馬鈴薯的芽和綠色外皮，為什麼不能吃？
― 馬鈴薯用毒素守護自己的「孩子」
芽的周圍，以及照到光而變綠的外皮，聚集了茄鹼和卡茄鹼這類天然毒素。這是馬鈴薯為了保護下一代不被蟲和動物吃掉而準備的「化學盾牌」。麻煩的是，這種毒素不管水煮還是油炸，幾乎都不會被破壞。
從廚房櫃子深處，翻出買了就忘記的馬鈴薯。白白的芽長得老長，外皮有一部分微微泛綠。
「芽挖掉就好了吧？」「綠色的地方少吃一點應該沒關係？」一邊這樣想，一邊隨便削了皮就丟進鍋裡——不少人都有過這種經驗。
又或者是秋天，孩子們在學校的菜園挖到的馬鈴薯。連彈珠大小的小馬鈴薯都捨不得丟，想連皮一起煮來吃——其實這正是每年都會發生食物中毒的場景。
理由只有 2 個
馬鈴薯是為了培育下一株而儲存養分的倉庫。尤其是芽，就是它的「孩子」本身。越怕被啃咬的地方，毒素就聚集得越濃。
馬鈴薯一照到光，就會以為「自己跑到地面上了」，於是增加毒素。而且這種毒素在一般烹調的溫度下，幾乎不會分解。
我們依序來看。最後還會從體重出發，算算吃下多少公克會有危險。
馬鈴薯用毒素守護自己的「孩子」
馬鈴薯的塊狀部分不是根，而是在土裡膨大的莖。表面的凹洞（芽眼）到了春天會長出芽，變成新的植株。也就是說，馬鈴薯就像一個把孩子和便當一起裝好的膠囊。
土裡有許多會啃馬鈴薯的蟲和老鼠，還有讓它腐爛的黴菌。所以馬鈴薯會製造苦味、對身體有害的物質來保護自己。這就是茄鹼和卡茄鹼。
請看圖 1。毒素並不是平均分布在整顆馬鈴薯裡，而是集中在外敵最先碰到的外皮內側，以及最想守護的芽的周圍。馬鈴薯中心的白色部分，只有一點點。
芽一開始生長，芽周圍的毒素據說會進一步增加。這是對正在成長的孩子最周到的保護。已知在馬鈴薯受傷、出現切口時，傷口附近的毒素也會增加。
綠色是「照到光了」的記號
外皮會變綠，是因為長出了和葉子一樣的綠色色素（葉綠素）。綠色色素本身沒有毒。但馬鈴薯一照到光，在製造葉綠素的同時，也會開始增加毒素。
本來應該待在土裡的馬鈴薯會照到光，是因為它從土裡露出，跑到了地面上。這對它來說是容易被蟲、鳥和動物發現的危險狀況。一般認為，馬鈴薯用光感受到這件事，於是加強防禦。所以綠色是肉眼看得見的警訊，代表「這顆馬鈴薯可能已經增加了毒素」。
還有一件麻煩的事，就是它耐熱。這種毒素在水煮、蒸、微波這些一般加熱方式下，幾乎不會分解。「煮熟就安全」這句話，對細菌引起的食物中毒適用，但對這種毒素並不適用。
多少公克會有危險，取決於體重
這種毒素只要每公斤體重約 1 毫克，就可能出現噁心、腹痛、腹瀉、頭痛等症狀。多半在吃下後數十分鐘到半天左右出現症狀。
請看圖 2。吃同樣的馬鈴薯，體型小的孩子比大人更少的量就會達到基準。而且馬鈴薯的毒素越濃，危險的量就會急遽變少。
如果是一般馬鈴薯的果肉，連孩子也得一次吃下大約 2 顆，才會達到基準。但芽和綠皮多的馬鈴薯，毒素濃度據說可能是數倍到十倍以上。這樣一來，只要連皮吃下幾顆小馬鈴薯，就會達到基準。
學校菜園採收的馬鈴薯容易發生食物中毒，原因就在這裡。剛挖出來的小而未成熟的馬鈴薯，據說毒素偏多。如圖 1 所示，越小的馬鈴薯，皮層所占的比例也越大。而體型小的孩子，又連皮一起吃下去。
茄鹼和卡茄鹼有強烈的苦味和澀味。吃馬鈴薯時，如果喉嚨或舌頭刺刺的，或是嚐到和平常不同的苦味，請立刻停止進食。許多有毒植物都帶苦味，一般認為是為了告訴動物「不要吃我」。
那麼，該怎麼辦呢？
- 芽要連同根部的凹洞一起深深挖掉用菜刀的刀跟或削皮器的尖端，把芽周圍稍大的範圍一起挖除。
- 綠色的部分，要把皮削厚並去掉如果綠色已擴散到內部，或是又小又未成熟的馬鈴薯，丟掉不吃比較安心。
- 馬鈴薯要放在陰暗涼爽的地方不讓它照到光，是避免毒素增加最好的方法。請裝在袋子或箱子裡保存。
