有段时间，一款名为薯条三兄弟的零食特别火，你知道，在薯类中，也有三兄弟吗？
当我问大家薯类三兄弟有哪些时，有人说：
图片来源：百度图片
同学，这些都是甘薯啊！
还有人说：
你这……我卡乐薯表示不服…
正确答案应该是马铃薯、甘薯和木薯。
不怪大家答不出来，这木薯，国人确实很少见到。
那么木薯它到底是什么样的植物？和红薯长得像吗？凭什么能和甘薯、马铃薯并称三兄弟呢？
木薯长什么样？我怎么从来没在菜市场见过？
木薯是外来物种，现广泛种植于热带及少数亚热带地区，我国只在华南地区有栽培，而且木薯通常不用于鲜食，市场上也很少有新鲜木薯供应，因此咱们大多数人都没见过木薯，对它感到陌生也就不奇怪了。
木薯属于大戟科木薯属，多年生灌木，叶片呈掌状，轮生，叶裂片分3-7片不等，不同的木薯种叶片的颜色、形状会有所不同。
木薯的花叶示意图（图片来源：中国植物图像库）
木薯的雄花（图片来源：中国植物图像库）
木薯的最适生长温度为27℃-35℃，为短日照植物，需在阳光充足、无霜期8个月以上的地区生长。
平时用来做木薯粉（淀粉）的就是木薯的可食用块根。
国内现有的木薯品种大部分为栽培品种，经过加工处理后，块根均可食用。
大量在农田收获的新鲜木薯（图片来源：视觉中国）
人类是如何发现并栽培木薯的？
与甘薯、马铃薯一样，木薯也是起源于南美洲，薯类三兄弟中木薯为人类的粮食安全做出了重大贡献。
随着分子生物学技术的发展，科学家已经能够建立木薯的系统发生关系，确认木薯起源于南美洲亚马孙流域南部地区。
木薯起源于亚马孙南部地区（图片来源：http://www.xue63.com/jiaoyuxuexiba/baikezhishi/3295078.html）
考古学家发现，早在四千多年前，在南美洲委内瑞拉和秘鲁的一些地区就出现了有木薯形象的岩画，而在委内瑞拉的多处遗址中，也发现了2700多年前关于食用木薯的证据。
由此可见，南美洲的印第安人在四千多年前就已经开始发现并食用野生木薯。
在亚马孙南部的一些国家，如巴西、秘鲁、玻利维亚等国家，也都发现了栽培木薯的考古学证据，而这些位于亚马孙流域的国家，很有可能就是率先驯化和栽培木薯的地区。
此后，经过漫长的时间，栽培木薯渐渐地传入南美洲北部、中美洲及加勒比地区。在玛雅文明的遗迹中，也发现了木薯的种植和食用证据。
木薯是如何走出美洲的？
在哥伦布发现美洲大陆后，木薯走出美洲，被欧洲人所知晓。
不过因为木薯主要在热带地区生长，欧洲的地理条件并不适合大范围种植，所以木薯在欧洲并没有大面积推广。
但随着欧洲在非洲进行殖民，木薯通过葡萄牙商人首次传播到非洲，并渐渐从非洲沿海地区传播到非洲内陆。
由于木薯具有高产、耐旱、耐贫瘠的特点，以及良好的环境适应性，十分适合在非洲地区种植。今天，木薯已成为非洲最重要的粮食来源之一。
图片来源：http://www.gxaas.net/Library/ShowNews.aspx?NId=18003
而木薯向亚洲的传播也有十分悠久的历史。
早在十六世纪，葡萄牙人就将木薯传入印度，后来西班牙人又将木薯直接带到菲律宾，并逐渐传入印度尼西亚、马来西亚等东南亚国家。
木薯到底是何时被人们发现，又是何时传入中国的呢？
17世纪的郑成功时代，木薯已经在台湾开始传播。但是直到19世纪初，木薯才逐渐传入中国南部的沿海地区。清道光年间，已有史料对木薯的食用方法进行记载。到清朝后期，木薯已在广东一带广为栽培和售卖，大约在民国时期，木薯的种植扩展到了福建。
由此可见，木薯在中国的栽培和食用也已经有数百年的历史。
现今，木薯在中国南方地区，如云南、广西、海南等地有大量种植。
