Vanília, mint fűszernövény

A vanília növény származása, elterjedése

Napjainkban a vanília a világ harmadik legdrágább fűszere a sáfrány és a kardamom után. 1999-ben az ára 50 USD/kg volt, mely 2003-ra 500 USD/kg-ra emelkedett. Globálisan tekintve 2010-ben több mint 72 000 hektárnyi vanília bab került betakarításra, mely körülbelül 6680 t termésnek felel meg (Tan & Chin, 2015). 

Maga a vanília növény eredetileg Közép- és Dél-Amerika területeiről származik, ahol a Vanilla planifolia az egyetlen endemikus, orchideafélék családba tartozó faja. A vaníliát Mezo-Amerikában fedezték fel az 1300-as években. Már a korai maja kultúrában is fontos szerepet kapott ez a növény, amelyet gyógyításra is alkalmaztak. Európában való elterjedését követően főként olyan női problémák, mint a hisztéria és depresszió kezelésére használták, így főként az idegrendszert stimuláló hatása miatt vált elterjedtté (Bythrow, 2005).

Az aztékok például a Vanilla-t a vízből, kakaóbabból és fűszerekből készült speciális italuk ízesítésére is alkalmazták. A növényt elsőként Hernán Cortés spanyol konkvisztádor fedezte fel Mexikó területén, ahonnan azután spanyol gyarmatosítók közvetítésével jutott el először a vanília bab Európába 1510 körül.

A Vanilla planifolia globális elterjedése a kései 1500-as években kezdődött, amikor is számos szigeten és kontinensen vált a hagyományos fűszerek egyikévé, mint Martinique (1697), Guadalupe (1701), Madagaszkár (1842), Tahiti (1848), Puerto Rico (1909) és sok más területen egészen az 1800-as évek végéig. A termesztését akadályozó legnagyobb problémát az adta az európai botanikus kertekben, hogy nem voltak jelen a növény természetes beporzói – az arra megfelelő méhfaj –, így más módot kellett arra találni. Ezt a gondot 1837-ben Charles Morren belga botanikus oldotta meg, akinek módszerét Edmond Albius réunioni kertész 1841-ben tökéletesítette (Chambers et al., 2019). A növény megtermékenyítésére még napjainkban is ezt a módszert használják. Egy kis pálcikával megemelik a virág szárnyát, majd hüvelyujjal a pollent a ragacsos bibére kenik. 

Így ez a Mexikóban őshonos növény hiába került már 1520-ban Európába, termesztése csak 300 évvel később, a megfelelő beporzási módszer felfedezése után kezdődött meg (Frenkel & Frenkel, 2008).

A vanília rendszertani besorolása, morfológiai jellemzői

A növény tudományos nevében a Vanilla szó spanyol eredetű, mely a vainilla szóból származik, aminek jelentése „kis héj”, utalva a hosszúkás és karcsú termés kinézetére. A planifolia fajnév főként a feltűnően kerekded alakú levelekre utal. A vanília az egyszikűek osztályába (classis Liliopsida), azon belül is a kosborfélék családjába (familia Orchidaceae) tartozik, amely összesen 826 nemzetséget és az azokba sorolható több mint 25 000 növényfajt foglalja magába. Az orchideafélék a virágzó növények körülbelül 7%-át teszik ki. A Vanilla-nak közel 110 faja ismert, melyek közül a V. planifolia Jacks. ex Andrews-t (V. fragrans), a guyanai esőerdőkben honos V. pompona Schiede-t, a karibi térségben a V. tahitensis J. W. Moore-t, míg Brazíliában a V. chamissonis fajtát termesztik. Az évente termelt, 5000–10 000 metrikus t mennyiségű vanília babnak körülbelül 95%-át a V. planifolia faj adja (Tan & Chin, 2015), ami a közismert Bourbon vanília néven kerül forgalomba.

