吃貨有淚不輕彈？切個洋蔥試試看。做飯的人，誰沒因為“傷害”洋蔥灑下過熱淚呢？為了更體面地切洋蔥，人們發明了許多民間妙招——有人將洋蔥提前冷凍，有人嘴里含著片面包切洋蔥（這是等不及吃了吧），甚至有人點起蠟燭或戴上泳鏡。

切洋蔥使人流淚 圖片來源：作者使用 AI 生成

那么問題來了：洋蔥為何讓人流淚？這些所謂的防淚妙方是否真的有效？有沒有更科學、系統的方法來對抗洋蔥的催淚攻擊？接下來就揭曉答案。

洋蔥的化學催淚武器從何而來？

從植物分類來看，洋蔥屬于蔥屬植物，這一類植物普遍富含硫化合物，這是它們具有辛辣氣味和刺激性的根源所在。在洋蔥的細胞結構中，含有一種叫做 S-1-丙烯基-L-半胱氨酸亞砜（PRENCSO）的含硫前體化學物質。它本身無毒無味，安靜地儲存在液泡中，與它的合作者——一種酶類物質洋蔥酶分隔在不同的細胞區間。

當我們用刀切開洋蔥，細胞結構被破壞，前體物質與酶發生接觸，觸發一系列快速反應。短短幾秒內，洋蔥酶催化 S-1-丙烯基-L-半胱氨酸亞砜分解為一種揮發性含硫化合物的催淚因子。

催淚因子的分子式 來源：參考文獻[2]

這個小分子極易蒸發，它在空氣中飄散，飄進你的眼睛，并與眼表淚液中的水結合，生成微量的亞硫酸和硫酸。盡管濃度極低，但它們足以刺激角膜上的感覺神經，從而引發淚腺的保護性反應——不停地流淚，以試圖“沖洗”掉這些刺激物。

這種機制本質上是一種植物防御反應。對洋蔥而言，切割它就相當于掠食者攻擊，它通過化學反應制造出“刺激氣體”，趕走入侵者。這種策略在進化上極為成功，不只洋蔥，像大蒜、芥末、辣根等植物也有類似機制。

看了上面的解釋，可能有的朋友會嗤之以鼻——就這？我早就知道了！先別急，下面咱說點更厲害的。

洋蔥，自帶“防吃貨噴霧”

過去人們普遍認為，洋蔥之所以讓人流淚，是因為催淚因子以氣體形式飄入眼中。這種說法當然不能算錯，但 2025 年 5 月發表在 arXiv 上的一篇預印本論文《切洋蔥時的液滴飛濺現象》（Droplet Outbursts from Onion Cutting），則可能揭示了一個更具破壞性的真相：洋蔥也許并非只是靠“散味”被動地消極防御，挨刀的那一剎那，洋蔥就會發起絕地反擊，而真正的“殺招”，就是高速噴射的液滴。

預印本論文 圖片來源：參考文獻[1]

康奈爾大學機械與生物工程團隊搭建了一個微型“斷頭臺”實驗系統，通過高達 2 萬幀/秒的高速攝像機記錄洋蔥在不同刀具切割下的反應。

他們發現，當刀刃刺入的瞬間，洋蔥的表層組織并不是立即破裂，而是先被擠壓、膨脹，隨后在幾毫秒時間內發生斷裂，釋放出大量高速液滴，速度最快時可達 40 米/秒，幾乎相當于棒球投手的全力投球！

從洋蔥切口中噴射液滴 圖片來源：參考文獻[1]

這一過程分為兩個階段：第一階段是壓力噴發，在刀具穿透洋蔥表皮之前，洋蔥內部柔軟的葉肉在表皮的包裹下形成封閉腔體。當刀壓迫表皮、造成內部壓強累積，一旦表皮斷裂，腔體瞬間釋放壓力，大量液滴以噴霧狀噴出，直沖面部。

第二階段是分散。初始噴出的液體并非都是球狀液滴，而是細長的液絲（ligament），它們會在空氣中繼續斷裂、霧化，形成更細小、更分散的微液滴群。正是這些微小顆粒，攜帶著高濃度催淚因子，漂浮在空氣中，更容易進入眼睛、鼻腔，甚至被吸入呼吸道。

研究還發現，這一噴發過程的激烈程度受到兩個關鍵參數的影響：一是刀具的鋒利程度（blade sharpness），越鋒利刀具快速切入時，組織破壞小，液滴釋放量少，噴射速度低。而鈍刀無法迅速切開表皮，反而造成更大的組織壓縮，噴射更猛烈，液滴量最多可達鋒利刀的 40 倍。

還有一點是切割速度，慢切會降低組織應變速率，減少瞬間壓力釋放；而快切會造成更大的剪切力和局部能量積聚，使液滴數量和速度進一步提升。

更厲害的是，這些平均半徑僅為 13 微米的液滴因為體小身輕，能夠懸浮在空氣中長達數十秒鐘，隨空氣流動傳播。

如何科學地切洋蔥

網絡上流傳著各種“切洋蔥不流淚”的偏方，有的聽起來頗有道理，有的則顯得“玄學感十足”。康奈爾團隊的物理實驗，以及食品科學與營養學界的研究，為我們提供了更理性的判斷依據。以下是 10 種常見方法的科學評估：

從細胞酶反應到高能液滴噴發，洋蔥的“催淚機制”其實是一套復雜又精準的生物防御系統。過去我們以為它只是釋放了某種刺激性氣體，但前沿物理研究表明，這是一場由組織變形、壓力積聚和液滴噴射共同完成的微型“攻擊行為”。刀越鈍、下刀越快，我們所受到洋蔥帶來的傷害就越重。所以，如果你不想讓熏下的眼淚將切洋蔥的悲哀澆熄，快將舊刀換一把新刀，戴上泳鏡慢慢切吧!

參考文獻

[1]Wu, Zixuan, et al. "Droplet Outbursts from Onion Cutting." arXiv preprint arXiv:2505.06016 (2025).

[2]Sadowski, Miko?aj, et al. "Syn-Propanethial S-Oxide as an Available Natural Building Block for the Preparation of Nitro-Functionalized, Sulfur-Containing Five-Membered Heterocycles: An MEDT Study." Molecules 29.20 (2024): 4892.

[3]Pareek, Sunil, et al. "Fruit and vegetable phytochemicals: chemistry and human health." Willey black well 29 (2017): 269.

[4]Lanzotti, Virginia. "The analysis of onion and garlic." Journal of chromatography A 1112.1-2 (2006): 3-22.

[5]Kato, Masahiro, et al. "Production and characterization of tearless and non-pungent onion." Scientific Reports 6.1 (2016): 23779.

策劃制作

作者丨楊超 分析化學博士 中國科普作家協會會員、廣東省青年科技創新研究會會員

審核丨顧壘 首都師范大學生命科學學院 副教授 中國植物學會教育工作委員會委員

策劃丨丁崝

責編丨丁崝

審校丨徐來、林林