Ученые выяснили, как меньше плакать при нарезке лука

Американские физики обнаружили, что тупой нож увеличивает количество слезоточивых брызг при нарезке лука. Острое лезвие и медленные движения снижают раздражающий эффект.

Загадка, мучившая человечество на протяжении веков, наконец получила научное объяснение. Американские физики из Корнеллского университета под руководством Сонхвана Юнга детально изучили механизм образования слезоточивых брызг при нарезке лука и предложили практические способы уменьшить этот раздражающий эффект. Результаты исследования, опубликованные в авторитетном научном журнале Proceedings of the National Academy of Sciences, раскрывают физические процессы, стоящие за знакомым каждому кулинару явлением. Об этом сообщает N+1.

Для проведения экспериментов ученые создали миниатюрную гильотину с регулируемой скоростью и толщиной лезвия — от 1 до 20 микрометров. Процесс нарезки снимали на высокоскоростную камеру, делающую от 5000 до 20000 кадров в секунду. Это позволило в деталях рассмотреть, что происходит в первые миллисекунды после разрушения луковых клеток.

Исследователи обнаружили, что лук не выбрасывает слезоточивое вещество одномоментно. Процесс происходит в две фазы:

• Первоначальное быстрое извержение со скоростью 11,5 ± 0,3 мм³/мс

• Последующая более медленная фрагментация со скоростью 4,8 ± 0,1 мм³/мс

Почему тупой нож вызывает больше слез?

Ключевое открытие исследования касается влияния остроты лезвия. Оказалось, что тупой нож значительно увеличивает количество и скорость выделяющихся капель. При увеличении толщины режущей кромки с 0,91 до 13,3 микрометра число выброшенных капель возрастало в 40 раз!

Объяснение этому явлению кроется в слоистой структуре лука. Пока нож давит на прочный внешний слой эпидермиса, не разрывая его, внутренний мезофилл сжимается, накапливая энергию подобно пружине. В момент разрыва эта энергия высвобождается и разгоняет капли слезоточивого вещества. Тупое лезвие погружается глубже перед тем, как разрезать лук, что увеличивает количество накопленной энергии и, соответственно, силу выброса.

Что именно заставляет нас плакать?

При разрушении луковых клеток выделяются сернистые соединения, которые под действием ферментов на воздухе превращаются в S-оксид пропантиала — именно это вещество вызывает слезотечение. Обычное испарение не объясняет скорость реакции глаз, что подтверждает аэрозольную природу распространения раздражителя.

Практические рекомендации от ученых

На основе проведенных экспериментов и численного моделирования физики сформулировали конкретные рекомендации для уменьшения слезоточивого эффекта:

1. Используйте максимально острый нож — он уменьшает деформацию лука перед разрезом

2. Режьте медленно — снижение скорости лезвия с 2,03 до 0,44 м/с уменьшает количество капель в 4 раза

3. Учитывайте сорт лука — лучины с более толстыми слоями производят больше аэрозоля

Исследователи также развеяли популярный миф: охлаждение лука перед нарезкой не уменьшает количество брызг, а может даже увеличить его из-за повышения хрупкости клеточных тканей.