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花生

花生

Arachis hypogaea

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花生(學名:Arachis hypogaea),又稱地豆,是全球重要的豆科作物,隸屬於豆科(Fabaceae)。儘管其俗名及烹飪分類皆稱為「堅果」,但植物學上花生實為豆科植物,與豆类和扁豆的親緣關係,比與核桃或杏仁等真正樹木堅果更為接近。

花生在植物界中真正與眾不同之處,在於其獨特的生殖策略——「地上開花,地下結果」(geocarpy)。授粉後,花柄(又稱子房柄或果針)會伸長並將發育中的子房推入地下,莢果實際上是在土壤表面之下成熟。這種非凡的適應性反映在其種加詞「hypogaea」中,該詞源於希臘語,意為「地下的」。

• 全球最重要的油料和蛋白質作物之一,全球種植面積約 2,800 萬公頃
• 年產量超過 4,500 萬公噸去殼花生
• 非洲、亞洲和美洲地區的主糧及經濟作物
• 與大多數豆科植物不同,花生在地下發育果實(莢果),此現象稱為「地上開花,地下結果」

Taxonomy

Kingdom Plantae
Phylum Tracheophyta
Class Magnoliopsida
Order Fabales
Family Fabaceae
Genus Arachis
Species Arachis hypogaea
花生(Arachis hypogaea)原產於南美洲,其起源中心被認為位於玻利維亞南部至阿根廷西北部一帶。

• 野生阿拉基斯屬(Arachis)物種僅分佈於南美洲,佐證了其南美起源說
• 秘魯的考古證據顯示,早在 7,600 年前人類就已開始種植花生
• 已知最古老的花生莢果化石發現於秘魯,年代約為距今 7,600 年前
• 遺傳學研究表明,A. hypogaea 起源於兩種野生阿拉基斯屬物種(A. duranensis 和 A. ipaensis)的單次雜交事件,隨後發生染色體加倍(異源多倍體化)

16 世紀歐洲人接觸美洲後,花生迅速傳播至世界各地:

• 葡萄牙和西班牙商人將花生引入非洲、印度和東南亞
• 在非洲,花生成為主要糧食作物,有時被稱為「構築西非的堅果」
• 花生透過跨大西洋奴隸貿易被帶到北美,隨後成為美國南部的重要作物
• 如今,主要的花生生產國包括中國、印度、奈及利亞、美國和蘇丹
花生是一年生草本植物,通常高 30 至 70 公分,具有發達的直根系和繁茂的側根。

根系:
• 直根在疏鬆土壤中可深達 1.5 公尺
• 根部著生與根瘤菌(Rhizobium)共生形成的固氮根瘤
• 單株植物可容納數百個根瘤,使其能夠固定大氣中的氮

莖與生長習性:
• 依品種不同,呈現直立、叢生或匍匐等生長形態
• 莖呈圓柱形,具毛且多分枝
• 主要有兩種生長類型:叢生型(直立)和匍匐型(蔓延)

葉:
• 偶數羽狀複葉,具四片小葉(兩對)
• 小葉呈倒卵形至橢圓形,長 1–7 公分,葉緣全緣
• 葉片具有感夜性運動——小葉夜間閉合,白天張開
• 托葉顯著且與葉柄癒合

花:
• 典型的蝶形花冠(蝴蝶狀),黃色,為豆科植物特徵
• 花生於葉腋處呈簇狀;每朵花僅開放一天
• 主要為自花授粉;花朵黎明時開放,中午前枯萎
• 受精後,花柄基部的子房伸長形成稱為「果針」(gynophore)的結構

果實與種子(地上開花,地下結果):
• 果針向下生長,插入土壤中 2–7 公分深
• 莢果(豆莢)在地下發育,這是主要作物中獨一無二的特徵
• 莢果呈長圓形,長 1.5–6 公分,表面具網狀紋理
• 每個莢果通常含 1 至 4 粒種子(常見為 2 粒)
• 種子呈卵形,長 1–1.5 公分,覆蓋一層薄薄的種皮,顏色可為白色、紅色或深紫色
• 種子由兩片肥大的子葉組成(即可食用的「花生仁」),富含油脂和蛋白質
花生適宜生長於溫暖的亞熱帶至熱帶氣候,適應排水良好的砂質壤土。

氣候需求:
• 需要長達 120 至 150 天無霜的溫暖生長季
• 生長最適溫度範圍:25–30°C
• 任何生長階段均無法耐受霜凍
• 生長季需要適度降雨(500–700 毫米),收穫時則需乾燥條件

