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Pianta di vaniglia: biologia e processo produttivo

Qual è l’aroma più popolare nell’industria alimentare e profumiera? La vaniglia, senza dubbio[1]Vediamo allora di scoprire qualcosa di più su questo tesoro aromatico. Innanzitutto, la vaniglia porta il nome di Vanilla planifolia (anche detta Vanilla fragrans), più comunemente nota come vaniglia messicana o di Bourbon[3]. Questa spezia deriva dal baccello di un’orchidea, la cui coltivazione è tutt’altro che semplice[1, 2, 3].  Il valore commerciale di questa pianta è enorme: si tratta della spezia più costosa per unità di massa, nonché di una tra le più importanti al mondo a livello economico[1, 2, 4].

Nel 2001 furono vendute, sul mercato globale, circa 2300 tonnellate di baccelli di vaniglia, di cui il 95% riconducibile alla sola specie Vanilla planifolia[1, 2, 5]. E il restante 5%? Proviene da una specie affine, coltivata in Polinesia Francese: Vanilla tahitensis, o vaniglia di Tahiti[1, 5]. Ma torniamo a V. planifolia, vera protagonista dei mercati internazionali.

Morfologia della pianta di vaniglia

Vanilla planifolia è una pianta erbacea, un’orchidea rampicante perenne: questo significa che non sviluppa un tronco vero e proprio, si arrampica su alberi o piante ad alto fusto e può crescere indefinitamente.

Le foglie sono di forma ellittica-ottusa e crescono su uno stelo liscio. I fiori, dai petali e sepali lunghi e sottili, sono di colore verde pallido e possiedono una sorta di calice centrale (o labello) di colore bianco e giallo, al cui interno si trova il polline[3, 4]. La struttura florale presenta anche un rostello, ossia una barriera fisica per limitare il contatto tra organi maschili e femminili dello stesso fiore[5]. I baccelli della pianta sono il prodotto dell’impollinazione e contengono i semi. In termini tecnici, si tratta di capsule allungate tricarpellari, ovvero divise in tre sezioni (un po’ come nella banana).

Questi frutti ricordano alla vista i baccelli dei piselli (sebbene siano botanicamente differenti): sono strutture allungate, verdi, lisce e soprattutto… inodori! Servirà infatti una lunga lavorazione per conferire al prodotto l’aroma che noi tutti conosciamo[1, 2, 3, 4].

Distribuzione ed habitat

La vaniglia è una specie a distribuzione pantropicale, così come tutte le orchidee del genere Vanilla[1, 2, 3, 4]: in pratica, le piante si possono trovare su tutta la cintura di foreste pluviali a ridosso dell’Equatore e nelle aree appena sopra o sotto di esso.

La vaniglia è quindi una pianta che necessita di un clima molto caldo ed umido: le precipitazioni devono arrivare addirittura a 2500 mm annui perché possa prosperare! Questa specie cresce su substrati carsici, ricchi in carbonato di calcio o calcare, ad altezze di 250-750 m sul livello del mare. In natura è possibile trovare V. planifolia nello stesso territorio (ovvero in simpatria) di altre specie di vaniglia, che però non hanno valore commerciale[3]. Il periodo della fioritura si presenta tra marzo e maggio, al termine della stagione secca[3]. 

Impollinazione dei fiori e diffusione dei semi

V. planifolia è una specie definita “rara“: in natura, se ne possono reperire solo uno o due individui in un’area di 10 km²[1, 3]. Come mai è così difficile trovarla? Perché la sua impollinazione, nella foresta, avviene di rado: questo significa che produce pochi semi e, dunque, poche nuove piante ogni anno.

