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马铃薯具有很高的营养价值，它和玉米、小麦、水稻、燕麦同被称为世界五大粮食作物，有“植物之王”的美誉。被营养学家称为“十全十美的上等食品”。
马铃薯是亦粮亦菜的佳品，据测定每百克薯中所含成分如表3~1所列：
表 3~1 马铃薯营养成分表（以每 100 克可食部计）
从营养角度看，它比大米、面粉具有更多的优点，能供给人体大量热量，可称为“十全十美的食物”。人靠马铃薯和全脂牛奶就足以维持生命和健康。因为马铃薯的营养成分非常全面，营养价值很高。含有丰富的维生素A和维生素C以及矿物质，优质淀粉含量约为17%，还含有大量的木质素，被誉为人类的“第二面包”。其所含的维生素是胡萝卜的2倍，大白菜的3倍，西红柿的4倍，所含维生素是苹果的10倍，B族维生素是苹果的4倍，维生素含量为蔬菜之最。专家们发现，在苏联、保加利亚、厄瓜多尔等国家的著名长寿之乡里，人们的主食就是马铃薯。
新膳食指南建议，每人每周应食薯类 （含马铃薯）5次左右，每次摄入50~100克，每100克马铃薯含钾量高达342mg，是20多种经常食用蔬菜、水果中含钾最多的。日本一个研究发现，每周吃5~6个马铃薯可使中风率下降40%。
马铃薯富含营养，是抗衰老食物之一，一提起营养人们先就容易想到人参、燕窝、蜂王浆等高档的珍稀品，却很少想到像马铃薯这样的“大众货”，其实马铃薯含有丰富的维生素B1、B2、B3和泛酸等B族维生素及大量的优质纤维素，还含有微量元素、氨基酸、蛋白质和优质淀粉等营养元素，这些成分在人的肌体抗老防病过程中有着重要作用。马铃薯富含膳食纤维，蔗糖，有助于防治消化道癌症和控制血液中胆固醇含量，其中黏体蛋白质能预防心血管病。
马铃薯是很好的减肥产品。它含水量达80%，真正的淀粉含量不过17%~18%，而且马铃薯中仅含有0.1%~0.2%的脂肪。这是其他做主食的食物所望尘莫及的。马铃薯产能低怎么容易让人产生饱腹感呢？这是因为马铃薯富含柔软的膳食纤维，膳食纤维是植物细胞的坚韧壁层，吃进人体后，不被吸收，也不提供热量，但在新陈代谢中的作用不可或缺。所以继糖果类，蛋白质，脂肪，水，矿物质和维生素之后，被列为“第七类营养素”。食用马铃薯后，为什么会产生饱腹感？因为纤维素的比重小，体积大进食后充填胃腔，需要较长时间来消化，延长了胃排空时间，这样就产生了饱腹感。澳大利亚的研究开发一个饱腹感等级表，被称为“饱腹指数”，对日常食用的38种含有240卡路里热量的食品所带来的饱腹感程度而进行的比较。在“饱腹指数”中名列前茅的大都是水分或者纤维含量高而脂肪含量低的食物。马铃薯成为“饱腹指数”最高食物，比白面还高三倍多。
马铃薯性微寒，味甘，入胃，肠二经。其功能为利水消肿、和中养胃，因其丰富的营养和易消化性，适宜脾胃气虚、营养不良之人食用。许多人将马铃薯加入到日常饮食中后，脾胃功能都有些提升。这是因为马铃薯含有大量淀粉以及蛋白质，维生素B、维生素C等，能促进脾胃的消化功能。同时，马铃薯含有的钾能帮助体内的钠排出体外，有利于高血压和肾炎患者的康复。
