Muinaisen keramiikan lipidijäännösten kromatografia ja yhdistekohtainen isotooppianalyysi kertovat paljon muinaisesta ruoka tottumukset ja kulinaariset käytännöt. Viimeisten kahden vuosikymmenen aikana tätä tekniikkaa on käytetty menestyksekkäästi muinaisten purkamiseen ruoka useiden arkeologisten kohteiden käytäntöjä maailmassa. Tutkijat ovat soveltaneet tätä tekniikkaa äskettäin keramiikkaan, joka on kerätty useilta Indus-laakson sivilisaation arkeologisista kohteista. Keskeinen tieteellinen havainto oli muiden kuin märehtijöiden rasvojen dominointi keittoastioissa, mikä tarkoittaa, että ei-märehtijöitä (kuten hevonen, siat, siipikarja, linnut, kani jne.) kypsennettiin astioissa pitkän ajanjakson ajan. Tämä on ristiriidassa pitkään vallinneen näkemyksen kanssa (perustuu eläimistöön), että märehtijöitä (kuten nautakarjaa, puhvelia, peuroja jne.) syötettiin ruoka Indus Valleyn ihmisten toimesta.
Arkeologiset kaivaukset tärkeistä kohteista viime vuosisadalla antoivat paljon tietoa muinaisten ihmisten kulttuurista ja käytännöistä. Muinaisissa esihistoriallisissa yhteiskunnissa, joissa ei ollut kirjallisia todisteita, vallinneiden ruokavalion ja toimeentulon käytäntöjen ymmärtäminen oli kuitenkin aiemmin ylämäkeen vaikea tehtävä, koska paljoakaan "ruoasta" ei jäänyt jäljelle lähes täydellisen luonnollisen hajoamisen vuoksi. ruoka ja biomolekyylejä. Kahden viime vuosikymmenen aikana tavanomaiset kemialliset kromatografiatekniikat ja hiilen stabiilien isotooppien suhteen yhdistekohtainen analyysi ovat tunkeutuneet arkeologisiin tutkimuksiin, joiden avulla tutkijat ovat pystyneet paikantamaan lipidien lähteet. Tämän seurauksena on tullut mahdolliseksi tutkia ruokavalion ja toimeentulon käytäntöjä käyttämällä imeytyneiden ruokajäämien molekyyli- ja isotooppianalyysejä δ13C- ja Δ13C-arvojen perusteella.
Kasvit ovat ruuan päätuottajia. Useimmat kasvit käyttävät C3-fotosynteesiä hiilen kiinnittämiseen, joten niitä kutsutaan C3-kasveiksi. Vehnä, ohra, riisi, kaura, ruis, lehmänherne, maniokki, soija jne. ovat tärkeimmät C3-kasvit. Ne muodostavat niitin ruoka ihmiskunnan. C4-kasvit (kuten maissi, sokeriruoko, hirssi ja durra) sen sijaan käyttävät C4-fotosynteesiä hiilen sitomiseen.
Hiilellä on kaksi stabiilia isotooppia, C-12 ja C-13 (kolmas isotooppi C-14, on epästabiili ja siksi radioaktiivinen ja sitä käytetään päivämäärään orgaaninen arkeologiset löydöt). Kahdesta stabiilista isotoopista kevyempi C-12 otetaan ensisijaisesti fotosynteesiin. Fotosynteesi ei ole universaalia; se suosii C-12:n kiinnitystä. Lisäksi C3-kasvit ottavat kevyempää C-12-isotooppia enemmän kuin C4-kasvit. Sekä C3- että C4-kasvit syrjivät raskaampaa C-13-isotooppia, mutta C4-kasvit eivät syrji yhtä voimakkaasti kuin C3-kasvit. Päinvastoin, fotosynteesissä sekä C3- että C4-kasvit suosivat C-12-isotooppia C-13:een verrattuna, mutta C3-kasvit suosivat C-12-isotooppeja enemmän kuin C4-kasveja. Tämä johtaa eroihin hiilen stabiilien isotooppien suhteissa C3- ja C4-kasveissa ja eläimissä, jotka syövät C3- ja C4-kasveja. C3-kasveilla ruokitussa eläimessä on enemmän kevyempiä isotooppeja kuin C4-kasveilla ruokitussa eläimessä, mikä tarkoittaa, että lipidimolekyyli, jolla on kevyempi isotooppisuhde, on todennäköisemmin peräisin C3-kasveilla ruokitusta eläimestä. Tämä on käsitteellinen perusta lipidin (tai minkä tahansa muun biomolekyylin) yhdistespesifiselle isotooppianalyysille, joka auttaa tunnistamaan lipidijäämien lähteet keramiikasta. Lyhyesti sanottuna C3- ja C4-kasveilla on erilaiset hiili-isotooppisuhteet. C13-kasvien δ3C-arvo on kevyempi välillä −30 ja −23‰, kun taas C4-kasveilla tämä arvo on −14 ja −12‰ välillä.