Botanikai jellemzőit tekintve elmondható, hogy a V. planifolia diploid, vagyis kettős kromoszóma készlettel rendelkező növény (2n=32). A vanília növények évelő, kúszó orchideák, melyek vékony, hengeres alakú szukkulens zöld szárral rendelkeznek, ami képes farönkökön vagy más támasztó szerkezeteken akár 10–15 m magasságig is felkapaszkodni. A Vanilla termesztése meleg, páradús, többnyire trópusi klímájú területeken történik, ahol az átlagos éves csapadékmennyiség 150–300 cm között mozog. Az intenzív esőzések hatására a Vanilla növények fokozottan kitettek a penészgombák és a gyökérrothasztó kórokozók általi fertőzéseknek, mely körülmények jelentősen csökkentik a virágok méretét és terméshozamát. A növény számára a 24–30 °C közötti hőmérséklet mondható ideálisnak. Többféle talajtípus is megfelelő számára, a homokostól egészen a vörös agyagosig. A Vanilla, ahogyan a legtöbb orchidea faj, árnyékkedvelő növény, így az 50–60%-os árnyékoltságot kedveli. Az erős napfénynek való kitettség hatására az apikális rügyek (szár végén található rügyek) nedvességet veszítenek és a vesszők fejlődése visszamaradottá válik. Ugyanakkor a túlzott árnyékban való termesztés szintén káros lehet, melynek hatására a szár elvékonyodik, kevesebb virág és termés alakul ki a növényeken, a babok kisebb méretűek (Tan & Chin, 2015).

A növény gyökerei hosszú, fehéres léggyökerek, melyek átmérője körülbelül 2 mm. A levelek nagy méretűek, kerekded alakúak, melyeket érdes felszín és fényes zöld szín jellemez. Hosszuk 10–23 cm között mozog, és általában 4–6 cm-re találhatóak egymástól. A virágok általában axillárisan, csoportokban helyezkednek el, és az ültetéstől számított 2–3 évet követően várható az első virágzás. A virágok nagy méretűek, viaszosak és illatosak, halványsárga színűek, átmérőjűk 5 cm. Felépítésüket tekintve megfigyelhető az orchideákra jellemző struktúra. A virágtakaró levelek egyneműek, melyet 2 körben elhelyezkedő 6 lepellevél alkot. A gyakran nem feltűnő színű külső lepelleveleket csészének, míg a belsőket szirmoknak nevezik, melynek egyik módosult levele a mézajak. A virágzó növények százalékos aránya évről évre változik. Mexikóban az első évben a növények mindössze 27%-a hoz virágot, míg ez az arány a harmadik virágzási évben eléri a 97%-ot. Az erősen virágos évet általában egy csökkent virágzású év követi a kevesebb számú virágos hajtás miatt. Jellemzően mindössze 1–3 virág nyílik ki egyszerre, melyek általában 1 napig élnek. Éppen ezért kiemelten fontos, hogy a beporzás a megtermékenyítés szempontjából ideális időpontban történjen a termés kifejlődéséhez. Ausztrália északi területein a virágzás például október–december hónapokra tehető, míg Mexikóban főként márciustól májusig tart ez az időszak (Tan & Chin, 2015).

A termés (V. fructus) egy függő tok, mely 10–20 cm hosszú és 3–10 mm vastag. A teljesen érett tokok általában zöldes sárga színűek és a virágzást követően 8–9 hónappal érnek be, amikor is színük feketévé válik és erős aromát bocsátanak ki. Az érett babokat szüretelik, majd körülbelül 3–6 hónapos, négy lépéses (elölés, izzasztás, szárítás és kondicionálás) szárítási folyamaton mennek keresztül, melynek célja a vanília aroma természetes enzimreakciók révén való indukálása és a hosszabb eltarthatóság elérése (Tan & Chin, 2015).

Az elölés fázis alapvető célja a vanília bab vegetatív életének megszüntetése és az alapvető celluláris, valamint szöveti szerveződés megbontása. Ennek során főként napon vagy sütőben való szárítást és forró vízzel való forrázást alkalmaznak. Ezt követően következik az izzasztás vagy szaunázás lépése, mely során magas páratartalomnak és 45–65 °C-os hőmérsékletnek teszik ki a babokat 7–10 napig. Ezen időszakban jelennek meg a fűszer jellemző aromái és ismert barna színe. A mikroorganizmusok elleni fertőzések elkerüléséhez fontos, hogy az ekkor még 60–70% nedvességtartalmú babokat addig szárítsák, míg elérik a 25–30%-os értéket. Mindezzel csökkennek a kedvezőtlen enzimaktivitások és biokémiai változások is. A szárított babokat ezután több hónapon át zárt dobozban érlelik. Magát a vanília fűszert ezen szárított babokból extrahálják átszivárogtatásos módszerrel vagy extrakciós éterikus olajok segítségével (Tan & Chin, 2015).

