No diría que cambian significativamente más que cualquier otro alimento durante el proceso de cocción. Supongo que dado que usamos cebollas más para agregar sabor (como el ajo) que para agregar sustancia (cosas de coles de Bruselas), ¿acaso tendemos a notar más los cambios en el sabor?
Aún así, las cebollas reaccionan al calor de la misma manera que la mayoría de los otros alimentos. Del mismo modo que el calor descompone el tejido conectivo de la carne (que es la razón por la que mantenemos los cortes duros por mucho tiempo), el calor ablanda y suaviza las cebollas. Siga aplicando calor y la reacción de Maillard se inicia en azúcares caramelizados creando un sabor a nuez y un profundo color marrón, al igual que cuando cocinamos un bistec o tostamos una rebanada de pan. El calor también hace que el agua se evapore reduciendo los alimentos e intensificando el sabor (llamamos a este proceso “sudar” la cebolla). Es por eso que una olla grande en rodajas de cebollas crudas cocina hasta aproximadamente el 25% de su volumen, y por qué una pechuga de pollo sin cocer de 150 g solo pesa unos 100 g una vez cocinada.
Si me equivoco y las cebollas son una anomalía en la forma en que reaccionan al calor, estaría muy interesado en que me corrijan.
Si estás interesado en la ciencia de los alimentos, echa un vistazo a Sobre la comida y la cocina de Harold McGee, el mejor libro sobre química en la cocina que he visto.