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我们都知道那种感觉：切开新鲜洋葱时，眼睛火辣辣地疼，泪流不止，眯着眼睛以缓解刺痛感。有人声称有一些居家疗法可以解决这个问题，包括点蜡烛、切洋葱前将洋葱放入冰箱冷冻，或者在水下切洋葱。在这篇文章中，我们将探究导致我们被洋葱辣哭的罪魁祸首，以及 21 世纪出现的一种可能的科学解决方案。切洋葱时眼泪汪汪的反应是由于一种叫做 syn-propanethial-S-oxide 的化学物质，洋葱将其进化为一种防御机制来抵御捕食者。洋葱的每个细胞都含有一个充满酶的液泡 [1]，这些酶（称为蒜氨酸酶）会将洋葱细胞中存在的氨基酸亚磺酸酯转化为亚磺酸 [2]（即 1-丙烯基-L-半胱氨酸亚磺酸酯，或 PRENSCO）[3]；然后，这些亚磺酸会被另一种酶转化为 syn-propanethial-S-oxide [4]（图 1）。当洋葱细胞结构在切碎过程中被破坏时，酶就会释放出来，并能与其他洋葱细胞内的化学物质相互作用，从而催化产生 syn-propanethial-S-oxide 的化学反应 [1]（图 1）。
图 1. syn-propanethial-S-oxide 的形成反应机理。（Burnham, P.M. (1996)）
洋葱切碎时散发出的强烈辛辣气味令人惊讶地并不是让你的眼睛流泪的罪魁祸首。这种气味是由 syn-propanethial-S-oxide 缩合形成的，从而产生有气味的硫代亚磺酸酯 [2]。由于 syn-propanethial-S-oxide 是一种挥发性硫化物，它很容易扩散到空气中 [1]。你的角膜含有神经，这些神经会将信息传递给负责面部触觉、温度和疼痛的更广泛的神经 [2]。角膜上的神经会检测到 syn-propanethial-S-oxide 的存在，并将其信号发送到你的中枢神经系统（图 2），然后中枢神经系统会刺激泪腺的自主神经纤维产生泪液 [2]，以稀释 syn-propanethial-S-oxide。这就是为什么它被称为催泪化合物或催泪剂，其定义是“一种刺激物，它会导致眼睛充满泪水而不会对其造成损害”[5]。
图 2. 泪腺反应（Tiwari, S., Ali, M.J., and Vemuganti, G.K. (2014)/ScienceDirect）过去人们认为通用的蒜氨酸酶可以产生 syn-propanethial-S-oxide，但最近的研究表明，它是由一种叫做“催泪因子合酶”的特定酶合成的 [3]。事实上，科学家们在 2015 年成功培育出了抑制了催泪因子合酶基因的洋葱，这些洋葱的 syn-propanethial-S-oxide 含量减少了 7.5 倍，并且感官评估者也没有出现催泪反应 [6]。此外，科学家们发现，当他们在体外仅混合通用的蒜氨酸酶和 PRENSCO 时，产生硫代亚磺酸酯（负责洋葱风味的化学物质）的量会增加 [3]。没有眼泪&更多的风味？听起来是个美味的享受，我们很喜欢！参考文献
Singh, M. (2016)。洋葱为什么会让我们流泪的科学原理。NPR。摘自 http://www.npr.org/sections/thesalt/2016/06/22/482032913/the-science-of-why-onions-make-us-cry
Scott, Y.《科学美国人》。剥洋葱时，我的眼睛为什么会流泪？摘自 https://sciam.cn/article/what-is-the-chemical-proc/
Imai, S., Tsuge, N., Tomotake, M., Nagatome, Y., Sawada, H., Nagata, T., Kumagai, H. (2002)。一种使眼睛流泪的洋葱酶。《自然》，419，685。
美国化学学会。(2013)。Syn-Propanethial S-oxide。摘自 https://www.acs.org/content/acs/en/molecule-of-the-week/archive/s/molecule-of-the-week-syn-propanethial-s-oxide.html
Burnham, P.M. (1996)。丙硫醚 S-氧化物，洋葱中的催泪因子。《美国化学学会杂志》，118(32)，7492-7501。
Kato, M., Masamura, N., Shono, J., Okamoto, D., Abe, T., & Imai, S. (2016)。无泪无辛辣洋葱的生产和表征。《科学报告》，6，23779。doi:10.1038/srep23779。
