علت سوزش چشم هنگام خرد کردن پیاز و واکنشهای شیمیایی آن
خرد کردن پیاز یک واکنش احساسی در انسان ایجاد نمیکند بلکه نتیجه یک برخورد دفاعی در مقیاس مولکولی است. این گیاه برای بقای خود در طبیعت و جلوگیری از خورده شدن، یک سیستم دفاع شیمیایی دو لایه فوقالعاده هوشمندانه تکامل داده است. درون سلولهای سالم این سبزی، ترکیبات گوگردی و آنزیمهای خاصی به نام آلیناز (Alliinase) در اتاقکهای کاملاً مجزا قرنطینه شدهاند. تا زمانی که سلولها سالم هستند، این مواد با یکدیگر تماس ندارند و هیچ گاز محرکی تولید نمیشود.
آزادسازی گاز فرار و تشکیل اسید روی قرنیه
به محض اینکه لبه چاقو دیواره سلولی را پاره میکند، ترکیبات گوگردی و آنزیمها با هم مخلوط میشوند و واکنش سریع زنجیرهای رخ میدهد. خروجی نهایی این فرآیند آنزیمی، تولید گازی بسیار فرار و بیرنگ به نام سین-پروپانتین-اس-اکسید (Syn-propanethial-S-oxide) است. این گاز به دلیل جرم مولکولی پایین خود به سرعت در هوا بلند شده و به سمت صورت حرکت میکند. وقتی گاز به چشم میرسد، با لایه رطوبتی سطح قرنیه ترکیب شده و اسید سولفوریک (Sulfuric acid) بسیار رقیق اما به شدت محرک را تولید میکند.
هنگام خرد کردن پیاز، سیستم عصبی چشم وجود اسید سوزاننده را حس کرده و سیگنال خطر را به مغز مخابره مینماید. مغز برای شستن این ماده اسیدی، به غدد اشکی دستور میدهد تا با تمام توان اشک ترشح کنند. پارادوکس ماجرا اینجاست که تولید اشک بیشتر، آب بیشتری را در اختیار گازهای فرار قرار میدهد و اسید بیشتری روی قرنیه تولید میشود. این چرخه تا زمانی که منبع گاز دور نشود یا چشمها شسته نشوند، با شدت ادامه مییابد و باعث سوزش شدید میگردد.
مکانیسم فیزیکوشیمیایی ترفندهای آشپزی
ترفندهای آشپزی مانند استفاده از چاقوی بسیار تیز یا خنک کردن سبزیجات قبل از برش، کاملاً بر پایه قوانین فیزیکوشیمیایی هستند. چاقوی تیز دیواره سلولی کمتری را متلاشی میکند و در نتیجه آنزیمهای کمتری با ترکیبات گوگردی مخلوط میشوند. همچنین کاهش دما باعث میشود انرژی جنبشی مولکولها افت کند و سرعت تبخیر گاز فرار به شدت کاهش یابد. قرار دادن سبزی در آب نیز باعث حل شدن گاز در ظرف آب شده و مانع از رسیدن آن به هوای اطراف و چشمان شما میشود.
تکامل تاریخی سیستمهای دفاعی در گیاهان خانواده سیر
گیاهان خانواده پیازیان (Alliaceae) طی میلیونها سال تکامل، پیچیدهترین خطوط دفاع شیمیایی را برای مقابله با آفتها و جویندگان زیرزمین توسعه دادهاند. ترکیبات گوگردی موجود در زیر خاک، منبع اصلی ساخت این سلاحهای مولکولی هستند که گیاه آنها را از خاک جذب و ذخیره میکند. حیوانات گیاهخوار با اولین گاز زدن به این ریشهها دچار سوزش شدید در مخاط دهان میشوند و از مصرف دوباره آن خودداری میکنند. انسان تنها موجودی در طبیعت است که با علم به این مکانیسم سوزاننده، همچنان از این گیاه در رژیم غذایی خود استفاده میکند.
چرا برخی افراد در برابر گاز پیاز مقاومتر هستند؟
حساسیت قرنیه چشم در افراد مختلف متفاوت است و این امر باعث میشود شدت اشکریختن هنگام آشپزی یکسان نباشد. تراکم اعصاب حسی در سطح قرنیه و میزان ترکیب شیمیایی اشک اشخاص روی شدت تحریک اثر مستقیم دارد. همچنین افرادی که از لنزهای تماسی استفاده میکنند، یک لایه محافظ فیزیکی روی قرنیه خود دارند که مانع از تماس مستقیم گاز فرار با اعصاب حسی میشود. این لایه پلاستیکی رقیق اجازه نمیدهد اسید سولفوریک تشکیلشده با گیرندههای درد چشم تماس پیدا کند.
تلاشهای ژنتیکی برای تولید پیازهای بدون اشک
دانشمندان مهندسی ژنتیک در سالهای اخیر توانستهاند با خاموش کردن ژن آنزیم لاکریماتوری فاکتور سنتتاز (Lachrymatory factor synthase)، نمونههای جدیدی تولید کنند. در این اصلاح ژنتیکی، خواص طعمی و عطر گوگردی گیاه کاملاً حفظ میشود اما فرآیند تبدیل ترکیبات به گاز فرار و محرک رخ نمیدهد. این محصولات اصلاحشده ژنتیکی بدون ایجاد هیچگونه سوزش یا اشکریزی خرد میشوند. ورود این نمونهها به بازار نشان میدهد که چگونه شناخت دقیق مسیرهای بیوشیمیایی میتواند مشکلات ساده اما روزمره بشر را حل کند.
با بیش از ۲۰ سال نویسندگی «ترکیبی» مستمر در زمینهٔ پزشکی، فناوری، سینما، کتاب و فرهنگ.
باشد که با هم متفاوت بیاندیشیم!
این مقاله جذاب و جالب بود؟! پس برای خواندن این نوشتههای مرتبط کلیک کنید:
- پارادوکس نمک طعام؛ چگونه دو عنصر مرگبار، حیاتبخشترین ماده آشپزخانه را میسازند؟
- مکانیسم عمل زغال فعال در جذب سموم و کاربرد آن در اورژانس
- راز خمیردندان فلورایدی؛ چگونه یک لایه اتمی، دندان را در برابر اسید ضدضربه میکند؟
- معمای لکهبری نوشابه؛ چگونه اسید قوی یک نوشیدنی، زنگ آهن را متلاشی میکند؟
- چرا تفلون نچسب است؟ راز علمی پیوند کربن و فلوئور در ظروف آشپزخانه
- مکانیسم عملکرد اتیلن گلیکول و کاهش نقطه انجماد آب در خودرو
- مکانیسم شیمیایی سفیدکننده لباس و تخریب مولکولی رنگها
- مکانیسم عملکرد صابون؛ چگونه چربی و ویروس ها با صابون نابود می شوند؟
- خشکشویی بدون آب؛ چگونه یک حلال سنگین کثیفیها را بدون خیس کردن لباس میشوید؟
- تفاوت جوش شیرین و بکینگ پودر در آشپزی و مکانیسم واکنش شیمیایی
- چرا شخصیتهای کامیکبوکی دنیای ذهنی برخی میشوند؟
- بلاک باستر چیست؟ ریشه تاریخی و داستان شکل گیری فیلم های بلاک باستر
مطالب مرتبط
