Vanilla

Vanilla adalah pemberi rasa yang dihasilkan dari tanaman genus Vanilla, terutama Vanilla planifolia. Kata "vanilla"diturunkan dari bahasa Spanyol, vaina yang memiliki arti "polong", karena bentuk buah vanila adalah polong. Tumbuhan ini pertama kali dibudidayakan oleh masyarakat Aztec Mesoamerika yang menyebut tanaman ini dengan nama tlilxochitl. Hernán Cortés membawa vanilla bersama dengan cokelat ke Eropa pasca penjelajahannya di benua Amerika. Vanilla oleh masyarakat Mesoamerika digunakan sebagai salah satu bumbu utama bagi minuman cokelat.
Usaha awal untuk membudidayakan vanilla tergolong sulit karena vanilla membutuhkan lebah Melipona yang hanya berada di Amerika Tengah. Seorang pakar botani asal Belgia yang pertama kali menemukan hal ini dan berusaha mencari cara untuk melakukan penyerbukan vanilla secara buatan, namun usahanya tidak memuaskan. Metode penyerbukan buatan yang sederhana justru ditemukan oleh seorang budak di pulau Réunion, Edmond Albius, pada tahun 1841 dan menyebabkan vanilla mulai dibudidayakan secara luas. Tanaman vanilla sendiri masuk ke Indonesia mulai pada tahun 1819 dibawa oleh ahli botani berkebangsaan Belanda bernama Marchal dan pertama kali ditanam di Kebun Raya Bogor. 
Ada tiga spesies utama vanilla yang saat ini dikembangkan, dan semuanya merupakan tumbuhan yang dibawa dari Amerika Tengah. Vanilla planifolia dibudidayakan di Madagaskar, Réunion, dan kawasan tropis lainnya di sekitar Samudera Hindia; Vanilla tahitensis, dibudidayakan di Pasifik Selatan, dan Vanilla pompona dibudidayakan di Samudra Hindia barat, Amerika Tengah, dan Amerika Latin. V. planifolia adalah yang paling banyak dibudidayakan di dunia. Vanilla planifolia menghasilkan ekstrak vanilla terbanyak dibandingkan kedua spesies tersebut.
Vanilla merupakan salah satu jenis rempah yang paling penting dan mahal di dunia setelah saffron dan cardamom karena vanilla membutuhkan banyak tenaga kerja untuk mendapatkannya. Di Amerika Selatan, tumbuhan Leptotes bicolor digunakan sebagai pengganti vanilla. Vanila banyak dimanfaatkan polongnya untuk rempah dan juga untuk aromanya. Tanaman ini banyak dimanfaatkan pada industri makanan (60%), kosmetik (33%), dan sebagai bahan aromaterapi (7%). Secara tradisional tanaman vanila digunakan untuk pengobatan beberapa penyakit seperti dysmenorrhea, demam, hysteria, dyspepsia, pencegahan karies gigi, pengobatan sakit gigi, batuk, dan juga sakit perut. Tanaman ini dikenal memiliki efek antispasmodic, antiinflamasi, dan analgesik.

