草确实是兰茂的著作？而有关玉麦须的记载，确实是出于兰茂之笔，而不是由于后人的追加？如果上诉答案为真，则这是有关中国玉蜀黍的最古的记载，而该项记载的时期是在哥伦布到达美洲（1492）以前。故该项记载如果是确实的，则玉蜀黍之传播于中国，是始于葡萄牙船之东航或非在哥伦布发现美洲以后这样的说法，自将云消雾散。也许答案会是：在哥伦布以前的时代，亚洲可能已经有玉蜀黍的一个品种。事实上，甚至在美国，亦有具有这一意见的学者(E. Anderson)。纵令玉蜀黍的发生地是在美大陆，而在哥伦布发见美洲以前，玉蜀黍的栽培已扩到美洲以外，则不妨假定在哥仑布以前的某一时期，玉蜀黍已有一个品种传达于旧大陆的某一角隅。其间并没有什么矛盾。例如丹麦的航海者、西伯利亚的某种族、或是Polynesia-Melanesia 居民的活动，皆可能具有着媒介的性质。台湾大学通识课程：植物与文明(5) 植物与腹：谷类：玉米；薯类68玉米的加工利用在介绍玉米的加工利用前，我们先看玉米中含有哪些成分：玉米成分玉米%, wet base种子热量cal/100g 含水量蛋白质脂质 灰份 纤维 淀粉台南5 号327 14.9 4.8 3.9 1.3 3.8 71.3美国种原*. . 9.9-14.1 3.4-5.9 . . 65-72在上表中，淀粉含量为最多，在种实重71.3%其次除水分外，依次为蛋白质、脂质。玉米的用途广泛，在玉米颗粒的利用上，可将玉米分成三个部分：(1)胚，含丰富油脂可作为食用油；(2)胚乳淀粉，可作为食物，酒精燃料或玉米甜精等物质(3)壳，含高蛋白，是重要的饲料来源。玉米加工则可分为玉米粗粉、玉米细粉、玉米片以及膨发玉米等，其作用分述如下：玉米粗粉 (corn meal)：粉碎去除外皮与胚芽而得，作为饲料与酒精原料。玉米细粉 (corn flour)：粗碎后用稀碱去除蛋白质与油脂，然后水洗干燥粉碎而得，用于糕饼料理。玉米片 (corn flakes)：破碎玉米去除胚，涂上糖衣，煮后干燥，以压扁滚轮压成片状，然后烘干而成，作为早餐用。膨发玉米 (puffed corn)：用膨发机加热即速喷出而成，作为零食。在玉米成分方面，我们可以将玉米三种重要的成分：淀粉、玉米浆以及葡萄糖(右旋糖)制作出各式各样的日常用品，主要为工业、药品食物、及化妆品的应用：淀粉 (starch)工业用：连接剂、分解剂、显色剂、杀虫剂粉剂、纸制品、纺织品药品食物与化妆品：抗生素、阿司匹林、面粉产品、饮料、婴儿食品、口香糖、巧克力饮料、化妆品、药品、色拉酱、肥皂、清洁用品玉米浆 (Syrup)工业用：连接剂、墨水颜料、膨胀剂、鞋、香烟制品药品与食物：婴儿食品、面粉制品、早餐麦片、冰淇淋、浓缩牛奶、果汁、水果制品(罐头、糖果、内添物、冷冻产品等)、药蘘等台湾大学通识课程：植物与文明(5) 植物与腹：谷类：玉米；薯类69葡萄糖；右旋糖 (Dextrose)工业用：酸、连接剂、染料、Lactic acid polymers, Paper manufacturing药品与食物：抗生素、药(注射用、药片、药丸)、婴儿食品、面粉制品、早餐麦片、冰淇淋、乳制品、花生酱、酒等其它：乙醇(酒精饮料、工业用酒精)、个人清洁用品(漱口药、牙刷)玉米加工的方法可分为二大类：湿性加工和干性加工，其流程如简图所示：台湾大学通识课程：植物与文明(5) 植物与腹：谷类：玉米；薯类70贰、 高粱高粱，又称蜀黍，英文名为Sorghum，Milo 学名：Sorghum bicolor4 个栽培型包括：Sweet sorghums (sorgo)：其茎秆可作为制糖原料；Broom corn 主要制作扫帚用Grass sorghums： 提供作为牧草、干草以及动物刍料，Grain sorghums (milo) 种实可作为食用，最为重要。