Az átszivárogtatásos módszernél egy áramoltatott oldószerrel, mely lehet etanol-víz elegye 35–50:65:50 (v/v) arányban, mossák a babokat vákuum alatt. Ez a folyamat körülbelül 48–72 órát vesz igénybe. Az olaj extrakciós módszer esetében először az egész babokat porítják, majd ezt követően történik a vákuum alatti etanolos cirkuláció 45 °C-on. A felesleges alkoholt ezután evaporációval távolítják el, így a teljes folyamat körülbelül 8–9 napot vesz igénybe (Tan & Chin, 2015).

A reproduktív sajátosságokat tekintve a V. planifolia virágai hermafroditák, önmegtermékenyítésre képesek, azonban nem képesek önbeporzásra, melynek fő oka a virág zárt struktúrája. A beporzás csak is külső segítséggel történhet, melyet általában méhek vagy kolibrik végeznek. Mexikóban a Vanilla virágoknak mindössze 1%-a porzódik így be, mivel ezek előfordulása ritka és csupán Dél- és Közép-Amerikában találhatóak meg. Éppen ezért a növény termesztéséhez számos országban elengedhetetlen a fentebb már ismertetett kézi beporzó módszer. Ezen mesterséges beporzás a virág reggeli órákban történő kinyílásától a délutáni becsukódásig végezhető. Egy gyakorlott ember akár 1000–1500 virágot is beporozhat 5–7 óra leforgása alatt (Tan & Chin, 2015).

A vanília farmok működése

A V. planifolia Andr. az egyik legfontosabb fűszernövény az egész világon, melyet gyakran okkal neveznek a fűszerek hercegének. Általában főként termésükért termesztik, amelyből a népszerű  vaníliát állítják elő. Mindezt jól mutatja, hogy 2006-ban több mint 37 525 ha terület került művelés alá, melyen 4403 t terményt takarítottak be. A művelt terület 2010-ben már elérte a 72 412 ha-t, míg a rajta megtermelt termény mennyisége a 9800 metrikus tonnát.

Jelenleg a világ fő vanília termesztő országai Indonézia, Madagaszkár, Kína, Mexikó, Costa Rica. Mindezek közül kiemelkedik Indonézia és Madagaszkár, ahol a világviszonylatban előállított termény mennyiségének 90%-át termelik. Habár Mexikó, a növény hazája, egészen a 19. század közepéig élen járt a termelésben, 2006-ban jelentősen visszaesett a bab mennyisége az extrém időjárási viszonyoknak köszönhetően, mint a trópusi ciklonok és hurrikánok. Ezt követőn Madagaszkár vált a világ legnagyobb vanília termelőjévé, 1985-ben ugyanis 26 610 ha-on 1400 metrikus t terményt termeltek, amit azután egy intenzív gombafertőzés vetett vissza, melyet a mikotoxint termelő Fusarium fajok elterjedése okozott (Tan & Chin, 2015).

A Vanilla növény termesztése többféle módon történhet, ez lehet extenzív, félintenzív és intenzív, de akár hidropóniás is, azonban minden esetben fontos tisztában lenni a növény igényeivel. Mivel egy trópusi orchideafajtáról van szó, a farmokon elengedhetetlen a magas páratartalom, az árnyékolás, a mérsékelt hőmérséklet és a megfelelő fa, támaszték (amire felkúszik) biztosítása. A szaporítás főként a lemetszett ágak dugványozásával történik, mert a magról való szaporítás, azok kicsiny mérete miatt, körülményes. A metszés során két opció áll rendelkezésre: a hosszú vagy rövid vágás. A hosszú vágások már a második évben virágozhatnak, míg a rövidebbek virágzása a harmadik évben várható. Ugyanakkor a hosszabb vesszők növekedése jóval lassabb a rövidebbekhez képest. Természetesen a lemetszett rész hosszát befolyásolja az is, hogy mekkora növényi rész áll rendelkezésre, és mekkora az ültetésre szánt hely. A szár metszése esetén javasolt 8–10 internóduszt hagyni, ugyanis ezek a vesszők hamarabb kezdenek virágzásba. A növények ültetésének ideális körülményei közül fontos a megfelelő páratartalom és az olyan időjárási körülmények, amikor nem túl esős, de nem is túl száraz az idő. A farmokon fontos, mivel kúszó növényről van szó, hogy megfelelő fát vagy támasztó karót biztosítsanak számára. A jól kontrollált körülmények, az üvegházak és árnyékolóhálók alkalmazása mind-mind segítheti a terméshozam emelkedését.