Biologi

Seperti kebanyakan anggrek lainnya, vanila tumbuh dengan memerlukan tanaman lain sebagai sarana penjalaran tanaman atau pelindung dari sinar matahari langsung. Vanila tumbuh optimum pada rasio bayangan sekitar 50-60%. Tanaman pelindung ini harus cepat rimbun, mudah dipangkas, daunnya tidak mudah gugur, tahan hama, dan sistem perakarannya dalam seperti tanaman lamtoro atau dadap. Di Reunion, tumbuhan ini dipelihara bersama dengan pemeliharaan hutan (wanatani). Sebetulnya vanilla mampu melakukan penyerbukan sendiri atau dibantu oleh lebah dan burung kolibri. Namun penyerbukan ini sulit untuk dilakukan karena ukuran serbuk sari vanila yang besar sehingga biasanya penyerbukannya dilakukan oleh manusia dan sangat memakan tenaga. Tumbuhan ini hanya berbunga selama sehari, sehingga buruh perkebunan harus memeriksa setiap hari untuk melakukan penyerbukan buatan. Selain itu proses panen dan pengemasan juga masih dilakukan oleh tenaga manusia sehingga sangat tidak efisien. Inilah yang menjadikan perkebunan vanilla padat karya.
Vanila dapat tumbuh pada ketinggian 0-1500 mdpl. Di daerah asalnya, vanila tumbuh di hutan hujan tropis dengan curah hujan sekitar 1500-3000 mm/tahun dengan suhu sekitar 15-30ᵒC dan kelembaban yang tinggi. Faktor curah hujan dan suhu menjadi faktor penentu bagi pertumbuhan vanila.  Vanila harus ditanami pada tempat yang memiliki bulan basah selama 7-8 bulan setahun dengan bulan kering sekitar 2-3 bulan setiap tahunnya. Vanila akan mengalami kematian jika terjadi bulan kering 4 bulan berturut-turut dalam setahun tanpa ada penyiraman Tanah sebagai medium tumbuh vanila harus cukup subur dengan unsur hara yang tinggi dan air yang tidak boleh menggenang. Pada kondisi tanah berlempung perlu ditambahkan pasir agar kelembaban yang berlebih dapat dikurangi. Penambahan pupuk organik dan anorganik dapat dilakukan agar vanila tumbuh dengan subur, membuat tanah menjadi gembur, dan mempertahankan kelembaban tanah.
Buahnya merupakan kapsul yang memanjang yang ketika telah masak, akan membuka bagian ujungnya, mengering, dan mengeluarkan aroma yang khas.
Biji tumbuhan ini tidak akan berkecambah tanpa bantuan fungi mikoriza anggrek. Sehingga pembudidaya tidak memperbanyak melalui biji melainkan dari secara stek.

Perbanyakan

Vanilla diperbanyak dengan cara stek dan kultur jaringan. Lahan yang dibutuhkan untuk stek umumnya bervariasi, namun yang dibutuhkan setidaknya adalah dengan mengurangi penerimaan cahaya matahari hingga 50% pada tanaman stek dan dibutuhkan jarak yang cukup antar tanaman. Mulsa dan pengairan secukupnya juga diperlukan. Pohon maupun tiang untuk tempat vanilla merambat harus dipersiapkan sebelumnya.
Perbanyakan dengan kultur jaringan dilakukan pertama kali di Universitas Tamil Nadu, India. Perbanyakan ini dilakukan dengan mengambil sel dari auxillary bud tumbuhan vanilla. Perbanyakan secara in vitro juga telah dilakukan melalui kultur kalus, protocorn, node batang, dan ujung akar. Individu yang didapatkan dari kultur jaringan ditumbuhkan di dalam lab hingga setinggi 30 cm sebelum menjadi bibit untuk ditanam di lahan maupun rumah tanaman.

Panen

Buah vanilla matang sekitar enam bulan setelah penyerbukan. Pemanenan harus dilakukan dengan cermat. Tanda buah sudah mulai matang adalah ujung buah vanilla yang mulai berwarna pucat kekuningan, dan setiap buah memiliki waktu kematangan yang tidak sama. Buah yang terlalu matang dapat menyebabkan buah terbelah dan bijinya keluar, sehingga hanya sedikit yang bisa dipanen. Satu pohon vanilla berusia lima tahun dapat menghasilkan antara 1.5 hingga 3 kilogram buah per tahun, dan terus meningkat hingga maksimum 6 kilogram. Jika buah yang masih hijau terlanjur dipanen, buah tersebut masih dapat dijual atau diperam terlebih dahulu untuk mendapatkan harga yang lebih baik.

