Schimmels geven smaak aan vanille
Schimmels die zich in vanilleplanten nestelen, spelen een rol bij het ontstaan van de smaak en geur van vanille. Dat blijkt uit onderzoek van Shahnoo Khoyratty van het Instituut Biologie Leiden. Promotie op 27 oktober.
Vanille is wereldwijd de meest populaire smaak die we kennen. Ook in de cosmetische en farmaceutische industrie is vanille een gewild product, waar het onder meer in parfums en in medicijnen wordt verwerkt. De enige bron van vanille is de vanille-orchidee, die op tropische plekken zoals Madagaskar, Indonesië en Mexico wordt geteeld. Shahnoo Khoyratty voerde bij het Instituut Biologie Leiden promotieonderzoek uit naar de rol die schimmels in de plant spelen bij de totstandkoming van de vanillesmaak.
Identiek, maar toch verschillend
Vanilleplanten worden niet vermeerderd via zaad, maar door ze te stekken. Daardoor zijn de planten genetisch identiek. Toch kan de smaak van vanille per plant verschillen. Volgens Khoyratty’s promotor Robert Verpoorte, emeritus hoogleraar Farmacognosie, hebben de smaakverschillen niet alleen te maken met de groeiomstandigheden van de planten. Ook de schimmels – endofyten – die zich in de plant genesteld hebben, spelen een rol.
Promovendus Khoyratty onderzocht welke endofyten er op vanilleplanten en –bonen voorkomen op het eiland Réunion bij Madagaskar. Hij ontdekte dat bladeren en bonen verschillende endofytische schimmels bevatten, met duidelijke verschillen tussen de bladeren en bonen en tussen individuele planten. Ook blijken planten uit verschillende regio’s andere samenstellingen van endofyten te hebben.
Complexe smaak
Khoyratty onderzocht of de endofyten invloed hebben op de vorming van de smaakstoffen. Hij isoleerde en testte verschillende endofyten tijdens een in vitro-studie in het laboratorium. Meerdere endofyten bleken in staat om een stapje in de biosynthese van vanille uit te voeren. De natuurlijke vanillesmaak uit bonen hangt af van meer dan 250 verschillende componenten. Qua hoeveelheid is vanilline daarvan de belangrijkste stof. Khoyratty ontdekte een endofyt die ferulazuur – een stof die in de plant zit – kan omzetten in vanilline. Een andere schimmel bleek vanilline om te zetten in vanilline-alcohol. Deze stof zorgt voor de typische smaak van bourbonvanille, een kwalitatief hoogstaand type vanille.
Samenwerking
Geen van de onderzochte schimmels was in staat de complete biosynthese van vanille uit te voeren, maar ze konden wel verschillende stappen in het proces doen. ‘In hoeverre de schimmels betrokken zijn in de hele biosynthese is een vraag die open blijft’, aldus Verpoorte. ‘Het kan zijn dat de plant ferulazuur aanlevert en de schimmels de rest doen, of dat het een samenwerking is tussen plant en schimmels. Er valt nog veel onderzoek te doen.’
Headerafbeelding: vanillebonen liggen te drogen op het eiland Réunion. Foto: Ekrem Canli CC BY-SA 3.0.
Vanillesmaak uit de industrie
De productie van vanille uit de vanille-orchidee Vanilla planifolia is zeer arbeidsintensief en complex; de orchideeën worden handmatig bestoven en de bonen ondergaan na de oogst een langdurig fermentatieproces. De vraag naar vanillesmaak is vele malen groter dan het aanbod van natuurlijke vanille. De industrie gebruikt het grootste deel in coladranken en ijs. Sinds de jaren 20 van de vorige eeuw wordt de stof vanilline chemisch geproduceerd. Daar is in de jaren 70 een biotechnologische productiemethode bijgekomen waarbij micro-organismen vanilline produceren op basis van lignine, een bijproduct uit de papierindustrie. Ook wordt ferulazuur uit een natuurlijke bron omgezet in vanilline met behulp van micro-organismen. De synthetische vanilline en de vanilline uit de biotechnologie hebben een minder rijke smaak dan de vanillebonen, maar zijn veel goedkoper om te produceren. Minder dan 1 procent van de geproduceerde vanillesmaak is afkomstig van vanillebonen.