与马铃薯和甘薯相比，木薯有怎样的特点和优点呢？
首先，木薯的种植较为容易。
木薯的最大优势是耐干旱、耐瘠薄，因此在降雨量相对较少，土地相对贫瘠的某些热带欠发达地区也能种植。将木薯的成熟茎秆直接插入土壤中，几天后就会在茎上的芽点处长出幼叶，随后在地下长出根，4-6个月即可发育为成熟薯块。
而且木薯的净光合速率和光合作用最适温度较高，研究发现，某些木薯种叶片内存在与C4植物（比如玉米、甘蔗、高粱等都属于C4植物）相似的结构。这可能是木薯不同于其它C3植物而具有较高光合效率的原因。
因此，比起马铃薯和甘薯，木薯在高温炎热的夏天依然能保持很快的生长速度。在种植期间也不需要特别的看护，做好除草和病虫害防治即可。即使不施肥，木薯也能正常生长并结薯块。
其次，木薯产量高，块根淀粉含量高。
由于较高的光合速率，木薯的碳水化合物积累很快并快速运输到地下的根中，使得木薯的产量较其它薯类作物高出不少。中国的木薯主栽品种平均产量达到约30吨/公顷，产量最高的品种可达超过40吨/公顷。
而木薯素有“淀粉之王”的美称，其块根中的淀粉含量达25%-35%，干物质含量均值可达约36%，纤维和木质素含量低，非常适合提取淀粉。只要适当处理，也非常适合作为主粮食物。
木薯：带“毒”的地下粮仓
虽然对于国人，特别是北方地区的人来说，木薯是一种十分陌生的作物，但作为世界三大薯类之一，木薯的重要性绝不亚于它的两个兄弟。
要知道，以木薯为主粮的人口占世界人口的七分之一，因此，它在世界粮食领域占有十分重要的地位。
木薯不能直接食用，原因是全株都含有毒性成分亚麻仁苦苷和百脉根苦苷，经胃酸水解后产生游离的氢氰酸，使人体中毒。
氢氰酸还有个名字叫氰化氢，大家可能更熟悉些。它的钾盐——氰化钾，就是电视剧里常见的剧毒道具。
不过放心，早在印第安人时期，人类就已经掌握了木薯块根去毒的方法。由于亚麻仁苦苷和百脉根苦苷容易分解，只要将块根进行浸泡、去皮，再经过蒸煮或烘干、磨粉这样的处理，就能正常食用。木薯块根中的淀粉含量高，占干重的50%-70%，可作为主食食用，也可磨成粉作为各种糕点制作的原材料。
木薯制作的糕点（图片来源：视觉中国）
有人可能担心，非洲的木薯种植量这么大，野生动物会不会误食木薯，导致中毒呢？据我们所知，木薯叶片和加工过的块根常被用来作为饲料喂养牲畜，但尚未有野生动物食用木薯的报道。
看起来有点像压扁的香蕉的，其实就是去皮后的木薯块根（图片来源：http://shop.bytravel.cn/produce2/672885AF.html）
由于木薯块根具有高淀粉、低蛋白的特性，容易提取淀粉，因此在工业上被广泛用于制造食用级和工业级淀粉、变性淀粉，以及工业乙醇发酵。
食用级木薯淀粉（图片来源：视觉中国）
木薯的适应性强且产量高，因此木薯生产的淀粉成本低，黏度和稳定性好，是现今工业生产淀粉及变性淀粉的主要原料。
工业级木薯淀粉（图片来源：百度图片）
工业乙醇生产的主要原料是淀粉，而木薯的高淀粉含量，低杂质，低成本的特性就成为了乙醇发酵的最适原料。
虽然价值大，但木薯的国内推广不容易
既然木薯种植容易产量高，为什么在日常老百姓的餐桌上却较为少见呢？
这其中有多个因素导致木薯的推广受限。
首先，前文也提到，木薯的栽培往往限于热带地区和少数亚热带地区。这一对种植地区的限制，导致仅仅在我国华南地区种植木薯，而在长江以北地区就无法大规模种植木薯。这一限制既是因为木薯生长有赖于日光照强度和时长，也与木薯对低温的敏感有关。
