Chemie
Warum muss man beim Zwiebelschneiden weinen?
Beim Schneiden setzt die Zwiebel ein Reizgas frei, das Propanthial-S-oxid. Es steigt zu den Augen auf und reagiert dort mit der Tränenflüssigkeit zu einer winzigen Menge Schwefelsäure, die die Tränendrüsen reflexartig aktiviert.
Was beim Schneiden in der Zwiebel wirklich passiert
Eine unversehrte Zwiebel reizt nicht. Erst der Schnitt setzt eine kleine Kettenreaktion in Gang. In den Zellen liegen zwei Dinge normalerweise getrennt vor: ein Enzym namens Alliinase und schwefelhaltige Vorstufen von Aminosäuren, die Cystein-Sulfoxide. Solange die Zellwände intakt sind, kommen beide nie zusammen. Sobald das Messer die Zellen aufschneidet, vermischt sich alles schlagartig. Die Alliinase wandelt die Sulfoxide in instabile Zwischenprodukte um, die sofort von einem zweiten Enzym weiterverarbeitet werden, der Lacrimatory-Factor-Synthase. Das Ergebnis ist eine leichtflüchtige Verbindung, Propanthial-S-oxid, die sofort als feine Gaswolke von der Schnittfläche aufsteigt. Je mehr Zellen aufplatzen, desto mehr Gas entsteht - das ist der Grund, warum grobes Schneiden mit stumpfem Messer stärker reizt als ein sauberer Schnitt.
Warum ausgerechnet die Augen brennen und nicht die Nase
Das Gas verteilt sich zunächst breit in der Luft über dem Schneidebrett und erreicht Nase und Augen etwa gleichzeitig. Trotzdem tränen fast nur die Augen. Der Grund liegt im feuchten Tränenfilm, der die Augenoberfläche ständig bedeckt. Propanthial-S-oxid reagiert mit dem Wasser dieses Films chemisch weiter und bildet dabei in extrem geringer Konzentration Schwefelsäure. Diese Spuren reichen aus, um die empfindlichen Nervenenden des Trigeminusnervs auf der Augenoberfläche zu reizen. Der Körper reagiert darauf mit einem Reflex: Die Tränendrüsen produzieren vermehrt Flüssigkeit, um den Reizstoff sofort wieder auszuspülen. Die Nasenschleimhaut nimmt den Reizstoff zwar ebenfalls wahr, das äußert sich aber eher als stechender Geruch statt als Fließreflex, weil dort ein anderer Rezeptortyp und ein anderer Abtransportmechanismus arbeiten.
Warum die Zwiebel diesen Mechanismus überhaupt besitzt
Für die Pflanze ist das Ganze kein Zufall, sondern ein Abwehrsystem. Schwefelverbindungen dieser Art schützen die Zwiebel im Boden vor Fraßfeinden wie Insektenlarven und vor Pilzbefall: Sobald etwas in der Zwiebel beißt oder gräbt, verwandelt sich der Inhalt der aufgebissenen Zellen sofort in einen chemischen Reizstoff. Andere Vertreter der Lauch- und Knoblauchfamilie besitzen ähnliche Vorstufen, produzieren aber meist andere, weniger flüchtige Schwefelverbindungen, die eher scharf riechen und schmecken als Tränen auszulösen. Die Speiche-Zwiebel ist unter den bekannten Küchenpflanzen darauf spezialisiert, mit der Lacrimatory-Factor-Synthase gezielt jene besonders flüchtige, augenreizende Verbindung herzustellen. Das macht sie zur einzigen im Alltag verbreiteten Pflanze, die beim Schneiden zuverlässig Tränen auslöst.
Warum Kühlen und ein scharfes Messer wirklich helfen
Beide Tricks setzen an unterschiedlichen Stellen der Reaktion an. Enzyme arbeiten wie kleine chemische Maschinen, deren Geschwindigkeit stark von der Temperatur abhängt: Bei Kälte laufen die Reaktionsschritte spürbar langsamer ab, wodurch weniger Reizgas in der kurzen Zeit des Schneidens entsteht und mehr davon schon verflogen oder abgebaut ist, bevor es die Augen erreicht. Ein sehr scharfes Messer wirkt dagegen mechanisch: Es durchtrennt die Zellwände sauber, statt sie zu quetschen und aufzureißen. Dadurch platzen insgesamt weniger Zellen auf, Alliinase und Sulfoxide treffen seltener aufeinander, und es entsteht von vornherein weniger Gas.
Warum manche Menschen kaum weinen und andere sofort
Wie stark die Reaktion ausfällt, hängt von mehreren Faktoren ab. Zum einen schwankt der Gehalt an schwefelhaltigen Vorstufen zwischen Zwiebelsorten und sogar zwischen einzelnen Zwiebeln, abhängig etwa vom Schwefelgehalt des Bodens, auf dem sie gewachsen sind. Zum anderen ist die Empfindlichkeit der Augen und des Trigeminusnervs von Mensch zu Mensch unterschiedlich ausgeprägt, ähnlich wie beim Schärfeempfinden von Chili. Wer eine Zwiebel im Ganzen unter kaltem Wasser oder mit geöffnetem Fenster beziehungsweise Dunstabzug schneidet, reduziert zusätzlich die Menge an Gas, die überhaupt in Richtung Augen aufsteigen kann. Auch das Wurzelende zuletzt zu schneiden hilft, weil dort die höchste Konzentration der Reizstoffe sitzt.
Häufige Fragen
Warum tränen die Augen bei gekochten oder gebratenen Zwiebeln nicht?
Hitze zerstört die beteiligten Enzyme, sodass keine Reizgase mehr entstehen können. Deshalb reizt nur das Schneiden der rohen Zwiebel.
Hilft es, die Zwiebel unter fließendem Wasser zu schneiden?
Ja, das Wasser löst und verdünnt das Reizgas direkt an der Schnittstelle, sodass weniger davon zu den Augen aufsteigt.
Bringt eine Schutzbrille beim Zwiebelschneiden wirklich etwas?
Ja, eine eng anliegende Brille hält das Gas von der Augenoberfläche fern und verhindert damit die Reaktion mit dem Tränenfilm.
