玉ねぎは不思議な食材である。生でそのまま食べると辛味が口内を刺激するが、加熱すると甘みが引き立ち、炒め物やカレーなど様々な料理に使われる。さらに食物繊維と細胞の損傷を防ぐ抗酸化物質が豊富で、血圧低下や免疫力向上にも役立つ。しかし、この魅力的な食材には厄介な一面がある。それは切るだけで玉ねぎの辛み成分で目が刺激され、涙が出てしまう点である。
玉ねぎの細胞には硫化アミノ酸という物質と、それを分解する酵素が分離した状態で存在している。玉ねぎを包丁で切ったり、歯でかむと、細胞が破壊され、二つの物質が化学反応を起こし、新たな物質が生成される。その一つが玉ねぎ特有の辛味を出す「チオスルフィネート」で、もう一つが目の粘膜を刺激して涙を誘発する「プロパネチオール-S-オキサイド」だ。
原因物質を取り除くため、一般的に玉ねぎを水に浸けたり、ゴーグルを着用して調理する方法が取られたりする。一方、この慣れ親しんだ不便さを科学的に解決しようとする動きもある。実験を通じて玉ねぎを切るときに正確にどのような現象が起こり、どうすれば涙を抑えられるのかを明らかにしようとしているのだ。最近、米コーネル大学の研究チームが論文のプレプリントサイト「arXiv」で発表した研究がその一例である。
研究チームは高速カメラと微粒子追跡技術を駆使し、玉ねぎを切る際に細胞内からどのような物質がどのような形で放出され、どのような速度で空気中に拡散するかを精密に追跡した。その結果、玉ねぎを切る際に主に二回の「液滴放出」が起こることが判明した。最初は包丁が固い外皮とその内側の固い組織を切る際に発生する高速放出で、液滴の速度は秒速40mに達し、瞬時に目に到達した。
二回目は柔らかい内部組織を切る際に現れる遅い放出で、速度はかなり遅いものの持続時間が長く、液滴が比較的長時間空中に滞留した。実験によると、涙腺を強く刺激する主因は主に高速放出だった。高速で飛散した液滴が短時間で目の粘膜に到達し、プロパネチオール-S-オキサイドを含む刺激物質を一度に伝達するためだ。
興味深いのは、この成分が出るのは包丁の鋭さと切る速度によって大きく変化するという。鈍い包丁で速く切ると、細胞壁がきれいに切断されず不規則に裂けるため、内部圧力が急上昇し、液滴がより多く、より強く放出された。このとき高速放出と遅い放出の両方で液滴の数と速度が増加したが、特に高速放出の強度が顕著に増大した。逆に鋭い包丁でゆっくり切ると、細胞が滑らかに切断され、内部圧力の変化が最小限に抑えられ、放出量が半分以下に減少し、高速放出の強さも大幅に弱まった。研究チームはこの違いを定量的に測定し、「玉ねぎは鋭い包丁で切るべきで、涙が出にくい」というアドバイスが単なる料理の常識ではなく、物理的・化学的根拠を持つ事実であることを実証した。
この研究は単なる生活の知恵のための実験にとどまらない。研究チームは、これらの微細な液滴が食中毒を引き起こす細菌やウイルスの伝播経路となる可能性を指摘している。実際、食品加工業や給食施設のように玉ねぎを大量に処理する場所では、液滴放出が作業者の健康にも影響を及ぼす可能性がある。つまり、玉ねぎ一個を切る際に起こる微細で迅速な反応が、衛生と安全、さらには産業の効率性までも左右する可能性があるのだ。
この研究は様々な応用研究にもつながる可能性がある。例えば、包丁の構造や切断方法を工夫して液滴放出を最小限に抑える調理器具の設計や、食品加工現場では作業者の涙だけでなく、潜在的な病原微生物の拡散も抑制する衛生システムの考案などが考えられる。
玉ねぎを切ると涙が出るの、細胞内に別々に存在していた硫化アミノ酸とそれを分解する酵素が包丁の刃によって接触することによって起こる。細胞壁が破壊されると、二つの物質が反応して「プロパネチオール-S-オキサイド」という揮発性の刺激物質が生成され、これが空気中に拡散して目の粘膜に触れ、神経を刺激する。米コーネル大学の研究チームが高速カメラと微粒子追跡技術でこのプロセスを観察した結果、特に包丁が外皮を切る際に秒速40mの高速液滴放出が起こり、刺激物質を一気に目に届けることが確認された。鈍い包丁で速く切ると細胞が乱雑に裂け、放出量と強度が増して涙が多く出る一方、鋭い包丁でゆっくり切るとこの放出が大幅に減少することが分かった。
コメント0