中医认为马铃薯“性平味甘无毒，能健脾和胃，益气调中，缓急止痛，通利大便，对脾胃虚弱，消化不良，肠胃不和，腔腹作痛，大便不畅的患者效果显著”。现代研究证明，马铃薯对调解消化不良有特效，是胃病和心脏病患者的良药及优良保健品。马铃薯淀粉在人体内吸收速度慢，是糖尿病患者的理想食疗蔬菜。马铃薯中含有大量优质纤维素，在肠道内可以供给肠道微生物大量营养，促进肠道微生物生长发育；同时可以促进肠道蠕动，保持肠道水分，有预防便秘和防治癌症等作用。它还有防治神经性脱发作用，用新鲜马铃薯反复涂擦脱发部位，对促进头发再生有显著效果。
马铃薯有很好的呵护肌肤，保养容颜的功效。新鲜马铃薯汁液直接涂敷于面部，增白作用十分显著。人的皮肤容易在炎热的夏日被晒伤、晒黑，马铃薯汁对清除色斑效果明显，并且没有副作用。
治疗肌肉注射后形成的硬结：将新鲜土豆洗净，切成片，每片约0.5cm厚，大小比硬结略大些，把土豆片覆盖在硬结上，用胶布粘贴固定好，24小时后取下，硬结可明显缩小，第二天再照样贴一片，一般外敷几天就可以使硬结消退，或者将土豆片捣烂成糊状贴在硬结部位，每日两次，数天即可见效。用于治疗静脉炎，输液时间长了，或者因药物刺激性过大等原因，常导致静脉炎的发生。临床症状表现为沿静脉血管走向，皮肤出现条索状红肿热痛等。这时也可用土豆片外敷治疗。另外，土豆片外敷还能治疗腮腺炎，轻度烫伤，湿症等。
马铃薯对眼周皮肤也有显著的美颜效果。将熟马铃薯切片，贴在眼睛边上，能减轻下眼袋的浮肿。年轻人皮肤油脂分泌旺盛，常受青春痘、痤疮困扰，用棉花沾新鲜马铃薯汁涂患处可以解除这个问题。
马铃薯是防中风的好帮手，马铃薯富含钾，钾在人体中主要分布在细胞内，维持着细胞内的渗透压，参与能量代谢过程。因此经常吃马铃薯可防止动脉粥样硬化。医学专家认为，每天吃一个马铃薯能大大减少中风危险。马铃薯中含有降血压成分，能阻断血管紧张素玉转化为紧张素域并能使具有血管活性作用的血管紧张素域的血浆水平下降，使周围血管舒张，血压下降。
日本禅宗僧侣福泽知芳师倡导的“马铃薯生汁疗法”、经肝癌、直肠癌、胃癌及癌症患者坚持使用，有明显疗效，另外对高血压、心脏病、肾脏病、腰痛肩痛、便秘、花粉症、寒冷湿病症、胰脏类、体弱多病等症均见疗效，且无副作用。其具体方法是：将生马铃薯洗净后，挖去芽眼、带皮擦碎、榨汁生饮。坚持每日早餐前半小时至1小时空腹喝下；根据病情或条件，可在晚上睡前加饮1次。每次饮用量一般200mL，即为大马铃薯3个，小马铃薯4~5个左右的榨汁量，饮用时应现榨现饮，不可久放，否则汁色会变黑。马铃薯生汁还可和酵素果汁、蔬菜汁等混合饮用。其量为马铃薯生汁的20%~30%。可改善口感，还可增加营养价值。
