洋葱为何切得你热泪盈眶：科学家终于解开这个厨房难题

吃货有泪不轻弹？切个洋葱试试看。做饭的人，谁没因为“伤害”洋葱洒下过热泪呢？

为了更体面地切洋葱，人们发明了许多民间妙招——有人将洋葱提前冷冻，有人嘴里含着片面包切洋葱（这是等不及吃了吧），甚至有人点起蜡烛或戴上泳镜。

切洋葱使人流泪 图片来源：作者使用 AI 生成

那么问题来了：洋葱为何让人流泪？这些所谓的防泪妙方是否真的有效？有没有更科学、系统的方法来对抗洋葱的催泪攻击？接下来就揭晓答案。

洋葱的化学催泪武器从何而来？

从植物分类来看，洋葱属于葱属植物，这一类植物普遍富含硫化合物，这是它们具有辛辣气味和刺激性的根源所在。

在洋葱的细胞结构中，含有一种叫做 S-1-丙烯基-L-半胱氨酸亚砜（PRENCSO）的含硫前体化学物质。它本身无毒无味，安静地储存在液泡中，与它的合作者——一种酶类物质洋葱酶分隔在不同的细胞区间。

当我们用刀切开洋葱，细胞结构被破坏，前体物质与酶发生接触，触发一系列快速反应。短短几秒内，洋葱酶催化 S-1-丙烯基-L-半胱氨酸亚砜分解为一种挥发性含硫化合物的催泪因子。

催泪因子的分子式 来源：参考文献[2]

这个小分子极易蒸发，它在空气中飘散，飘进你的眼睛，并与眼表泪液中的水结合，生成微量的亚硫酸和硫酸。尽管浓度极低，但它们足以刺激角膜上的感觉神经，从而引发泪腺的保护性反应——不停地流泪，以试图“冲洗”掉这些刺激物。

这种机制本质上是一种植物防御反应。对洋葱而言，切割它就相当于掠食者攻击，它通过化学反应制造出“刺激气体”，赶走入侵者。

这种策略在进化上极为成功，不只洋葱，像大蒜、芥末、辣根等植物也有类似机制。看了上面的解释，可能有的朋友会嗤之以鼻——就这？我早就知道了！先别急，下面咱说点更厉害的。

洋葱，自带“防吃货喷雾”

过去人们普遍认为，洋葱之所以让人流泪，是因为催泪因子以气体形式飘入眼中。

这种说法当然不能算错，但 2025 年 5 月发表在 arXiv 上的一篇预印本论文《切洋葱时的液滴飞溅现象》（Droplet Outbursts from Onion Cutting），则可能揭示了一个更具破坏性的真相：洋葱也许并非只是靠“散味”被动地消极防御，挨刀的那一刹那，洋葱就会发起绝地反击，而真正的“杀招”，就是高速喷射的液滴。

预印本论文 图片来源：参考文献[1]

康奈尔大学机械与生物工程团队搭建了一个微型“断头台”实验系统，通过高达 2 万帧/秒的高速摄像机记录洋葱在不同刀具切割下的反应。

他们发现，当刀刃刺入的瞬间，洋葱的表层组织并不是立即破裂，而是先被挤压、膨胀，随后在几毫秒时间内发生断裂，释放出大量高速液滴，速度最快时可达 40 米/秒，几乎相当于棒球投手的全力投球！

从洋葱切口中喷射液滴 图片来源：参考文献[1]

这一过程分为两个阶段：第一阶段是压力喷发，在刀具穿透洋葱表皮之前，洋葱内部柔软的叶肉在表皮的包裹下形成封闭腔体。

当刀压迫表皮、造成内部压强累积，一旦表皮断裂，腔体瞬间释放压力，大量液滴以喷雾状喷出，直冲面部。第二阶段是分散。初始喷出的液体并非都是球状液滴，而是细长的液丝（ligament），它们会在空气中继续断裂、雾化，形成更细小、更分散的微液滴群。

正是这些微小颗粒，携带着高浓度催泪因子，漂浮在空气中，更容易进入眼睛、鼻腔，甚至被吸入呼吸道。

研究还发现，这一喷发过程的激烈程度受到两个关键参数的影响：

一是刀具的锋利程度（blade sharpness），越锋利刀具快速切入时，组织破坏小，液滴释放量少，喷射速度低。而钝刀无法迅速切开表皮，反而造成更大的组织压缩，喷射更猛烈，液滴量最多可达锋利刀的 40 倍。

还有一点是切割速度，慢切会降低组织应变速率，减少瞬间压力释放；而快切会造成更大的剪切力和局部能量积聚，使液滴数量和速度进一步提升。

更厉害的是，这些平均半径仅为 13 微米的液滴因为体小身轻，能够悬浮在空气中长达数十秒钟，随空气流动传播。

如何科学地切洋葱

网络上流传着各种“切洋葱不流泪”的偏方，有的听起来颇有道理，有的则显得“玄学感十足”。

康奈尔团队的物理实验，以及食品科学与营养学界的研究，为我们提供了更理性的判断依据。以下是 10 种常见方法的科学评估：

从细胞酶反应到高能液滴喷发，洋葱的“催泪机制”其实是一套复杂又精准的生物防御系统。

过去我们以为它只是释放了某种刺激性气体，但前沿物理研究表明，这是一场由组织变形、压力积聚和液滴喷射共同完成的微型“攻击行为”。刀越钝、下刀越快，我们所受到洋葱带来的伤害就越重。

所以，如果你不想让熏下的眼泪将切洋葱的悲哀浇熄，快将旧刀换一把新刀，戴上泳镜慢慢切吧!

参考文献

[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.

策划制作

作者丨杨超 分析化学博士 中国科普作家协会会员、广东省青年科技创新研究会会员

审核丨顾垒 首都师范大学生命科学学院 副教授 中国植物学会教育工作委员会委员

策划丨丁崝

责编丨丁崝

审校丨徐来、林林