Keramiikkanäytteistä lipidijäämien uuttamisen jälkeen ensimmäinen tärkeä vaihe on eri lipidiaineosien erottaminen kaasukromatografia-massaspektrometriaa (GC-MS) käyttämällä. Tämä antaa näytteen lipidikromatogrammin. Lipidit hajoavat ajan myötä, joten muinaisista näytteistä yleensä löytyy rasvahappoja (FA), erityisesti palmitiinihappoa (C16) ja steariinihappoa (C18). Siten tämä kemiallinen analyysitekniikka auttaa tunnistamaan näytteessä olevat rasvahapot, mutta se ei anna tietoa rasvahappojen alkuperästä. On vielä selvitettävä, onko muinaisessa keittoastiassa tunnistettu tietty rasvahappo peräisin maito- tai eläimen lihasta tai kasveista. Keramiikkarasvahappojäämät riippuvat siitä, mitä astiassa muinaisina aikoina keitettiin.
C3- ja C4-kasveilla on erilaiset stabiilien hiilen isotooppien suhteet johtuen kevyemmän C12-isotoopin ensisijaisesta ottamisesta fotosynteesin aikana. Vastaavasti C3- ja C4-kasveilla ruokituilla eläimillä on erilaiset suhteet, esimerkiksi C4-ravinnolla (kuten hirssiä) ruokitulla kesyillä (märehtijäeläimillä, kuten lehmillä ja puhvelilla) on eri isotooppisuhde kuin pienemmillä kotieläimillä, kuten vuohilla, lampaalla. ja sika, joka yleensä laiduntuu ja viihtyy C3-kasveilla. Lisäksi märehtijöistä saaduilla maitotuotteilla ja lihalla on erilaiset isotooppisuhteet johtuen eroista niiden rintarauhasen ja rasvakudoksen rasvojen synteesissä. Aiemmin tunnistetun spesifisen rasvahapon alkuperän varmistaminen tehdään analysoimalla hiilen stabiilien isotooppien suhteita. Kaasukromatografia-poltto-isotooppisuhdemassaspektrometriaa (GC-C-IRMS) käytetään tunnistettujen rasvahappojen isotooppisuhteiden analysointiin.
Lipidijäämien stabiilien hiilen isotooppien suhdeanalyysin merkitys esihistoriallisten kohteiden arkeologisissa tutkimuksissa osoitettiin vuonna 1999, jolloin Welsh Borderlandsissa, Yhdistyneessä kuningaskunnassa, arkeologisen alueen tutkimuksessa pystyttiin erottamaan selkeästi muista kuin märehtijöistä (esim. sioista) peräisin olevat rasvat ja rasvat. märehtijöistä (esim. lammas tai nauta).1. Tämä lähestymistapa voisi tarjota ratkaisevan todisteen ensimmäisestä maitotaloudesta Saharan vihreässä Afrikassa viidennellä vuosituhannella eKr. Pohjois-Afrikka oli tuolloin vehreä kasvillisuudesta ja esihistorialliset Saharan afrikkalaiset olivat omaksuneet maitokäytännöt. Tämä pääteltiin keramiikassa tunnistettujen maitorasvan tärkeimpien alkaanihappojen δ13C- ja Δ13C-arvojen perusteella.2. Samanlaiset analyysit tarjosivat varhaisimman suoran todisteen maidon käsittelystä ja kulutuksesta pastoraalisissa neoliittisissa yhteisöissä Itä-Afrikassa3 ja varhaisella rautakaudella Pohjois-Kiinassa4.
Etelä-Aasiassa todisteet kesyttämisestä ovat peräisin 7th vuosituhat eKr. 4 mennessäth vuosituhannella eKr. kotieläimiä, kuten nautakarjaa, puhvelia, vuohia, lampaita jne., esiintyi eri Indus-laakson paikoissa. Esitettiin ehdotuksia näiden eläinten käytöstä maito- ja liharuoissa, mutta näkemyksen tueksi ei saatu vakuuttavaa tieteellistä näyttöä. Lipidijäännöksen stabiili isotooppianalyysi keraamisista paloista, jotka on kerätty Indus-laakso siirtokunnat tarjoavat varhaisimman suoran todisteen maidonjalostuksesta Etelä-Aasiassa5. Toisessa äskettäisessä, monimutkaisemmassa, systemaattisessa tutkimuksessa useista Indus-laakson paikoista kerättyjen ruukkujen palasten lipidijäämistä tutkijat yrittivät selvittää astioissa käytettyjen elintarvikkeiden tyyppiä. Isotooppianalyysi vahvisti eläinrasvojen käytön astioissa. Keskeinen tieteellinen havainto oli muiden kuin märehtijöiden rasvojen hallitsevuus keittoastioissa6 mikä viittaa siihen, että ei-märehtijöitä (kuten hevonen, siat, siipikarja, linnut, kani jne.) kypsennettiin astioissa pitkän ajanjakson ajan ja kulutettiin ravinnoksi. Tämä on ristiriidassa pitkään vallinneen näkemyksen kanssa (perustuu eläimistön todisteisiin), että Indus-laakson ihmiset söivät ravinnoksi märehtijöitä (kuten nautakarjaa, puhvelia, peuroja, vuohia jne.).