而其中Grain sorghums (milo)：依种实形状分为(1)bicolor，(2)guinea，(3)caudatum，(4)kafir，(5)durra 以及这些基本种间的杂交型，如durra-bicolor, kafir-durra.等高粱1999 世界生产概况 依总产量(Mt)排序前10 位分别为美国、尼日利亚、印度、墨西哥、中国、苏丹、澳洲、衣索比亚、布基那法索(非洲)。高粱1999 世界生产概况，依单位面积产量(Mt/ha)排序前10 位则是约旦、以色列、法国、意大利、埃及、台湾、西班牙、秘鲁、阿根廷、美国。台湾大学通识课程：植物与文明(5) 植物与腹：谷类：玉米；薯类71榖粒高粱的用途食用：面包成分、饼干成分、早餐用禾粒、糖蜜、饮料：啤酒、高粱酒饲用：饲料、鱼饲料工业用：车腊、纸浆、酒精参、 薏苡薏苡Coix lacryma-jobi L. (2n=20)禾本科Poaceae (Gramineae)黍亚科 Panicoideae玉米族 Maydeae薏苡属 Coix英文别称：Jobs-tears, Adlay, Adley, Large-fruited adlay, Edible adlay, Adlay millet, Coixmillet, Gromwell reed.肆、 粟Foxtail millet小米；粟；稷仔 Setaria italica (L.) Beauv.Pearl millet珍珠粟 Pennisetum glaucum (L.) R. Br.Proso millet(稷 Panicum miliaceum L.)Barnyard millet湖南稷子 Echinochloa frumentaceae (Roxb.) LinkBrowntop millet多枝背形草Brachiaria ramosa (L.) T.Q. NguyenSetaria italica (Poaceae) 小米Foxtail milletSetaria italica (L.) Beauv.小米又称粟、稷仔。英文别称：Italian millet; German millet台湾大学通识课程：植物与文明(5) 植物与腹：谷类：玉米；薯类72起源于华中，约4000 年前，然后扩散到东南亚。在台湾龙山文化遗址所发现的陶片中有小米的印痕。小米为原住民早期之主要粮食，亦为丰年祭必备的祭品之一。小米代表原住民的生命力，及对大自然的求 生毅力，与原住民文化关系密切。小米耐旱又抗病虫害，耐贮藏，茎 秆也可做为牲畜饲料及编制器物，为一极佳的备荒珍品，营养价值高 ，其加工产品为极良好的休闲健康食品。珍珠粟Pennisetum glaucum (L.) R. Br.P. typhoides (Burm) Stapf. & Hubb.P. typhoideum (L.) Rich.P. americanum (L .) Leeke出现于非洲的野生种P. glaucum spp. monodiiP. spp. stenostachyum英文别称：Pearl millet, bulrush millet, cattail millet1986 年全球栽培面积4000 万公顷，其中约2600 万公顷分布于印度与非洲热带地区，主要作为食用。由于此地区干燥少雨，土质差，农民无法负担肥料，因此产量低(500 to 600 kg/ha)，但较为稳定。在美国可达5300 kg/ha 主要作为饲料。伍、 马铃薯南美印加人的主食有二，一是平地的玉米，另一是8000 英呎高地的马铃薯，这两种作物，对人类的贡献相当大。马铃薯原生于南美秘鲁智利高山。考古地点秘鲁的Chilca cave，有马铃薯、蕃薯、树薯等的遗迹，约8000-6000 B.C.。