Enzymy vanilky: peroxidázy, oxidázy a hnědnutí lusku
Enzymy vanilky jsou bílkoviny lusku, které při kuringu uvolňují a přeměňují aromatické látky. Vedle beta-glukosidázy, která štěpí glukovanilin na vanilin, jde hlavně o peroxidázy a polyfenoloxidázy, které způsobují hnědnutí lusku, a o proteázy, které rozkládají ostatní bílkoviny.
Které enzymy při kuringu pracují
Kromě glukosidáz se při kuringu pravidelně studují tři enzymové systémy: peroxidázy, polyfenoloxidázy (PPO) a proteázy (Odoux & Grisoni 2010, kap. 11). Uvolnění vanilinu z glukovanilinu má na starosti beta-glukosidáza; zelený lusk ale obsahuje i další glykosidázy (alfa- a beta-galaktosidázu, alfa- a beta-mannosidázu). Podle měření Handbooku má beta-glukosidáza teplotní optimum 50 °C, alfa-galaktosidáza 55 °C a beta-galaktosidáza 60 °C (Havkin-Frenkel & Belanger 2011, kap. 6); u purifikované beta-glukosidázy to bylo 40 °C (Odoux a kol. 2003; Odoux & Grisoni 2010, kap. 12). Enzymy, které vanilin vytvářejí v rostlině, popisuje heslo Biosyntéza vanilinu, celkový přehled pilíř Chemie vanilky.
Proč lusk při kuringu hnědne
Protože oxidační enzymy dostanou přístup k fenolům a ke kyslíku. Po spaření se rozpadá organizace buněk, membrány přestávají bránit difuzi kyslíku a začínají enzymatické i neenzymatické oxidace (Havkin-Frenkel & Belanger 2011, kap. 6). Že jde o enzymy, ukazují pokusy: příliš drsné zahřátí hnědnutí zastaví, autoklávování zelených lusků při 120 °C také, a přidání oxidačních enzymů houbového původu ho obnoví (Havkin-Frenkel & Belanger 2011, kap. 6).
PPO využívá vzdušný kyslík, mění monofenoly na o-difenoly a ty na o-chinony, které mohou samovolně polymerovat na tmavé produkty; substrátem jsou pravděpodobně hlavně tyrosin, kyselina kávová, chlorogenová a další fenoly. Peroxidázy využívají peroxid vodíku a další hydroperoxidy (Havkin-Frenkel & Belanger 2011, kap. 6). Gatfield a kol. (2006) předpokládají, že divanilin vzniká působením peroxidázy; reakce tohoto typu vedou k velkým polymerům, které jsou alespoň zčásti příčinou hnědé barvy vanilky (Odoux & Grisoni 2010, kap. 12). Hnědnutí při pocení popisuje heslo Pocení lusků.
Jak enzymy snášejí spaření a kuring
Oxidační enzymy jsou velmi odolné vůči teplu, proteázy o něco méně (Odoux & Grisoni 2010, kap. 11). Aktivita PPO a peroxidázy roste s věkem lusku (Bhattacharjee & Shiva, kap. 17; Havkin-Frenkel & Belanger 2011, kap. 6), ve zralém zeleném lusku je ale latentní a uvolní ji teprve usmrcení lusku (spaření, zmrazení aj.) (Havkin-Frenkel & Belanger 2011, kap. 6).
Při kuringu při 50 °C klesla aktivita PPO asi o 50 %, zůstala však podstatná, kdežto aktivita peroxidázy s dobou kuringu rostla. Peroxidáza pracovala i po ponoření lusků na 20 minut do vody o 80 °C a obnovila se i po autoklávování při 120 °C (Havkin-Frenkel & Belanger 2011, kap. 6). V laboratorním modelu kuringu aktivita peroxidázy a proteázy naopak klesala, po 29 dnech jí však zůstávalo asi 20 %; u lusků spařených 20 minut při 80 °C nebyla zjistitelná beta-glukosidáza ani fenylalaninamoniaklyáza, peroxidáza a proteáza ale aktivní zůstaly (Bhattacharjee & Shiva, kap. 16). Aktivita proteáz klesla do 2 dnů po zabití na 60 až 70 % výchozí hodnoty a pak se nezměnila; přečkají i 30 minut při 80 °C (Havkin-Frenkel & Belanger 2011, kap. 6).
Prospívají oxidační enzymy aroma?
Zčásti ano, zčásti ne. Peroxidázy a PPO se podílejí na oxidacích, při nichž přes oxidaci lipidů vznikají aromatické molekuly; proteázy naopak inaktivují enzymy potřebné pro tvorbu aroma (Odoux & Grisoni 2010, kap. 11). Obsah lipidových hydroperoxidů v lusku při kuringu výrazně roste; oxidace lipidů dává těkavé ketony, aldehydy, alkoholy a uhlovodíky, které se mohou podílet na aroma (Havkin-Frenkel & Belanger 2011, kap. 6 a 17). Divanilin je považován za látku, která chuti prospívá (Odoux & Grisoni 2010, kap. 12).
Na druhé straně PPO z vanilky, kterou Waliszewski a kol. (2009) izolovali a vyčistili, má teplotní optimum 37 °C a pH optimum 3,0 a 3,4 podle substrátu; protože oxiduje mono- i difenoly, může snižovat obsah vanilinu v hotovém lusku (Havkin-Frenkel & Belanger 2011, kap. 10). Během kuringu se systematicky ztrácí kolem 50 % vanilinu a jednou z příčin jsou reakce, které z uvolněného vanilinu vycházejí (Odoux & Grisoni 2010, kap. 11 a 12). Část ztráty připadá na dimerizaci vanilinu na divanilin (Havkin-Frenkel & Belanger 2011, kap. 10).
Co to znamená v praxi
Barva a část aroma kuringovaného lusku jsou výsledkem enzymové oxidace, která proběhne při spaření, pocení a sušení. Hnědá barva lusků V. planifolia, například ugandských lusků Gourmet, je tedy znakem proběhlého kuringu.
Související hesla
- Chemie vanilky: vanilin, fenoly, prekurzory a vznik aroma
- Beta-glukosidáza: enzym, který uvolňuje vanilin
- Pocení lusků (sweating, étuvage): kde vzniká barva a aroma
- Spaření lusků (killing, échaudage): první krok kuringu
- Kuring vanilky: jak ze zeleného lusku vzniká vanilka
Zdroje
- Havkin-Frenkel & Belanger 2011, Handbook of Vanilla Science and Technology, kap. 6, Curing of Vanilla; kap. 10, Flavor, Quality, and Authentication; kap. 17, Enzymes Characterized From Vanilla
- Odoux & Grisoni 2010, Vanilla, kap. 11, Vanilla Curing; kap. 12, Developing the Aromatic Quality of Cured Vanilla Beans (Vanilla planifolia G. Jackson)
- Bhattacharjee & Shiva, Vanilla, The World's Most Flavourful Spice, kap. 16, Curing; kap. 17, Main Constituents of Beans and the Compounds Responsible for Aroma & Flavour
Autorka hesla: PharmDr. Dominika Klánová, Veselá vanilka (BULK Vanilla s.r.o.), dovozce vanilky z Ugandy a Madagaskaru, certifikace CZ-BIO-001. Heslo vychází z odborné literatury uvedené ve zdrojích a z vlastní praxe při nákupu, kontrole a zpracování vanilky. Poslední revize: 5. 10. 2026.