L‘impollinazione dei fiori è prettamente zoofila (ossia ad opera di animali), ma avviene appunto solo nell’1-3% dei casi. Si ipotizza che tale processo coinvolga formiche, api o colibrì. Tuttavia ci sono ancora dei dubbi in merito: per ciascun gruppo di animali sono state osservate visite occasionali ai fiori di vaniglia, ma la vera e propria impollinazione non è stata verificata in nessun caso. La diffusione dei semi di questa pianta avviene perlopiù ad opera di acqua ed aria e, si ipotizza, forse anche grazie al contributo di pipistrelli ed uccelli[5].

Coltivazione della vaniglia

La coltivazione della vaniglia avviene nei Paesi dell’America centrale, in Africa e nei Paesi dell’Oceano Indiano[1]. Lo scopo di questa pratica è la raccolta dei suoi preziosi frutti, vero dono di questa orchidea. La lunghezza del baccello alla raccolta varia tra 15 e 20 centimetri, mentre lo spessore tra 1 e 1,5 centimetri.

baccelli di vaniglia
Baccelli di vaniglia al momento della raccolta. (Fonte: Béa Beste, Pixabay).

V. planifolia ha una particolarità: la produzione di nuove piante coltivate non avviene per seme, bensì mediante propagazione vegetativa (o per talea); questo metodo consiste nella piantumazione di segmenti di piante già adulte e genera quindi individui geneticamente identici tra loro, ossia dei veri e propri cloni.

Tuttavia, sappiamo che senza riproduzione sessuale non sarebbe possibile ottenere i baccelli di vaniglia, contenenti i semi della pianta. Ma allora, come avviene la produzione artificiale di questi frutti? Il giorno della fioritura, ogni pianta viene fecondata manualmente con il proprio polline da un operatore. Questa tecnica è definita selfing, o auto-impollinazione, e fu ideata a circa metà del 1800 [1, 2, 3, 4].

Trattamento dei baccelli

Il baccello appena raccolto deve essere sottoposto a lavorazione prima della vendita, perché allo stato naturale è inodore. Vediamo brevemente come questo avviene.

  • Raccolta. I baccelli vengono prelevati manualmente.
  • Killing del baccello, la cosiddetta uccisione. E’ un processo che serve semplicemente a bloccare la crescita vegetativa del frutto, causando la disidratazione delle sue cellule e l’attivazione dei processi chimici-enzimatici necessari a liberare vanillina ed altri composti aromatici; queste sostanze sono infatti essenziali per ottenere il prodotto finale. Il killing si pratica immergendo il baccello in acqua calda (tra 60° e 80°C) o congelandolo; si può anche immergere in soluzioni a base di alcol (etanolo) o di soda caustica (idrossido di sodio, NaOH). I tempi di immersione e congelamento, così come la composizione della soluzione, variano a seconda del metodo scelto.
  • Sweating, o sudorazione. Durante questa fase il baccello assume la tipica colorazione scura a noi nota. L’esposizione giornaliera al sole è necessaria a scaldare il frutto, e la sera i baccelli vengono avvolti in strisce di tessuto e posti ad asciugare in contenitori chiusi.
  • Slow drying, essiccamento lento. Questa fase richiede diverse settimane.
  • Conditioning, o acclimatamento. Una volta pronti, i preziosi frutti verranno lasciati a riposare. Essi saranno poi divisi secondo consistenza, peso e lunghezza in categorie qualitative ben definite. Una volta classificati, saranno indirizzati ai rispettivi processi di trasformazione industriali (produzione di profumi o di prodotti alimentari), o alla vendita diretta[6].

Varietà di Vanilla planifolia

Esistono diverse cultivar di vaniglia, ovvero coltivazioni della stessa specie che però possiedono caratteri morfologici diversi tra loro (fenotipi). Un esempio affine è quello delle rose presenti nei nostri giardini: le piante di rosa possono produrre fiori di colori differenti a seconda della varietà, ma appartengono tutte alla stessa specie. Di seguito, ecco le quattro cultivar più note di vaniglia coltivate in Messico.