Vanilla di Indonesia

Produsen utama vanila di dunia antara lain Indonesia, Madagaskar, Meksiko, China, Kosta Rika, dan Komoro. Indonesia dan Madagaskar menguasai sekitar 90% pasar vanila dunia. Pada pasar internasional, kebutuhan vanila sekitar 32.000 ton pada tahun 2005 dan kebutuhan akan senyawa vanillin meningkat sekitar 7% setiap tahun. Menurut data Kementerian Pertanian tahun 2014, luas area perkebunan vanila di Indonesia adalah 19.728 hektar dengan produksi sekitar 3.314 ton dan untuk Jawa Barat sendiri luas lahan perkebunan vanila mencapai 1.202 hektar dengan produksi sekitar 159 ton. Pada tahun 2012, rata-rata harga polong kering vanila pada pasar domestik adalah Rp45.108,00. Indonesia pada 2012 melakukan ekspor vanila sekitar 278 ton dengan nilai impor sebesar 5.367.000 dollar AS dan impor vanila sekitar 52 ton dengan nilai impor sebesar 408.000 dollar AS.
Vanila Indonesia terkenal akan kandungan vanillin nya yang tinggi yaitu sekitar 2,75% dan diakui oleh United Nations Development Programe (UNDP) memiliki kualitas yang setara dengan Bourbon vanilla yang sudah terkenal di pasar internasional akan kualitasnya. Ini merupakan keunggulan yang harus dimanfaatkan dalam pengembangan kualitas vanila Indonesia terutama bagi komoditas khusus ekspor.
Pertanian vanila umumnya diusahai oleh rakyat dengan area perkebunan yang relatif kecil. Padahal pertanian rakyat merupakan roda penggerak perekonomian nasional, tidak hanya sebagai sumber penghasilan petani, namun juga sebagai bahan baku produk lanjutannya. Menilik kondisi geografis Jawa Barat yang didominasi oleh dataran tinggi yang sejuk dengan curah hujan yang tinggi serta tanah yang subur, sudah seharusnya Jawa Barat menjadi produsen vanila utama di Indonesia dan potensi ini seharusnya dimanfaatkan sebaik mungkin.

Senyawa Aktif pada Vanilla

Ekstrak vanilla didapatkan dari setiap bagian dari buah, dari kulit sampai bijinya. Ekstrak vanilla mengandung ratusan jenis senyawa, termasuk asam vanilat, anisaldehid, asam hidroksibenzoat, asam anisat, anisil alkohol, asetaldehida, asam asetat, furfural, asam heksanoat, 4-hidroksibenzaldehida, eugenol, metil cinnamat, asam isobutirat, asam kaproat, vitispiran, fenol, fenol eter, senyawa karbonil, ester, benzil eter, lakton, karbohidrat, lemak, dan garam mineral. Namun yang memberikan aroma khas vanilla yang harum adalah senyawa vanillin (4-hidroksi-3-metoksibenzaldehid). Senyawa minor lainnya yang ikut mempengaruhi rasa yaitu piperonal. Senyawa utama yaitu vanillin dapat dibuat secara sintetis dari fenol dan larut dalam etanol.
Vanillin (4-hidroksi-3-metoksibenzaldehid) sendiri adalah senyawa aktif utama pada polong vanila dan menyusun sekitar 85% dari seluruh senyawa volatil pada polong vanila. Senyawa ini merupakan senyawa paling umum yang digunakan sebagai aroma pada es krim, soft drinks, kosmetik, dan parfum. Walaupun vanillin dapat disintesis, tetapi vanillin alami masih lebih disukai konsumen karena alasan keamanan, kepercayaan, dan dianggap lebih bebas pengawet. Senyawa vanillin dilaporkan memiliki aktivitas anticlastogenic, antimutagenik, dan antikarsinogenik dan mampu mereduksi risiko kerusakan kromosom lewat analisis sinar X dan UV. Vanillin secara efektif mampu menghambat kerusakan sel darah merah pada pasien sickle cell anemia. Selain itu vanillin juga bersifat afrodisiak, antioksidan, dan antimikroba.
Vanillin dapat diekstrak dari polong lewat proses percolation atau oleoresin. Metode percolation dilakukan dengan sirkulasi pelarut etanol/air dengan konsentrasi 35-50:65-50 (v/v) pada kondisi vakum selama 48-72 jam. Proses oleoresin dilakukan dengan penghancuran polong dan disirkulasikan dengan etanol pada suhu 45ᵒC pada keadaan vakum selama 8-9 hari. Alkoholnya kemudian diuapkan.
Sifat antioksidan vanillin telah diuji dalam berbagai metode seperti oxygen radical absorption capacity (ORAC) assay dan oxidative hemolysis inhibition assay (OxH-LIA) dan ditemukan bahwa sifat antioksidannya lebih kuat dibandingkan dengan asam askorbat (vitamin C) dan Trolox. Vanillin dilaporkan menghambat pertumbuhan bakteri Gram positif dan negative, ragi, dan juga kapang. Pertumbuhan Saccharomyces cerevisiae, Zygosaccharomyces bailii, Zygosaccharomyces rouxii, dan Debaryomyces bansenii teramati terhambat pada medium sari apel yang mengandung 2000 ppm vanillin setelah diinkubasi selama 40 hari pada suhu 27ᵒC