吃了馬鈴薯後，如果出現噁心、腹痛、腹瀉、頭痛、頭暈等症狀，請不要自行判斷、在家觀察，要去醫療院所就診。告訴醫師吃了什麼、吃了多少，對診察會有幫助。孩子和高齡者一旦嘔吐或腹瀉，很容易脫水，請讓他們一點一點補充水分。如果出現全身無力、意識不清等情況，請毫不猶豫地撥打 119。
總結
馬鈴薯的芽和綠色外皮，聚集了馬鈴薯為了保護下一代而製造的毒素。毒素遇光會增加，加熱幾乎無法破壞。多少公克會有危險取決於體重，所以體型越小的孩子，越少的量就會出現症狀。
馬鈴薯會把毒素存在最想守護的地方。
所以「芽、綠色、小馬鈴薯」，就算煮熟也不會變安全。
天然毒素往往無法光靠外觀或傳聞分辨。關於菇類，請參考「毒菇能靠顏色或『能不能縱向撕開』來分辨嗎？」；關於加熱也防不了的食物中毒，也請讀讀「放了一晚的咖哩，為什麼會食物中毒？」。
- 從同一袋馬鈴薯中選 2 顆，1 顆放在窗邊明亮的地方，另 1 顆裝進箱子放在陰暗處。
- 每天在同一個時間比較 2 顆的外皮顏色，並用手機拍照記錄。大約數天到 1 週，明亮處那顆的外皮應該會開始微微變綠。
- 把變綠的馬鈴薯外皮稍微削薄一點，看看綠色往內擴散到哪裡。
用來觀察的馬鈴薯，尤其是變綠的那顆，請不要吃。光線的強弱和季節不同，變綠所需的天數也會不同。
想知道更多的人 ― 用語、算式與課本的關聯明確標示這是國中理科到大學專業科目的哪個程度
- 國中國中理化、生物課會學到的範圍
- 高中高中「生物」「化學」會學到的範圍
- 高中＋高中的進階內容，或課本專欄的內容
- 大學高中不會學到的大學專業科目（植物生理學、食品衛生學、毒理學）的內容
- 研究連大學也不會當成「定論」來教，是目前研究者正在調查的話題
國中用語：這個現象有名字
- 茄鹼・卡茄鹼：馬鈴薯含有的天然毒素。是糖連接在一起、含氮的物質家族。
- 塊莖：馬鈴薯的塊狀部分。不是根，而是地下莖儲存養分後膨大而成。
- 葉綠素：光合作用使用的綠色色素。馬鈴薯照到光時會在皮附近形成，看起來就是綠色。
- 天然毒素：不是細菌，而是植物或動物本來就有的毒素。許多都無法靠加熱預防。
國中高中用算式確認：孩子吃多少公克會達到基準
毒素的危害，是看每公斤體重攝入了多少（依體重計算的攝取量）。我們來計算體重 20kg 的孩子，吃多少馬鈴薯會達到基準。
| 用符號寫 | M ＝ D × W ÷ c |
| 用文字寫 | 達到基準的馬鈴薯量 ＝ 每公斤體重的基準量 × 體重 ÷ 每 1g 馬鈴薯的毒素量 |
| 這個式子從哪來 | 來自量的平衡：吃下的毒素總量（馬鈴薯量 × 濃度），等於依體重計算的基準量 × 體重 |
| M | 達到出現症狀基準的馬鈴薯量（單位是 g） |
| D | 出現症狀的基準，每 1kg 體重的毒素量（單位是 mg） |
| W | 體重（單位是 kg） |
| c | 每 1g 馬鈴薯的毒素量（單位是 mg） |
| 出現症狀的基準 D（每 1kg 體重） | 據說約 1 mg |
| 孩子的體重 W | 20 kg |
| 一般馬鈴薯的濃度（每 100g） | 據說平均約 7.5 mg |
| 芽和綠皮多的馬鈴薯濃度（每 100g，假設值） | 50 mg |
| 達到基準的毒素總量（mg） | 1 × 20 ＝ 20 |
| 一般馬鈴薯每 1g 的濃度（mg） | 7.5 ÷ 100 ＝ 0.075 |
| 一般馬鈴薯達到基準的量 M（g） | 20 ÷ 0.075 ≒ 267 |
| 毒素多的馬鈴薯每 1g 的濃度（mg） | 50 ÷ 100 ＝ 0.5 |
| 毒素多的馬鈴薯達到基準的量 M（g） | 20 ÷ 0.5 ＝ 40 |
| 危險的量變成幾分之一 | 267 ÷ 40 ≒ 6.7 |