土壤偏好:
• 偏好疏鬆、排水良好的砂質土壤,pH 值微酸至中性(5.8–6.2)
• 砂質土壤有利於果針入土並便於收穫
• 重黏土不適合,因其阻礙果針入土並增加取莢難度

固氮作用:
• 透過根瘤中的共生根瘤菌,花生每公頃每季可固定 100–150 公斤的大氣氮
• 這能豐富土壤養分,使花生成為極佳的輪作作物,可提高後續穀類作物的產量

授粉與繁殖:
• 主要為自花授粉(自交);異交率通常低於 2%
• 花朵凋謝後,果針約需 6–10 天穿透土壤
• 地下莢果發育需時 60–80 天,視品種與環境條件而定
花生是一種營養密度高的食物,因其高蛋白和健康脂肪含量而廣受重視。

巨量營養素概況(每 100 克生花生):
• 熱量:約 567 大卡(2,370 千焦)
• 蛋白質:25.8 克——豆类和堅果中蛋白質含量最高者之一
• 總脂肪:49.2 克(主要為單元不飽和脂肪酸和多元不飽和脂肪酸)
• 碳水化合物:16.1 克
• 膳食纖維:8.5 克

關鍵微量營養素:
• 菸鹼酸(維生素 B3):12.1 毫克(約佔每日建議攝取量的 75%)
• 葉酸(維生素 B9):240 微克(60%)
• 維生素 E:8.3 毫克(55%)
• 鎂:168 毫克(40%)
• 磷:376 毫克
• 鋅:3.3 毫克
• 硫胺素(維生素 B1):0.64 毫克
• 白藜蘆醇:一種多酚類抗氧化劑,亦存在於紅酒中

脂肪酸組成:
• 油酸(單元不飽和):約 46–50%
• 亞麻油酸(多元不飽和 Omega-6):約 28–32%
• 棕櫚酸(飽和):約 10–12%

健康考量:
• 花生蛋白缺乏必需氨基酸甲硫氨酸和半胱氨酸
• 花生過敏影響西方國家約 1–2% 的人口,可能引發嚴重的過敏性休克反應
• 花生易受黃麴黴(Aspergillus flavus)污染而產生致癌的黃麴毒素,因此適當的乾燥與儲存至關重要
雖然對大多數人而言花生是高度營養的食物,但仍存在重要的毒性與安全隱憂:

花生過敏:
• 全球最常見且可能危及生命的食物過敏之一
• 估計影響美國及其他西方國家約 1–2% 的兒童
• 過敏反應範圍從輕微(蕁麻疹、搔癢)到嚴重的過敏性休克,後者可能致命
• 主要致敏蛋白包括 Ara h 1、Ara h 2、Ara h 3 和 Ara h 6
• 過敏通常是終身的;僅約 20% 的兒童能隨年齡增長而脫敏

黃麴毒素污染:
• 花生極易感染黃麴黴(Aspergillus flavus)及寄生麴黴(A. parasiticus)
• 這些黴菌產生的黃麴毒素是強效致癌物,被世界衛生組織(WHO)列為第一類致癌物
• 在溫暖潮濕的儲存條件下,最易發生黃麴毒素污染
• 食品級花生的黃麴毒素含量受到嚴格監管(例如:美國總黃麴毒素限值為 20 μg/kg;歐盟為 4 μg/kg)
• 將水分含量乾燥至 10% 以下並保持低溫乾燥儲存是至關重要的預防措施

抗營養因子:
• 生花生含有胰蛋白酶抑制劑和凝集素,若大量生食可能會阻礙蛋白質消化
• 這些抗營養因子可透過烘烤或煮沸大致上被鈍化
花生作為暖季一年生作物種植,需要特定條件才能成功生長。

氣候與時機:
• 待霜凍危險過後且土壤溫度達到至少 18–21°C 時播種
• 需要 120–150 天無霜期才能成熟
• 在溫帶地區,播種通常在晚春進行(北半球為 4 月至 5 月)

土壤準備:
• 選擇排水良好、疏鬆、pH 值為 5.8–6.2 的砂質壤土
• 避免使用阻礙果針入土的重黏土
• 開花期施用鈣肥(石膏)——鈣由發育中的莢果直接在土壤中吸收,對莢果飽滿至關重要

種植方法:
• 播種生種子(未烘烤),深度 3–5 公分,株距 10–15 公分,行距 60–90 公分
• 播種量:視種子大小而定,每公頃約 80–120 公斤
• 建議在未曾種植過花生的田地中,對種子進行根瘤菌接種

