大蒜“辣眼睛”的化學真相完全圍繞著蒜氨酸酶以及它催化產生的一種關鍵揮發性物質——丙硫醛-S-氧化物展開。這個過程非常迅速且高效，具體步驟如下：
細胞結構的破壞：
- 當你切開、壓碎或咀嚼大蒜瓣時，會破壞其細胞結構。
- 大蒜細胞中，蒜氨酸主要儲存在細胞質中，而蒜氨酸酶則儲存在液泡（一種細胞器）中。
- 細胞破裂導致兩者混合接觸。
蒜氨酸酶催化反應的啟動：
- 蒜氨酸酶是一種高度特異性的水解酶。
- 它立即催化其天然底物蒜氨酸發生反應。
- 蒜氨酸的結構是 S-烯丙基-L-半胱氨酸亞砜。蒜氨酸酶的作用是裂解這個分子。
關鍵中間體——次磺酸的生成：
- 蒜氨酸酶催化蒜氨酸水解，產生幾種產物：
- 不穩定的次磺酸中間體： 主要是 2-丙烯基亞磺酸。這是整個反應中最關鍵、最不穩定的中間產物。
- 丙酮酸
- 氨
催淚因子——丙硫醛-S-氧化物的形成：
- 2-丙烯基亞磺酸極其不穩定，它不會長時間存在。
- 在常溫下（尤其是沒有其他蛋白質結合的情況下），這個次磺酸會自發地、非常快速地進行分子重排。
- 重排的結果就是生成丙硫醛-S-氧化物。其化學式為 CH?-CH?-CH=S=O (或寫作 C?H?OS)。
- 丙硫醛-S-氧化物就是導致“辣眼睛”的罪魁禍首，被稱為“催淚因子”。
“辣眼睛”的生理過程：
- 丙硫醛-S-氧化物是一種揮發性、高反應活性的有機硫化合物。
- 當大蒜被切開壓碎時，LF 會迅速揮發到空氣中。
- 這些揮發物接觸到你的眼睛后，會溶解在覆蓋在眼球表面的淚膜中。
- 溶解的 LF 會與角膜和結膜上的神經末梢發生化學反應（主要是與神經末梢上的水分子或含巰基的分子反應）。
- 這種反應強烈刺激了感覺神經末梢（特別是激活了瞬時受體電位錨定蛋白1通道）。
- 受刺激的神經末梢向大腦發送信號，大腦將其解讀為“有刺激物入侵眼睛”。
- 作為保護性反射，大腦會命令淚腺分泌大量淚水來沖洗稀釋刺激物，這就是你“淚流滿面”的原因。
總結一下關鍵點：
- 核心酶： 蒜氨酸酶。
- 起始底物： 蒜氨酸。
- 關鍵中間體： 不穩定的次磺酸 (2-丙烯基亞磺酸)。
- 催淚物質： 次磺酸自發重排生成的丙硫醛-S-氧化物。
- 作用機制： 催淚因子揮發 -> 溶解于眼表淚液 -> 刺激角膜神經末梢 -> 觸發淚腺分泌反射。
與洋蔥的區別：
洋蔥辣眼睛的原理幾乎完全相同，也是蒜氨酸酶家族（同工酶）催化其自身的蒜氨酸類似物（S-1-丙烯基-L-半胱氨酸亞砜）生成了同分異構的催淚因子（丙硫醛-S-氧化物）。大蒜和洋蔥產生的 LF 化學式相同，但大蒜中通常伴隨產生更多的大蒜素，LF 的絕對量可能相對洋蔥少一些，但原理完全一致。
所以，下次切大蒜流淚時，你就知道是蒜氨酸酶在幾秒鐘內催化生成的“丙硫醛-S-氧化物”這個小分子在作怪了！