  • Mansa. Questa è la V. planifolia più diffusa e coltivata, e si ritiene sia la più antica tra tutte le varietà oggi esistenti[1]. È chiamata anche “Dura” o “Fina” e può essere divisa in due sottotipi, in base al colore di foglie e stelo: il sottotipo Amarilla ha piante gialle, mentre il sottotipo Verde possiede piante verdi[5].
  • Acayama. Questa cultivar è anche detta “Rayada” o “Variegata” e presenta strisce gialle sulle foglie e sullo stelo[1, 5].
  • Albomarginata. Si tratta di una cultivar dotata di foglie con margine bianco, e non esiste allo stato selvatico[1].
  • Oreja de Burro. Tale cultivar è morfologicamente simile al tipo “Mansa” ma risulta sterile con l’auto-impollinazione[5].

Nomi diversi, come Mestiza, Vainilla e Colibrì, ricorrono per le medesime cultivar in aree differenti o secondo soprannomi locali[1]. Anche nelle coltivazioni di vaniglia dell’isola di Réunion (un’isola francese a largo dell’Oceano Indiano e tra le maggiori produttrici di vaniglia a livello mondiale) sono state identificate ben sei varietà diverse, qui elencate[1].

  • Classique è uno dei fenotipi più diffusi sull’isola. Possiede foglie piatte verde chiaro, con baccelli che si restringono progressivamente verso le estremità.
  • Mexique è diffuso ampiamente, come il Classique. È dotato di foglie più scure, con una colorazione bluastra, una venatura centrale e bordi incurvati. I baccelli assumono forma cilindrica nella parte apicale.
  • Aiguille è il primo dei quattro fenotipi meno diffusi sull’isola. Si distingue dal Classique per le foglie ed i baccelli assai più sottili.
  • Grosse Vanille somiglia soprattutto ad un’altra specie di vaniglia, che viene coltivata solo a livello locale: V. pompona. Questa varietà possiede foglie e stelo più spessi e grandi del Classique.
  • Self-stèrile ha la stessa morfologia del Classique, tuttavia non si riproduce tramite auto-impollinazione.
  • Variegata possiede foglie con striature gialle e bianche[1].

L’ampio ventaglio di cultivar esistenti dimostra che la propagazione vegetativa dell’orchidea non ha interrotto del tutto la sua diversificazione a livello genetico[1].

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Differenze in foglie e baccelli tra le cultivar di vaniglia di Reunion Island. (Fonte: Bory S., 2008).

Storia della coltivazione e del commercio

Vanilla planifolia è originaria di Messico sudorientale, Guatemala, Belize e Costa Rica. Tuttavia la sua presenza in alcune aree mesoamericane resta dubbia. Si tratta infatti di una specie che, per l’osservatore, è difficile da distinguere rispetto ad altre dello stesso genere, e i dubbi aumentano in assenza del fiore. Le classificazioni più recenti si basano anche su indagini genetiche, per approfondire proprio la reale distribuzione di questa pianta e la sua storia antica[3, 4].

Ma ecco quel che sappiamo delle origini. Già gli Aztechi erano dediti alla raccolta ed al consumo dei baccelli di vaniglia; la selezione operata su questa straordinaria pianta potrebbe forse essere iniziata ancor prima, nelle terre dei Maya, intorno al 3400 a.C.[1, 3]. Sarebbe dunque avvenuto un vero e proprio processo di domesticazione per questa pianta.

I baccelli venivano usati dalla popolazione Azteca in due modi:

  • a scopo medicinale, come indicato in un erbario azteco del 1552;
  • come aroma per una bevanda calda a base di cacao, tenuta in gran conto tra i nobili.

Ebbene sì: la vaniglia è sempre stata associata al cacao, fin dacabori della sua storia[3]. Una volta aperta la via all’esplorazione delle Americhe, la spezia venne subito apprezzata anche dalla nobiltà europea. Erano gli inizi del 1800 quando il Marchese di Blandford donò V. planifolia alla serra di un gentiluomo inglese, appassionato di botanica, il signor Charles Greville. Dal suo nome deriva la dicitura di vaniglia “tipo Greville”, oggi identificata con la cultivar Mansa. A partire da questo esemplare di vaniglia, pare, furono avviate le prime coltivazioni nei Paesi dell’Oceano Indiano e in Indonesia[1].