Napjainkra létrejött az első okos vaníliafarm is, mely Malajziában, Penang területén található, egy  0,8 ha-nyi területen jelenleg 1000 vanília orchidea egyeddel. A cég legfőbb célja, hogy fokozatosan elérjék a 8000 darabot. A farmon olyan rendszer került kidolgozásra, mely képes a környezet monitorozására, és ezáltal a Vanilla planifolia számára a legmegfelelőbb körülmények biztosítására. Az így elérhető nagy termésmennyiség a későbbiekben lehetővé teszi a termék exportra történő előállítását is.

A természetes és szintetikus vanília kémiai összetételének bemutatása

A vanília bab több mint 300 egyedi kemikáliát tartalmaz, melyek közül 170 illékony aromás komponens. Fő komponensei a vanillin, vanillinsav, vanillil-alkohol. A természetes vanillin (4-hiroxi-3-metoxibenzaldehid) a vanília babokból extrahálható legáltalánosabb ízanyag. Leginkább fagylaltok, italok, ételek ízesítésénél használják. Emellett a természetes vanillin számos, egészségügyi szempontból is előnyös sajátossággal bír, mint antioxidáns és antimikrobiális hatású anyag (Tan & Chin, 2015). Mennyiségét tekintve körülbelül 20 g vanillin található minden 1 kg száraz súlyú babban. Ugyanakkor a vanillin kisebb mennyiségben olyan növényekben is megtalálható, mint a dohány és egyes gyümölcsök (narancs, grapefruit). Emellett lehetőség van a vanillin szintetikus előállítására is, habár élelmiszer-biztonsági okokból továbbra is a természetes vanillin alkalmazása a legnépszerűbb. 

A fő problémát azonban az jelenti, hogy a Vanilla növény termesztése rendkívül körülményes, és körülbelül 600 emberi kéz szükséges annyi beporzás elvégzéséhez, amellyel 1 kg szárított vanília bab előállítható. A babok kezelése és előállítása is körülményes és időigényes. Ugyanakkor az élelmiszerpiac vanília iránti kereslete óriási, melyet a farmon történő termelés nem képes kielégíteni. A szintetikusan előállított vanília egy alternatív, kémiai formája a természetes vaníliának, melyet főként petrol-kemikáliák és a papíripar melléktermékeinek felhasználásával állítanak elő, és főként a költségek csökkentése miatt is alkalmazzák. Előnyei, hogy olcsóbb, bárhol elérhető és alkalmas az élelmiszeripari alkalmazásban is. Mind a természetes, mind a szintetikus vanília fő kémiai anyaga a vanillin. A természetes vanillin sokkal aromásabb, ugyanis a szintetikusan előállított változat nem tartalmazza a többi, természetes vaníliában megtalálható egyéb ízanyagokat. A szintetikus vaníliának két típusa ismert. A lignin-alapú vanillin cellulózból készül, így aromásabb, ízesebb, míg a gvajakol-alapú sokkal költséghatékonyabb. A szintetikus vanília számos egyéb, kémiai adalékanyagot is tartalmaz, melyek fokozzák az aroma erősségét. A szintetikus vanília hátránya, hogy bár elhanyagolható mennyiségben, de neurotoxinokat tartalmazhat, melyek az agysejtek károsítására, elpusztítására képesek. Ugyanakkor az etil-vanillin allergiás reakciókat, valamint szem- és bőrirritációt okozhat, illetve károsan hathat a légzőszervrendszer egészségére is (Vijayalakshmi és mtsai., 2019).