《中华本草》 记载，马铃薯和胃健中，解毒消肿，主胃痛，痄肋；痛肿；湿疹；烫伤。马铃薯具有很高的经济价值，在工业方面，马铃薯生产的淀粉及其衍生物独有的特性，是纺织，造纸，化工、建材等众多领域的添加剂、增强剂、黏结剂、稳定剂等；在医药上马铃薯可生产酵母、多种酶、维生素、人造血液等。目前，各国已研制出几百种用马铃薯配合其他粮食制成的营养美味食品。据测算，马铃薯加工成淀粉可增值1倍；加工成乳酸可增值3倍；生产高级吸水性树脂可增值8倍；生产环状黏脒青可增值20倍；生产生物胶可增值在60倍以上。以高淀粉育种为例，目前我国推广的品种中淀粉含量一般在15%~18%。而国外有些品种的淀粉的含量达到30%，可见高科技改造传统产业的潜力。拓宽马铃薯的应用领域，增加马铃薯的附加值，关键在于应用高科技的手段和水平。所以马铃薯产业化必须依靠科技进步走精深加工的路子。
马铃薯淀粉及其衍生物具有十分广阔的工业用途。国内潜在需求量在100万t以上。
马铃薯的主要用途是：
造纸业：主用在四个方面：打浆机上胶，在薄纸成形之前，将纤维组织凝结在一起；桶上胶，浸透稀胶液，预形成薄纸；轧光机上胶，上光整修；表面上胶；美国的马铃薯淀粉约有33%用在造纸工业上，使用的主要产品是阳离子衍生物。阳离子马铃薯淀粉能改善填充剂和细纤维的固定能力以及纸张的其他化学性能。
纺织业：主要用于棉纱、毛织物和织物的上浆，以增强和保持纱在编织时的耐磨性，光洁度。经用马铃薯淀粉上浆的纱具有另一个优点是染色后能得到鲜艳的色泽。用马铃薯淀粉精梳的棉纺品具有一个良好的手感和光滑的表面。
食品加工业：在食品工业中，马铃薯变性淀粉主要用作增稠剂、黏结剂、充填剂、赋型剂等。在美国，马铃薯淀黏的30%应用在食品上。特别是在汤料中大量使用，它具有较高的初始黏度，能有效的分散各种成分，在随后的高压消毒处理时，最终产品的粘度可以达到所要求的程度。同时，用于焙烤特殊食品，制成颗粒作为“布丁”，香肠的扎线和填加原料，适于品味极温和的清水罐头水果等；添加在糕点面包中，可增加营养成分还可防止面色变硬，从而延长保质期；添加方便面中，增强柔软度，改善口感。
糖果工业：作为制作造型糖果的成形剂。作为稠化剂以增加焦糖和果汁软糖的光滑性和稳定性。作为馅饼、人造果冻的增稠剂。浇模糖果如雪花软糖的凝胶料，乳脂糖或果汁软糖的黏合剂，胶姆糖、口香糖等糖果的撒粉剂。
胶黏剂生产：作为胶黏剂主要是糊精化马铃薯淀粉。在美国约有19%的马铃薯淀粉用于制备黏胶剂。糊精化马铃薯淀粉具有高的糊黏性和柔韧的最终膜，还具有极容易再显胶的特性，使它可用于生产涂胶商标，贴标签、包装胶纸和胶带纸等。
饲料工业：主要用于水上养殖饲料的黏结剂。甲鱼，鳗鱼饲料是浮漂在水中供食用的，作为水上养殖饲料的黏结剂应该具有不怕水、易于消化、无毒等特点，而马铃薯精淀粉的变性产物预糊化淀粉作黏结剂制作的砂芯不仅清砂容易，而且具有表面光洁等特点。国外已广泛采用此技术，国内也开始应用。
石油工业：马铃薯预糊化淀粉具有抗高温和耐高压的特性，国外用作石油钻井中的稠度稳定剂。能有效地控制泥浆水分的滤失。美国马铃薯淀粉在油田中使用量占总消费量的15%。一般情况下，钻一口深油井需预化淀粉2~5t。国内目前钻井用预化淀粉，只是试用阶段，预计以后会大幅度增长。
其他领域：在烘焙粉末物料时作为吸水辅助剂，发酵制品的原辅料，片状制品凝固剂，肥皂填充料，化妆品稳定剂，干电池中隔离剂，硝基淀粉制造原料，农药混合吸收剂，锅炉用水净化剂，采矿作业用作水澄清剂等。