Paikallisten nykyaikaisten vertailurasvojen puute ja mahdollisuus sekoittaa kasvi- ja eläintuotteita ovat tämän tutkimuksen rajoituksia. Kasvi- ja eläintuotteiden sekoituksesta johtuvien mahdollisten vaikutusten voittamiseksi ja kokonaisvaltaisen näkemyksen saamiseksi tärkkelysjyväanalyysi sisällytettiin lipidijäämäanalyyseihin. Tämä tuki kasvien, viljojen, palkokasvien jne. kypsentämistä astiassa. Tämä auttaa voittamaan joitain rajoituksia7.
***
Viitteet:
- Dudd SN et ai 1999. Todisteita erilaisista eläintuotteiden hyödyntämismalleista erilaisissa esihistoriallisissa keramiikkaperinteissä, jotka perustuvat pintaan säilyneisiin lipideihin ja imeytyneisiin jäämiin. Journal of Archaeological Science. Volume 26, Issue 12, December 1999, sivut 1473-1482. DOI: https://doi.org/10.1006/jasc.1998.0434
- Dunne, J., Evershed, R., Salque, M. et ai. Ensimmäinen meijeri Saharan vihreässä Afrikassa viidennellä vuosituhannella eKr. Nature 486, 390–394 (2012). DOI: https://doi.org/10.1038/nature11186
- Grillo KM et al 2020. Molekyyli- ja isotooppiset todisteet maidosta, lihasta ja kasveista esihistoriallisissa Itä-Afrikan paimenravintojärjestelmissä. PNAS. 117 (18) 9793-9799. Julkaistu 13. huhtikuuta 2020. DOI: https://doi.org/10.1073/pnas.1920309117
- Han B., et ai 2021. Lipidijäämien analyysi keraamisista astioista RuiStaten Liujiawan alueelta (varhainen rautakausi, Pohjois-Kiina). Journal Of Quaternary Science (2022) 37(1) 114–122. DOI: https://doi.org/10.1002/jqs.3377
- Chakraborty, KS, Slater, GF, Miller, H.ML. et ai. Lipidijäämien yhdistekohtainen isotooppianalyysi tarjoaa varhaisimman suoran todisteen meijerituotteiden jalostuksesta Etelä-Aasiassa. Sci Rep 10, 16095 (2020). https://doi.org/10.1038/s41598-020-72963-y
- Suryanarayan A., et ai 2021. Lipidijäämät Indus-sivilisaation keramiikassa Luoteis-Intiassa. Journal of Archaeological Science. Nide 125, 2021,105291, XNUMX. DOI:https://doi.org/10.1016/j.jas.2020.105291
- García-Granero Juan José, et ai 2022. Lipidi- ja tärkkelysjyväanalyysien yhdistäminen keramiikkaastioista esihistoriallisten ruokaväylien tutkimiseen Pohjois-Gujaratissa, Intiassa. Frontiers in Ecology and Evolution, 16. maaliskuuta 2022. Sec. Paleontologia. DOI: https://doi.org/10.3389/fevo.2022.840199
Bibliografia
- Irto A., et ai 2022. Lipidit arkeologisessa keramiikassa: katsaus niiden näytteenotto- ja uuttotekniikoihin. Molecules 2022, 27(11), 3451; DOI: https://doi.org/10.3390/molecules27113451
- Suryanarayan, A. 2020. Mitä ruoanlaittoa Indus-sivilisaatiossa? Indus-elintarvikkeiden tutkiminen keraamisen lipidijäämäanalyysin avulla (väitöskirja). Cambridgen yliopisto. DOI: https://doi.org/10.17863/CAM.50249
- Suryanarayan, A. 2021. Luento – Lipidijäämät keramiikassa Indus-sivilisaatiosta. Saatavilla https://www.youtube.com/watch?v=otgXY5_1zVo
***