A vanília felhasználási lehetőségei

A vanília méltán népszerű fűszer világszerte. Emellett már a 13. században rájöttek, hogy számos előnyös egészségügyi sajátossággal és gyógyító hatással is bír. Igaz, hogy a szintetikus vanília előállítása kevésbé költséges és sokkal gyorsabb, ugyanakkor nem rendelkezik azon előnyös hatásokkal, mint a természetes vanília. A vaníliát világszerte alkalmazzák régóta terápiás célokra. Tanulmányok igazolták, hogy a vanília nyugtató hatással bír, segíti az alvási zavarok leküzdését belégzés útján, alacsony kalóriatartalmának köszönhetően hozzájárul a cukorbevitel csökkentéséhez. Adalékanyagként alkalmazva csökkenti a vér magas cukorszintjét, a benne található alkoholok pedig enyhítik a fogfáját, míg antioxidáns tartalma révén elősegíti a gyógyulási folyamatokat. Mindemellett a vanília extraktum számos ásványi anyagot is tartalmaz, mint a kalcium, magnézium, foszfor és kálium.

Hatásai közül kiemelendő, hogy a vanília aktív komponensei segítik a fertőzések kezelését. Antioxidáns aktivitását a természetes vanília extraktumban fellelhető vanillinsavnak és vanillinnak köszönheti, amely védi a testet az olyan káros komponensektől, mint a szabadgyökök és toxinok. Az olyan aktív komponensek, mind a flavonoidok és alkaloidok, antimikrobiális hatással bírnak, így a Vanilla növény fontos része az újgenerációs antimikrobiális anyagok kutatásának. Gyulladáscsökkentő aktivitásának köszönhetően hozzájárul különböző szervek, mint például a máj egészségéhez is (Vijayalakshmi és mtsai., 2019).

A vanília fenntarthatósága

A vanília termesztésének fenntarthatósága, csakúgy, mint a kakaóé vagy kávéé, megkérdőjelezhető. Az ezeket termelő trópusi országokra jellemző, hogy jelentős a kistermelők száma, akiknek ezen növények termesztése megbízható jövedelemforrásként szolgál. Ugyanakkor ez jelentős mértékben megváltoztatja a földhasználatot. Napjainkban jellemző, hogy igyekeznek a termesztést árnyékot adó fás területeken megoldani, kombinálva az erdő és a termesztendő növényeket. A termelők úgy gondolják, hogy elősegítheti az ökológiailag fenntartható termesztés kialakítását. Az aljnövényzet ezen gazdasági növényekkel történő helyettesítése azonban rendkívül negatív hatást gyakorolhat az ökoszisztémára, ugyanis az aljnövényzet teljes kiirtása számos növény- és állatfajt sodorhat veszélybe. Fontos, hogy a fajokban gazdag trópusi esőerdőket ne alakítsuk át vaníliaültetvényekké, helyette javasolják a nyílt területen fekvő, vágott erdőterületek betelepítését.

A vanília veszélyeztetettsége

A vanília vadon élő rokonait mára már a kihalás veszélye fenyegeti, mely főként a Dél- és Közép-Amerikában őshonos Vanilla fajokat érinti, ugyanis a régióban található mind a nyolc vadon élő faj veszélyeztetett (EN) vagy súlyosan veszélyeztetett (CR) fajként került feltüntetésre a Természetvédelmi Világszövetség (IUCN) Vörös Listáján. Az előrejelzések szerint a terméshozamok jelentős csökkenése várható, mely főként az átlaghőmérséklet nagymértékű emelkedésének köszönhető. A tervek szerint a vadon élő fajoknak nemesítési programok keretein belül igyekeznek majd segíteni az új körülményekhez való alkalmazkodást, így mentve meg azokat. További gondot jelent a talajok sótartalmának változása, és az éghajlatváltozás következményeként a kártevők és betegségek megjelenése, mely rendkívüli hatást gyakorolhat az olyan termesztett növényekre is, mint a Vanilla, így a jövőben akár a piaci hiány kialakulása is várható. Problémát jelent a vadon élő fajok szempontjából továbbá az élőhelyek átalakulása mellett az invazív fajok megjelenése, a genetikailag módosított növényekből származó szennyeződések, a betakarítás nem fenntartható módja, illetve a fakitermelés. Éppen ezért kiemelten fontos, hogy a kultúrnövények, mint amilyen a Vanilla is, vadon élő fajainak genetikai sokféleségének képviselete jelentősebb hangsúlyt kapjon a génbankokban.