Kā lipīds analizē senos ēšanas paradumus un kulinārijas praksi

Senās keramikas lipīdu atlieku hromatogrāfija un savienojumu specifisko izotopu analīze daudz stāsta par seno pārtika ieradumi un kulinārijas prakse. Pēdējo divu desmitgažu laikā šī tehnika ir veiksmīgi izmantota, lai atšķetinātu seno laiku pārtika vairāku arheoloģisko vietu prakse pasaulē. Pētnieki nesen ir izmantojuši šo paņēmienu keramikas izstrādājumiem, kas savākti no vairākām Indas ielejas civilizācijas arheoloģiskajām vietām. Galvenais zinātniskais atklājums bija neatgremotāju tauku dominēšana gatavošanas traukos, kas nozīmē, ka dzīvnieki, kas nav atgremotāji (piemēram, zirgi, cūkas, mājputni, vistas, truši utt.), tika vārīti traukos ilgu laiku. Tas ir pretrunā ar sen pastāvošo viedokli (pamatojoties uz faunas pierādījumiem), ka atgremotāju dzīvnieki (piemēram, liellopi, bifeļi, brieži utt.) tika patērēti kā uzturā. pārtika Indas ielejas cilvēki.  

Pagājušajā gadsimtā nozīmīgu vietu arheoloģiskie izrakumi sniedza daudz informācijas par seno cilvēku kultūru un praksi. Tomēr izpratne par uztura un iztikas praksi, kas bija izplatīta senajās aizvēsturiskajās sabiedrībās, kurās nebija rakstisku ierakstu, bija grūts uzdevums, jo gandrīz pilnīgas dabiskās degradācijas dēļ nebija daudz no tā, kas bija "pārtika". pārtika un biomolekulas. Pēdējo divu desmitgažu laikā standarta ķīmiskās hromatogrāfijas metodes un savienojumu specifiskā stabilo oglekļa izotopu attiecības analīze ir iekarojusi arheoloģiskos pētījumus, ļaujot pētniekiem precīzi noteikt lipīdu avotus. Rezultātā ir kļuvis iespējams izpētīt uztura un iztikas praksi, izmantojot absorbēto pārtikas atlieku molekulārās un izotopu analīzes, pamatojoties uz δ13C un Δ13C vērtībām.  

Augi ir primārie pārtikas ražotāji. Lielākā daļa augu izmanto C3 fotosintēzi, lai fiksētu oglekli, tāpēc tos sauc par C3 augiem. Kvieši, mieži, rīsi, auzas, rudzi, govs zirņi, manioka, sojas pupas utt. ir galvenie C3 augi. Tie veido štāpeļšķiedrām pārtika no cilvēces. No otras puses, C4 augi (piemēram, kukurūza, cukurniedres, prosa un sorgo) oglekļa fiksēšanai izmanto C4 fotosintēzi.  

Ogleklim ir divi stabili izotopi C-12 un C-13 (trešais izotops C-14, ir nestabils, tāpēc radioaktīvs un tiek izmantots datēšanai bioloģisks arheoloģiskie atradumi). No diviem stabiliem izotopiem šķiltavas C-12 galvenokārt tiek uzņemtas fotosintēzē. Fotosintēze nav universāla; tas veicina C-12 fiksāciju. Turklāt C3 augi uzņem vieglāku C-12 izotopu nekā C4 augi. Gan C3, gan C4 augi diskriminē smagākus C-13 izotopus, bet C4 augi nediskriminē tik stipri kā C3 augi. Pretēji sakot, fotosintēzē gan C3, gan C4 augi dod priekšroku C-12 izotopam, nevis C-13, bet C3 augi dod priekšroku C-12 vairāk nekā C4 augiem. Tas rada atšķirības stabilo oglekļa izotopu attiecībās C3 un C4 augos un dzīvniekos, kas barojas ar C3 un C4 augiem. Dzīvniekam, kas barots ar C3 augiem, būs vairāk vieglāku izotopu nekā dzīvniekam, ko baro ar C4 augiem, kas nozīmē, ka lipīdu molekula ar vieglāku izotopu attiecību, visticamāk, ir cēlusies no dzīvnieka, kas barots ar C3 augiem. Tas ir konceptuālais pamats lipīdu (vai jebkuras citas biomolekulas) specifisku izotopu analīzei, kas palīdz identificēt lipīdu atlieku avotus keramikas izstrādājumos. Īsumā, C3 un C4 augiem ir atšķirīga oglekļa izotopu attiecība. δ13C vērtība C3 augiem ir vieglāka no –30 līdz –23 ‰, savukārt C4 augiem šī vērtība ir no –14 līdz –12 ‰. 

Pēc lipīdu atlieku ekstrakcijas no māla trauku paraugiem pirmais galvenais solis ir atdalīt dažādas lipīdu sastāvdaļas, izmantojot gāzu hromatogrāfijas-masas spektrometrijas (GC-MS) metodi. Tādējādi tiek iegūta parauga lipīdu hromatogramma. Lipīdi laika gaitā noārdās, tāpēc senajos paraugos parasti atrodam taukskābes (FA), īpaši palmitīnskābi (C₁₆) un stearīnskābe (C₁₈). Tādējādi šī ķīmiskās analīzes tehnika palīdz identificēt taukskābes paraugā, bet nesniedz informāciju par taukskābju izcelsmi. Jāturpina noskaidrot, vai īpaša taukskābe, kas identificēta senajā vārīšanas traukā, ir cēlusies no piena vai dzīvnieku gaļas vai auga. Taukskābju atlikumi māla traukos ir atkarīgi no tā, kas senos laikos tika vārīts traukā. 