Alternatif

Vanillin dapat dibuat secara kimiawi, melalui modifikasi fenol guaiacol yang didapatkan dari minyak bumi maupun dari lignin, limbah industri kertas dan pulp. Meski demikian, aroma dan khasiat vanillin tidak akan benar-benar sama dengan ekstrak vanilla karena vanillin, meskipun dominan, hanya satu dari 171 senyawa aromatik yang ditemukan dalam buah vanilla. Pada masa lalu, vanillin diproduksi secara biosintetik dari eugenol, namun perlahan harganya menjadi semakin mahal karena permintaan eugenol dan bahan bakunya (cengkih) meningkat.
Bunga Leptotes bicolor digunakan sebagai pengganti vanilla di Paraguay dan Brazil.
Di Amerika Serikat, castoreum yang merupakan eksudat dari berang-berang dewasa dikategorikan sebagai bahan tambahan makanan oleh FDA karena memiliki aroma yang mirip dengan vanilla dan raspberry.

Analisis Metabolomik Tanaman Vanilla

Selain studi analitik mengenai senyawa-senyawa yang dikandung dalam polong vanila, pendekatan metabolomik juga dilakukan untuk mendapatkan data metabolit yang lengkap, akurat, dan komprehensif. Polong vanila dianalisis menggunakan H-NMR dan LC-MS dan dilakukan analisis multivariate. Polong vanila dari enam umur yang berbeda dianalisis dengan NMR untuk mengetahui kelas metabolit fenolik, karbohidrat, dan asam organik. Hasil menunjukan bahwa terdapat perbedaan pada senyawa aromatik dari masing-masing umur polong. Kandungan senyawa vanillin teramati meningkat dari waktu ke waktu. Selain itu teramati adanya kandungan homocitric acid yang tidak umum ditemukan pada tanaman karena keberadaan senyawa ini melibatkan proses biosintesis lisin pada fungi. Penjelasan yang mungkin adalah tanaman vanila berasosiasi dengan fungi mikoriza. Pada analisis PCA dan PLS-DA menunjukkan bahwa polong muda memiliki kandungan glukosa, asam malat, homocitric acid, dan glukosida yang lebih tinggi sementara polong tua memiliki kandungan sukrosa, glukovanilin, p-hydroxybenzaldehyde glucoside, dan p-hydroxybenzaldehyde yang lebih tinggi. Analisis LC-MS lebih ditargetkan untuk senyawa fenolik. Hasil menunjukkan senyawa vanillin terdeteksi sebagai senyawa aglycone dan glukosida pada polong muda. p-hydroxybenzyl alkohol terdeteksi hanya setelah proses hidrolisis β-glukosidase yang terjadi pada polong muda. Beberapa studi menunjukkan bahwa senyawa glukovanilin, p-hydroxybenzyl alcohol glucoside dan glukosida A dan B sebagai senyawa fenolik mayor yang ditemukan pada polong vanila muda. Hasil analisis metabolomik ini dapat dijadikan landasan dalam mengklarifikasi jalur biosintesis vanillin pada polong muda dan dapat juga dijadikan sebagai acuan dalam kontrol kualitas polong vanila. Studi lebih lanjut yang perlu dikembangkan adalah enzim apa saja yang berperan dalam jalur biosintesis vanillin tersebut