一般馬鈴薯約 267g，大約是中等大小的 2 顆。毒素多的馬鈴薯約 40g，相當於比彈珠稍大的 2～3 顆小馬鈴薯。危險的量大約減少為 7 分之 1。大人（60kg）用同一個式子算，量會是 3 倍，所以同一鍋馬鈴薯，也可能只有孩子身體不舒服。
高中高中＋為什麼越小的馬鈴薯越危險
高中茄鹼和卡茄鹼，是在類固醇般的骨架上接了含氮部分與糖鏈的物質，稱為糖苷生物鹼（glycoalkaloid）。一般認為它們會與細胞膜上的成分結合而破壞細胞膜，或削弱傳遞神經訊號的酵素作用。
高中＋毒素據說多集中在離皮約 1mm 的那一層。球體積中，厚度很薄的外層所占的比例，大約可以用「3 × 層的厚度 ÷ 半徑」表示。半徑越小，比例越大，半徑 2cm 的馬鈴薯是半徑 5cm 馬鈴薯的 2.5 倍。這是表面積與體積的比（比表面積）越小的物體越大的一個例子。
大學光和傷口讓毒素增加的機制
糖苷生物鹼是植物以膽固醇為起點，利用多種酵素製造的次級代謝物。已知光和傷口會成為刺激，使參與這個合成的基因開始作用，讓毒素增加。光引起的葉綠素合成與毒素合成，雖然發生在同一時期，卻是由不同的途徑調控。因此，綠色的深淺只能當作毒素量的大致參考。食品衛生學把這類植物的毒素歸為「植物性天然毒素」。
📖 物質的結構、性質與更進階的內容：茄鹼（維基百科） ／ 生物鹼（維基百科）
研究目前還不清楚的事
- 人吃多少量開始、會有多危險？ 人的準確基準，是從過去食物中毒的紀錄推估出來的，一般認為個人差異很大。
- 如何培育毒素少的品種？ 目前正在研究毒素合成相關的基因，嘗試培育出即使發芽、毒素也不易增加的馬鈴薯。
- 在體內的動態。 被吸收的毒素要多久才會排出體外、反覆少量攝取會有什麼影響等問題，還在調查中。
也就是說，這篇文章的內容也只是「目前所知範圍內的說明」。數值請當作參考，猶豫的時候請選擇「不要吃」。
與課本的關聯（依程度）
| 程度 | 科目・單元 | 本文的哪個部分 |
|---|---|---|
| 國中 | 理科「植物的構造與作用」 | 馬鈴薯是莖、光會使葉綠素形成 |
| 高中 | 生物「代謝」、化學「有機化合物」 | 糖苷生物鹼的形狀，以及對細胞膜的作用 |
| 高中＋ | 數學・物理進階「表面積與體積的比」 | 為什麼越小的馬鈴薯，皮層的比例越大 |
| 大學 | 植物生理學・食品衛生學・毒理學 | 次級代謝物的合成，以及植物性天然毒素的處理 |
| 研究 | 植物育種・毒性研究 | 培育毒素少的品種、體內的動態 |
| ― | 與生活的連結 | 芽的挖法、綠皮的削法、在陰暗涼爽處保存 |
- Ministry of Agriculture, Forestry and Fisheries (農林水産省)「食品中の天然毒素『ソラニン』や『チャコニン』に関する情報」（食品中天然毒素「茄鹼」與「卡茄鹼」的相關資訊）
- Ministry of Health, Labour and Welfare (厚生労働省)「自然毒のリスクプロファイル：高等植物：ジャガイモ」（天然毒素風險概況：高等植物：馬鈴薯）
- ソラニン（ウィキペディア日本語版）（茄鹼，日文版維基百科）
- Friedman, M. (2006). Potato glycoalkaloids and metabolites: roles in the plant and in the diet. Journal of Agricultural and Food Chemistry, 54(23), 8655–8681.
※本文為給一般讀者的科學解說。文中數值是為了理解原理的參考值與概算。身體若有異狀，請就醫，並遵從衛生所、地方政府等單位的指示。