Хроматографія та специфічний ізотопний аналіз залишків ліпідів у стародавній кераміці говорять багато про давнину харчування звички та кулінарні прийоми. В останні два десятиліття ця техніка успішно застосовувалася для розгадки стародавніх харчування практики кількох археологічних пам’яток у світі. Нещодавно дослідники застосували цю техніку до кераміки, зібраної з багатьох археологічних пам’яток цивілізації долини Інду. Ключовим науковим відкриттям було домінування нежуйних жирів у посудинах для приготування їжі, що означало, що нежуйні тварини (такі як коні, свині, свійська птиця, птиця, кролики тощо) готувалися в посудинах протягом тривалого часу. Це суперечить давно поширеній точці зору (на основі фауністичних даних), що жуйних тварин (таких як велика рогата худоба, буйволи, олені тощо) споживали як харчування людьми долини Інду.
Археологічні розкопки важливих місць минулого століття надали багато інформації про культуру та звичаї стародавніх людей. Однак розуміння дієти та способів існування, поширених у стародавніх доісторичних суспільствах без письмових записів, раніше було важким завданням, оскільки мало що з того, що становило «їжу», залишилося через майже повну природну деградацію харчування і біомолекул. За останні два десятиліття стандартні хімічні методи хроматографії та специфічного аналізу співвідношення стабільних ізотопів вуглецю зробили внесок у археологічні дослідження, що дозволяє дослідникам точно визначити джерела ліпідів. У результаті стало можливим досліджувати дієту та способи існування за допомогою молекулярного та ізотопного аналізів поглинених залишків їжі на основі значень δ13C та Δ13C.
Рослини є основними виробниками їжі. Більшість рослин використовують фотосинтез C3 для фіксації вуглецю, тому їх називають рослинами C3. Пшениця, ячмінь, рис, овес, жито, вігна, маніок, соя тощо є основними рослинами C3. Вони утворюють штапель харчування людства. З іншого боку, рослини С4 (такі як кукурудза, цукрова тростина, просо та сорго) використовують фотосинтез С4 для фіксації вуглецю.
Вуглець має два стабільні ізотопи, С-12 і С-13 (третій ізотоп С-14 нестабільний, отже, радіоактивний і використовується для датування органічний археологічні знахідки). З двох стабільних ізотопів легший C-12 переважно поглинається у фотосинтезі. Фотосинтез не є універсальним; це сприяє фіксації C-12. Крім того, рослини C3 поглинають легший ізотоп C-12 більше, ніж рослини C4. Рослини С3 і С4 розрізняють більш важкий ізотоп С-13, але рослини С4 не відрізняють так сильно, як рослини С3. І навпаки, під час фотосинтезу як рослини C3, так і рослини C4 віддають перевагу ізотопу C-12 над C-13, але рослини C3 віддають перевагу ізотопу C-12 більше, ніж рослини C4. Це призводить до відмінностей у співвідношенні стабільних ізотопів вуглецю в рослинах С3 і С4 і в тварин, які харчуються рослинами С3 і С4. Тварина, яку годували рослинами C3, матиме більше легших ізотопів, ніж тварина, яку годували рослинами C4, тобто молекула ліпіду з більш легким співвідношенням ізотопів, швидше за все, походить від тварини, яку годували рослинами C3. Це концептуальна основа комплексного ізотопного аналізу ліпідів (або будь-якої іншої біомолекули), який допомагає ідентифікувати джерела залишків ліпідів у кераміці. У двох словах, рослини С3 і С4 мають різні ізотопні співвідношення вуглецю. Значення δ13C для рослин C3 менше від -30 до -23‰, тоді як для рослин C4 це значення становить від -14 до -12‰.
Після екстракції залишків ліпідів із зразків кераміки першим ключовим кроком є розділення різних ліпідних складових за допомогою техніки газової хромато-мас-спектрометрії (ГХ-МС). Це дає ліпідну хроматограму зразка. Ліпіди з часом розкладаються, тому ми зазвичай знаходимо в стародавніх зразках жирні кислоти (ЖК), особливо пальмітинову кислоту (С16) і стеаринова кислота (C18). Таким чином, цей метод хімічного аналізу допомагає ідентифікувати жирні кислоти в зразку, але не дає інформації про походження жирних кислот. Необхідно додатково з’ясувати, чи походить конкретна жирна кислота, ідентифікована в стародавній посудині для приготування їжі, з молочних продуктів, тваринного м’яса чи рослин. Залишок жирної кислоти в глиняному посуді залежить від того, що готували в посудині в давнину.
Рослини С3 і С4 мають різні співвідношення стабільних ізотопів вуглецю через переважне поглинання легшого ізотопу С12 під час фотосинтезу. Так само тварини, яких годують рослинами C3 і C4, мають різні співвідношення, наприклад, одомашнена велика рогата худоба (жуйні тварини, такі як корова та буйвол), яку годують їжею C4 (наприклад, просо), матиме інше співвідношення ізотопів, ніж менші одомашнені тварини, такі як коза, вівця. і свині, які зазвичай пасуться і процвітають на рослинах C3. Крім того, молочні продукти та м’ясо, отримані від жуйної великої рогатої худоби, мають різні співвідношення ізотопів через відмінності в синтезі жирів у їхніх молочних залозах та жировій тканині. З'ясування походження конкретної жирної кислоти, визначеної раніше, здійснюється шляхом аналізу співвідношення стабільних ізотопів вуглецю. Для аналізу ізотопних співвідношень ідентифікованих жирних кислот використовується метод мас-спектрометрії газової хроматографії, спалювання і ізотопного співвідношення (GC-C-IRMS).
