因為土豆在切開過程中，完整的土豆細胞被破壞，多酚類物質作為底物，和多酚氧化酶等酶類接觸，在多酚氧化酶催化作用下形成一種叫鄰醌的物質再相互聚合或與蛋白質、氨基酸等反應形成高分子絡合物而使土豆切割面發生褐變。

土豆一旦被切開或僅是削皮與空氣接觸就容易變褐變黑，但褐變的速度有快有慢。此外，土豆褐變反應的程度與土豆種植條件、儲藏條件也都有關係。

馬鈴薯蛋白質營養價值高。馬鈴薯塊莖含有2%左右的蛋白質，薯幹中蛋白質含量為8%～9%。據研究，馬鈴薯的蛋白質營養價值很高，其品質相當於雞蛋的蛋白質，容易消化、吸收，優於其他作物的蛋白質。而且馬鈴薯的蛋白質含有18種氨基酸，包括人體不能合成的各種必需氨基酸。高度評價馬鈴薯的營養價值，是與其塊莖含有高品位的蛋白質和必需氨基酸的賴氨酸、色氨酸、組氨酸、精氨酸、苯丙氨酸、纈氨酸、亮氨酸、異亮氨酸和蛋氨酸的存在是分不開的。

馬鈴薯塊莖含有多種維生素和無機鹽。食用馬鈴薯有益於健康與維生素的作用是分不開的。特別是維生素C可防止壞血病，刺激造血機能等，在日常吃的大米、白麵中是沒有的，而馬鈴薯可提供大量的維生素c。塊莖中還含有維生素A(胡蘿蔔素)、維生素B1，(硫胺素)、維生素B2(核黃素)、維生素pp(煙酸)、維生素E(生育酚)、維生素B3(泛酸)、維生素B6(吡哆醇)、維生素M(葉酸)和生物素H等，對人體健康都是有益的。此外，塊莖中的無機鹽如鈣、磷、鐵、鉀、鈉、鋅，錳等，也是對人的健康和幼兒發育成長不可缺少的元素。