除此之外，木薯块根在食用前需进行去毒处理，这限制了木薯大范围的推广。研究显示，中国的木薯主栽品种中，氢氰酸含量最低的为华南9号，块根中平均每公斤氢氰酸含量为36毫克，而14个主栽品种中所含的氢氰酸均值为278.3 mg/kg [3]。要知道，对人来说，氢氰酸的致死剂量为1 mg/kg（体重）。也就是说，以一个50公斤的成年人来计算，如果食用未经处理的木薯块根超过200克即有生命危险。
由于普通民众对木薯不够熟悉，这样的特殊性可能导致民众在不知如何去毒的情况下对木薯敬而远之，从而进一步限制了木薯进入老百姓的餐桌。因此，向民众普及简单易操作的木薯块根去毒方法非常重要。
最后需要指出的是，最大的局限还是由于木薯的块根储藏和运输难度。
木薯块根在收获后的48小时之内，由于鲜薯块根内的活性氧大量生成，加上次生代谢产物的积累和微生物的繁殖，会发生生理性变质。木薯块根初期变质的发生相当迅速，最初出现深蓝色污点，紧接着迅速出现大面积污点，次级变质则主要是由微生物侵染导致的进一步腐烂。这都会严重影响到木薯块根收获后的储存和运输环节。
木薯收获后的生理性变质（图片来源：http://shop.bytravel.cn/produce2/672885AF.html）
未来，木薯的发展极具潜力
尽管木薯的推广由于国内粮食产业的环境和其自身特点的原因受到一些限制，但随着工业技术及育种技术的发展，木薯在食品及工业中的应用仍然是极具潜力的。
经过育种学家及分子生物学家不断的努力，国内已有了高糖、高淀粉含量、产后耐储存的木薯主栽品种。
随着对清洁能源的需求日益提高，木薯淀粉发酵的乙醇将会有越来越大的需求。由于工业加工的淀粉不受植株本身性质及次生代谢成分的影响，以木薯为原料的工业淀粉生产前景将越来越宽广。
在食品工业领域，市场上已经大量使用木薯粉及木薯加工而成的变性淀粉，超市货架上也随处可见木薯粉的销售。有的超市已经开始售卖木薯薯片，口感并不比马铃薯薯片差，而大家常在甜品店见到的芋圆，其实也是因为添加了木薯粉才变得Q弹顺滑。我们平时吃的晶莹剔透的像露水一样的西米露，主要也是用木薯粉加工的。
越来越多的食品加工研究将目光锁定在木薯粉加工而成的面包、蛋糕、饼干、月饼等，而木薯粉中含有膳食纤维，同时去除了木薯本身所含的有毒成分，相信这种“粗粮粉”将越来越受到市场的欢迎。
本文由国家木薯产业技术体系（CARS-11-SHZP）资助
参考文献
1. 1996《中国植物志》第44(2)卷 172页
2. 张箭木薯发展史初论[J].中国农史,2011,30(02):19-30.
3. 姬卿, 闵义, 李兆贵,等. 我国木薯主栽品种比较研究[J]. 安徽农业科学, 2013(30):11975-11977.
4. X Jia, Duan X, Yang J, et al. Enhanced ROS scavenging by over-production of superoxide dismutase and catalase delays post-harvest physiological deterioration of cassava storage roots.[J]. Plant Physiology, 2013, 161(3):1517-28.
5. 张鹏,安冬,马秋香,等. 木薯分子育种中若干基本科学问题的思考与研究进展[J].中国科学:生命科学,2013,43(12):1082-1089.
（本文中标明来源的图片均已获得授权）
出品：科普中国
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