灌溉:
• 需水量適中(生長季約 500–700 毫米)
• 開花和結莢(果針入土)階段對水分需求關鍵
• 接近成熟時減少灌溉;收穫時的乾燥條件有利於晾乾

施肥:
• 由於具有固氮能力,花生幾乎不需要或只需少量氮肥
• 磷、鉀、鈣和硫是最重要的補充營養素
• 鈣(以石膏形式施用)尤為關鍵,应在開花初期施用

收穫:
• 當莢果內殼出現深色脈紋,且種皮顏色由白轉為成熟色時即可收穫
• 將整株植物拔起或挖出,倒置並在田間晾曬數天
• 為利安全儲存,最終含水量應降至 10% 以下

輪作:
• 由於固氮效益,是穀類(玉米、高粱、小麥)的優良輪作作物
• 為減少土傳病害壓力,應避免在同一塊田地每隔不到 3 年種植一次花生

繁殖:
• 透過種子(即花生仁本身)繁殖;商業上不進行營養繁殖
花生是世界上用途最廣泛的農作物之一,應用範圍涵蓋食品、工業和農業。

食品用途:
• 直接食用:作為零食的烤花生、煮花生或生花生
• 花生醬:由研磨烤花生製成的醬料;是全球最受歡迎的花生產品之一
• 花生油:廣泛使用的烹飪油,具有高煙點(約 230°C)和溫和風味;也用於沙拉調味醬
• 花生粉:脫脂研磨花生,用作烘焙食品、穀物和零食中的高蛋白成分
• 糖果:花生糖、巧克力裹花生、花生糖
• 醬料與調味品:花生醬是東南亞、非洲和中國飲食中的主食
• 煮花生:美國南部和部分亞洲地區的流行零食

工業用途:
• 花生油用於製造肥皂、化妝品和潤滑劑
• 花生殼用作燃料、覆蓋物、動物墊料及粒子板生產原料
• 花生蛋白用於紡織纖維(歷史上曾有用花生蛋白製成的羊毛替代品 Aralac)
• 利用花生油生產生質柴油

農業用途:
• 作為固氮輪作作物,花生能提高土壤肥力,利於後續作物生長
• 花生秧(收穫後的藤蔓和葉片)用作高蛋白牲畜飼料
• 花生粕(榨油後的殘渣)用作動物飼料和有機肥料

歷史與文化意義:
• 喬治·華盛頓·卡弗(George Washington Carver,1860s–1943)推廣花生作為輪作作物以恢復美國南部 depleted 的土壤氮含量,並開發了超過 300 種花生製品
• 花生醬在 1904 年聖路易斯世界博覽會上開始普及
• 在許多西非國家,花生(地豆)是飲食的基石和主要的出口商品

Fun Fact

花生是一種真正「深入地下」進行繁殖的植物——而這種奇特的策略使其成為人類最重要的作物之一。 地上開花,地下結果(Geocarpy)——長在地下的果實: • 黃色花朵授粉後,承載受精子房的花柄(稱為果針或 gynophore)會伸長並像根一樣向下生長,將子房推入土壤 2–7 公分深處 • 莢果隨後完全在地下發育,免受掠食者、乾旱和極端溫度的侵害 • 這是植物界中極其罕見的策略——僅有極少數物種表現出真正的地上開花地下結果特性 • 物種名稱 hypogaea 在希臘語中字面意思即為「地下的」 一種能自行固定氮氣的植物: • 花生與根瘤中的根瘤菌合作,將大氣中的氮氣(N₂)轉化為植物可利用的氨 • 一公頃的花生每季可固定 100–150 公斤的氮——相當於施用了數百公斤的合成肥料 • 這使花生成為農業中最具環境效益的作物之一 太空中的花生: • 花生曾伴隨宇航員參與多次 NASA 任務,包括 1972 年的阿波羅 17 號 • 由於其高熱量密度、保質期長以及在微重力环境下易於食用,花生醬一直是國際太空站的常備食品 世界上最大的花生: • 有記錄以來最大的花生植株生長於美國喬治亞州,單株產出超過 500 個莢果 花生醬的數據: • 美國人每年消耗約 15 億磅花生醬——足夠鋪滿大峽谷的底部 • 製作一罐 12 盎司的花生醬大約需要 540 粒花生 植物學上的悖論: • 儘管被稱為「堅果」,花生實為豆科植物——與大豆和扁豆的親緣關係比與杏仁或核桃更近 • 而且與幾乎所有在地上結果的其他豆科植物不同,花生將果實埋入土中——使其成為一種與眾不同的豆科植物

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