Важливість аналізу співвідношення стабільних ізотопів вуглецю в ліпідних залишках під час археологічних досліджень доісторичних пам’яток була продемонстрована в 1999 році, коли дослідження археологічних розкопок у Прикордонній зоні Уельсу, Великобританія, дозволило провести чітке розмежування між жирами нежуйних (наприклад, свиней) і жирами. жуйних (наприклад, овець або великої рогатої худоби) походження1. Цей підхід міг би дати переконливий доказ першого молочного виробництва в зеленій Сахарській Африці в п’ятому тисячолітті до нашої ери. Тоді Північна Африка була зеленою рослинністю, і доісторичні жителі Сахари перейняли молочну практику. Це було зроблено на підставі значень δ13C і Δ13C основних алканових кислот молочного жиру, виявлених у кераміці.2. Подібні аналізи надали найдавніші прямі докази переробки та споживання молочних продуктів у скотарських неолітичних суспільствах у східній Африці.3 і в ранньому залізному віці, Північний Китай4.
У Південній Азії докази одомашнення датуються 7 стth тисячоліття до нашої ери. До 4th тисячоліття до н.е. одомашнені тварини, такі як велика рогата худоба, буйволи, кози, вівці тощо, були присутні в різних місцях долини Інду. Існували пропозиції щодо використання цих тварин у харчових продуктах для виробництва молочних продуктів та м’яса, але переконливих наукових доказів на підтримку цієї точки зору немає. Аналіз стабільних ізотопів залишків ліпідів, екстрагованих із керамічних уламків, зібраних з Долина Інду Поселення надають найдавніші прямі докази переробки молока в Південній Азії5. В іншому недавньому, більш ретельному, систематичному дослідженні залишків ліпідів з фрагментів горщиків, зібраних з кількох ділянок долини Інду, дослідники намагалися встановити тип харчових продуктів, які використовувалися в посудинах. Ізотопний аналіз підтвердив використання тваринних жирів у посудинах. Ключовим науковим відкриттям було домінування нежуйних жирів у посуді для приготування6 тобто нежуйних тварин (таких як коні, свині, свійська птиця, птиця, кролики тощо) варили в посудинах протягом тривалого періоду та споживали як їжу. Це суперечить давно поширеній точці зору (заснованій на фактах фауни), що жуйні тварини (такі як велика рогата худоба, буйволи, олені, кози тощо) споживалися як їжа жителями долини Інду.
Недоступність місцевих сучасних еталонних жирів і можливість змішування рослинних і тваринних продуктів є обмеженнями цього дослідження. Щоб подолати можливі наслідки змішування рослинних і тваринних продуктів, а також для цілісного уявлення, аналіз зерен крохмалю було включено в аналіз залишків ліпідів. Це підтримувало приготування рослин, злаків, бобових тощо в посудині. Це допомагає подолати деякі обмеження7.
***
Список використаної літератури:
- Дадд С.Н та ін 1999. Докази різноманітних моделей використання продуктів тваринного походження в різних доісторичних гончарних традиціях на основі ліпідів, що зберігаються на поверхні та поглинених залишках. Журнал археологічної науки. Том 26, випуск 12, грудень 1999 р., сторінки 1473-1482. DOI: https://doi.org/10.1006/jasc.1998.0434
- Dunne, J., Evershed, R., Salque, M. та ін. Перше молочне виробництво в зеленій Сахарській Африці в п'ятому тисячолітті до нашої ери. Nature 486, 390–394 (2012). DOI: https://doi.org/10.1038/nature11186
- Грілло К. М. та ін al 2020. Молекулярні та ізотопні докази молока, м’яса та рослин у доісторичних системах харчування скотарів у східній Африці. PNAS. 117 (18) 9793-9799. Опубліковано 13 квітня 2020 р. DOI: https://doi.org/10.1073/pnas.1920309117
- Хан Б., та ін 2021. Аналіз залишків ліпідів у керамічних посудинах зі стоянки Люцзява в штаті Руї (ранній залізний вік, північний Китай). Journal of Quaternary Science (2022) 37 (1) 114–122. DOI: https://doi.org/10.1002/jqs.3377
- Чакраборті К.С., Слейтер Г.Ф., Міллер Г.М.Л. та ін. Специфічний ізотопний аналіз ліпідних залишків надає перші прямі докази переробки молочних продуктів у Південній Азії. Sci Rep 10, 16095 (2020). https://doi.org/10.1038/s41598-020-72963-y
- Сурьянараян А., та ін 2021. Залишки ліпідів у кераміці Індської цивілізації на північному заході Індії. Журнал археологічної науки. Том 125, 2021,105291, XNUMX. DOI:https://doi.org/10.1016/j.jas.2020.105291
- Гарсіа-Гранеро Хуан Хосе, та ін 2022. Інтеграція аналізів ліпідів і крохмальних зерен із гончарних посудин для дослідження доісторичних харчових шляхів у Північному Гуджараті, Індія. Frontiers in Ecology and Evolution, 16 березня 2022 р. Розд. Палеонтологія . DOI: https://doi.org/10.3389/fevo.2022.840199
бібліографія
- Ірто А., та ін 2022. Ліпіди в археологічній кераміці: огляд методів їх відбору та екстракції. Молекули 2022, 27(11), 3451; DOI: https://doi.org/10.3390/molecules27113451
- Сурьянараян, А. 2020. Що готується в цивілізації Інду? Дослідження харчових продуктів Інда за допомогою аналізу залишків керамічних ліпідів (докторська дисертація). Кембриджський університет. DOI: https://doi.org/10.17863/CAM.50249
- Сурьянараян, А. 2021. Лекція – Залишки ліпідів у кераміці Індської цивілізації. Доступний на https://www.youtube.com/watch?v=otgXY5_1zVo
***