马铃薯栽培的时期有证据显示约为2000 B.C.。其它也有发现的地点在 Bolivia, Lima, Peru 以及Chile 北部的海岸。这些古老的品种与现今经育种家努力所得的栽培品种外观上显著不同。西班牙人入侵后，拿走了黄金，并且带了一些马铃薯回欧洲。由于马铃薯并未记载于圣经，因此起初与西红柿一样地不受欢迎。这种马铃薯的学名为：Solanumtuberosum。在1570 引入西班牙名为Seville 的地方。在1573 年时，马林薯主要用来作医院病人粮食。此后马铃薯引入意大利以及德国，而后传入东方。再由欧洲台湾大学通识课程：植物与文明(5) 植物与腹：谷类：玉米；薯类73人传回北美洲。爱尔兰的地理环境位居欧洲的西北边陲，土地贫脊，气候恶劣，特别是500BC以后；之前，此地气候较温和，因此可以种小麦做面包，之后，由于气候变冷，因此除了最南端之外无法生产小麦，当居民只好仰赖动物，特别是鱼做为食物的来源，有如爱斯基摩人。直到马铃薯传入爱尔兰后，才有固定的淀粉来源。此时期，爱尔兰人的食物包括燕麦饼、奶酪、牛乳、牛血、牛肉、羊猪，面包仅是最高阶者才能享受。马铃薯起源于贫脊、低夜温、干燥、短日的环境，在土地贫脊的爱尔兰，比起其它禾谷作物更适合。马铃薯很好种，几乎可以不用其它工具就可以种植或收获，而且收获后，也不需要脱粒、磨壳或烘焙，只要火及锅就可以，这又是对爱尔兰很有利的，因为爱尔兰缺乏铁矿，因此，一直到1080AD都还是石器时代，耕犁只能用木头，因此供法在较硬的土地耕作。农具的使用必需配合兽力，中国在600AD 就发明牛、马的胸肩束带和轭，使得牛马可以有效地挽犁、车，这个发明约在1000AD 才传到欧洲，而在1600 年才传入爱尔兰，在此之前都是用马尾来拖犁，不但残酷，而且没有效率。当1600 年左右，马铃薯传入爱尔兰以后，在当地广泛地种植，比欧洲其它地方更普遍，因此一般用Irish potato 来称呼。爱尔兰的人口在1660 年约只有500,000 人(50 万)，1688 年约1,250,000 人(125 万)，1760 年约1,500,000 人(150 万)，1840 年约9,000,000 年(900 万)；在此180 年间人口增加18 倍(增加率10%)，皆是因为马铃薯的生产而能养活众多的人口，否则以爱尔兰的原始农耕技术，无法生产足够的谷类作物。不过这段期间，仍然发生饥荒，马铃薯欠收。1724-1749：25 年间有5 次欠收，1939-41 特别严重。1750-1774：1756,57,65,66,69 共5 次欠收，其中2 次很严重。1750 年代Fusarium caeruleum (真菌)为害，使得贮藏中的马铃薯块茎干缩而不能食用。1770 年代毒素病所导致的叶萎缩病，使得产量可以减到70%之多，此病是由蚜虫传播病毒而引起，直到二次大战后才有农药来防治。1775-1799：5 次欠收，1784 年大饥荒。1795 年Botrytis cinerea 的霉菌侵击叶片，感染部位也会干缩，导致减产。1800-1824：9 年欠收，5 次构成饥荒，1821 年相当严重。1821-1822 年约250,000人因饥饿疾病而死。1825-1849：14 欠收，8 次造成局部饥荒，1845-46 合面大饥荒。台湾大学通识课程：植物与文明(5) 植物与腹：谷类：玉米；薯类74由于此时期半数的爱尔兰人每天热能摄取超过2/3 来自马铃薯，在正常收成的年代，至少还有1/3 的人在整年当中至少有几个月是饥饿状态的，若天侯不佳则会导致减产，而更有马铃薯的病害，更给爱尔兰的粮食生产致命的打击。1845-46 因晚疫病死150 万人(饥饿疾病)，此后到第一次世界大战，移民550 万人(主要是美