Le prime piantagioni di vaniglia furono avviate nel 1767 dai Totonachi, nativi americani residenti nella regione messicana di Veracruz; le due città più produttive furono in particolare Papantla e Misantla, ancor oggi associate all’origine di V. planifolia.

A metà del 1800 il Messico divenne il produttore principale della spezia, surclassato poi dal Madagascar nel 1924. Oggi la maggior parte dei baccelli venduti sono ancora prodotti su quest’isola, seguita dall’Indonesia[1, 3]. I maggiori consumatori di vaniglia, a livello mondiale, sono attualmente Stati Uniti, Francia e Germania[3].

Curiosità evolutive sulla vaniglia

Vanilla planifolia appartiene alla famiglia delle Orchidaceae e alla sottofamiglia Vanilloideae. Il genere Vanilla è monofiletico, e sembra avere origini molto antiche: lo confermano i caratteri morfologici delle sue specie e la sua distribuzione pantropicale. La nascita di questo gruppo di piante risale addirittura a 65 milioni di anni fa, in un’epoca in cui i nostri continenti non possedevano ancora l’attuale posizione e conformazione[3, 5].

Un grande punto di domanda accompagna, inoltre, le molte varietà di vaniglia descritte… Come è possibile una tale diversificazione morfologica, quando la specie viene semplicemente clonata[1, 5]? Le ipotesi più accreditate per spiegare questo paradosso chiamano in causa:

  • la poliploidia, ovvero una condizione di assetto cromosomico multiplo della pianta (invece di possedere un cariotipo di 2n cromosomi, l’individuo ne possiede uno di 3n o 4n cromosomi, o anche di più), un fenomeno molto diffuso nel regno vegetale;
  • l’epigenetica, cioè un settore della genetica che studia i fenomeni ereditabili di attivazione e silenziamento di alcuni geni e che può indurre cambiamenti fenotipici (morfologici) mantenendo lo stesso genotipo[1, 5].

Conclusione

Vanilla planifolia è un’orchidea di rara eleganza, coltivata da più di due secoli ma anche poco conosciuta sotto vari punti di vista: la sua tassonomia e filogenesi, per esempio, sono ancora oggetto di ampio dibattito tra gli esperti. La sua rarità in natura e le continue minacce al suo habitat originario, a causa ad esempio della frammentazione delle foreste in cui vive, hanno fornito a questa specie addirittura uno status di protezione speciale in Messico[2, 4].

Referenze

  1. Bory S. et al. (2008). Patterns of introduction and diversification of Vanilla planifolia (Orchidaceae) in Reunion Island (Indian Ocean). American Journal of Botany, 95(7): 805-815;
  2. Besse P. et al. (2004). RAPD genetic diversity in cultivated vanilla: Vanilla planifolia, and relationships with V. tahitensis and V. pompona. Plant Science, 167: 379-385;
  3. Lubinsky P. et al. (2008). Origins and Dispersal of Cultivated Vanilla (Vanilla planifolia Jacks. [Orchidaceae]). Economic Botany, 62(2): 127-138;
  4. Villanueva-Viramontes S. et al. (2017). Wild Vanilla planifolia and its relatives in the Mexican Yucatan Peninsula: Systematic analyses with ISSR and ITS. Botanical Sciences, 95(2): 169-187;
  5. Bory S. et al. (2008). Biodiversity and preservation of vanilla: present state of knowledge.  Genetic Resources and Crop Evolution, 55: 551-571;
  6. Mariezcurrena M. D. et al. (2008). The effect of killing conditions on the structural changes in vanilla (Vanilla planifolia, Andrews) during the curing process. International Journal of Food Science and Technology, 43: 1452-1457.
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