Mengiris bawang bombay seringkali menjadi pengalaman yang kurang menyenangkan karena iritasi mata yang menyebabkannya mengeluarkan air mata. Namun, tahukah Anda bahwa fisika dapat memberikan solusi untuk masalah ini?

Sebuah studi terbaru dari Universitas Cornell mengungkap bagaimana karakteristik pisau yang digunakan saat memotong bawang bombay dapat memengaruhi jumlah aerosol yang dilepaskan ke udara. Aerosol ini mengandung syn-propanethial-S-oxide, senyawa volatil yang bertanggung jawab mengiritasi mata dan memicu produksi air mata. Penelitian ini tidak hanya mengidentifikasi penyebab iritasi, tetapi juga menyelidiki mekanisme bagaimana partikel aerosol kecil ini berperilaku setelah terlepas dari bawang.

Tim peneliti, yang dipimpin oleh Sunghwan Jung, menggunakan teknik Particle Tracking Velocimetry (PTV) berkecepatan tinggi dan Digital Image Correlation (DIC) yang dirancang khusus untuk memvisualisasikan dan mengukur aerosol yang dikeluarkan saat bawang dipotong. Mereka menciptakan sebuah alat yang menyerupai guillotine dengan bilah yang dapat dilepas untuk memotong seperempat bawang. Bawang tersebut dilapisi dengan cat semprot hitam untuk memudahkan pelacakan perubahan bentuk selama pemotongan dan visualisasi semprotan partikel.

Selain mengamati bawang, peneliti juga menggunakan mikroskop elektron untuk mengukur ketajaman bilah pisau yang digunakan, dengan lebar ujung bilah bervariasi antara 5 dan 200 mikrometer. Ketinggian bilah juga diatur untuk memvariasikan kecepatan pemotongan.

Hasil penelitian menunjukkan bahwa penggunaan pisau yang lebih tajam menghasilkan pelepasan partikel aerosol yang lebih sedikit dan lebih lambat. Hal ini disebabkan karena pisau tajam membutuhkan energi yang lebih kecil untuk memotong bawang. Sebaliknya, pisau tumpul menyebabkan kulit bawang lebih menekuk dan menghasilkan lebih banyak tekanan, yang kemudian menghasilkan lebih banyak partikel aerosol.

Para peneliti menjelaskan bahwa pemotongan bawang dengan pisau yang tidak diasah menghasilkan partikel cairan melalui dua tahap:

• Semburan awal yang didorong oleh tekanan internal.
• Fragmentasi ligamen yang lebih lambat di udara. Dalam beberapa kasus, partikel yang dikeluarkan oleh pisau tumpul mencapai kecepatan hingga 40 meter per detik.

Implikasi dari penelitian ini sangat jelas: untuk meminimalkan air mata saat memotong bawang bombay, gunakan pisau yang tajam dengan gerakan yang lambat dan terkendali.

Menariknya, penelitian ini juga menguji mitos populer bahwa mendinginkan bawang sebelum dipotong dapat mengurangi iritasi mata. Hasilnya justru menunjukkan sebaliknya; bawang yang didinginkan tampak melepaskan volume partikel yang lebih besar saat dipotong. Oleh karena itu, suhu bawang tidak menjadi faktor penentu dalam mengurangi iritasi mata.

Walaupun terlihat sepele, penelitian ini memiliki implikasi praktis yang lebih luas, terutama dalam konteks meminimalkan penyebaran patogen melalui udara di lingkungan dapur. Memahami mekanisme pelepasan aerosol saat memotong bawang dapat membantu mengembangkan strategi untuk mengurangi risiko kontaminasi dan meningkatkan kebersihan dapur.