C3 un C4 augiem ir atšķirīgas stabilu oglekļa izotopu attiecības, jo fotosintēzes laikā tiek labāk uzņemts vieglāks C12 izotops. Līdzīgi dzīvniekiem, kas baroti ar C3 un C4 augiem, ir atšķirīgas attiecības, piemēram, pieradinātiem liellopiem (atgremotājiem, piemēram, govs un bifeļi), kas baroti ar C4 pārtiku (piemēram, prosa), izotopu attiecība būs atšķirīga nekā mazākiem mājdzīvniekiem, piemēram, kazām, aitām. un cūkas, kas parasti ganās un plaukst ar C3 augiem. Turklāt piena produktiem un gaļai, kas iegūta no atgremotāju liellopiem, ir atšķirīgas izotopu attiecības, jo atšķiras tauku sintēze to piena dziedzeros un taukaudos. Iepriekš identificētās specifiskās taukskābes izcelsmes noteikšana tiek veikta, analizējot oglekļa stabilo izotopu attiecības. Gāzu hromatogrāfijas-sadegšanas-izotopu attiecību masas spektrometrijas (GC-C-IRMS) tehnika tiek izmantota, lai analizētu identificēto taukskābju izotopu attiecības.   

Stabilo oglekļa izotopu lipīdu atliekās attiecību analīzes nozīme aizvēsturisko vietu arheoloģiskajos pētījumos tika pierādīta 1999. gadā, kad arheoloģiskās vietas izpētē Velsas pierobežā, Apvienotajā Karalistē, varēja skaidri nošķirt taukus no neatgremotājiem (piemēram, cūkām) un atgremotāju (piemēram, aitu vai liellopu) izcelsmes¹. Šī pieeja varētu sniegt pārliecinošu pierādījumu par pirmo piena ražošanu zaļajā Sahāras Āfrikā piektajā tūkstošgadē pirms mūsu ēras. Ziemeļāfrika tolaik bija zaļa ar veģetāciju, un aizvēsturiskie Sahāras Āfrikas iedzīvotāji bija pieņēmuši piena ražošanas praksi. Tas tika secināts, pamatojoties uz keramikas izstrādājumos identificēto galveno piena tauku alkānskābju δ13C un Δ13C vērtībām.². Līdzīgas analīzes sniedza agrākos tiešus pierādījumus par piena pārstrādi un patēriņu pastorālās neolīta sabiedrībās Āfrikas austrumos.³ un agrīnā dzelzs laikmetā Ķīnas ziemeļos⁴. 

Dienvidāzijā pierādījumi par pieradināšanu datēti ar 7^th tūkstošgadē pirms mūsu ēras. Līdz 4^th tūkstošgadē pirms mūsu ēras pieradināti dzīvnieki, piemēram, liellopi, bifeļi, kazas, aitas utt., bija sastopami dažādās Indas ielejas vietās. Bija ieteikumi par šo dzīvnieku izmantošanu piena un gaļas pārtikā, taču nebija pārliecinošu zinātnisku pierādījumu, kas apstiprinātu šo viedokli. Stabila izotopu analīze lipīdu atliekām, kas ekstrahētas no keramikas skaidiņām, kas savāktas no Indu ieleja apmetnes sniedz agrākos tiešos pierādījumus par piena pārstrādi Dienvidāzijā⁵. Citā nesenā, sarežģītākā, sistemātiskā pētījumā par lipīdu atliekām no podu fragmentiem, kas savākti no vairākām Indas ielejas vietām, pētnieki mēģināja noteikt traukos izmantoto pārtikas produktu veidu. Izotopu analīze apstiprināja dzīvnieku tauku izmantošanu traukos. Galvenais zinātniskais atklājums bija neatgremotāju tauku dominēšana gatavošanas traukos⁶ Tas nozīmē, ka dzīvnieki, kas nav atgremotāji (piemēram, zirgi, cūkas, mājputni, vistas, truši utt.), tika vārīti traukos ilgu laiku un patērēti kā pārtika. Tas ir pretrunā ilgstoši pastāvošajam uzskatam (pamatojoties uz faunas pierādījumiem), ka atgremotājus (piemēram, liellopus, bifeļus, briežus, kazas utt.) Indas ielejas iedzīvotāji lietoja kā pārtiku.  

Vietējo mūsdienu atsauces tauku nepieejamība un augu un dzīvnieku izcelsmes produktu sajaukšanas iespēja ir šī pētījuma ierobežojumi. Lai pārvarētu iespējamo ietekmi, kas rodas no augu un dzīvnieku izcelsmes produktu sajaukšanas, un lai iegūtu holistisku skatījumu, lipīdu atlieku analīzēs tika iekļauta cietes graudu analīze. Tas veicināja augu, graudaugu, pākšaugu u.c. vārīšanu traukā. Tas palīdz pārvarēt dažus ierobežojumus⁷. 

*** 

Norādes:  

1. Duds SN un citi 1999. Pierādījumi par dažādiem dzīvnieku izcelsmes produktu izmantošanas modeļiem dažādās aizvēsturiskās keramikas tradīcijās, pamatojoties uz lipīdiem, kas saglabājušies virsmā un absorbētajās atliekās. Arheoloģijas zinātnes žurnāls. 26. sējums, 12. izdevums, 1999. gada decembris, 1473.-1482. lpp. DOI: https://doi.org/10.1006/jasc.1998.0434 

2. Dunne, J., Evershed, R., Salque, M. et al. Pirmā piensaimniecība zaļajā Sahāras Āfrikā piektajā tūkstošgadē pirms mūsu ēras. Nature 486, 390–394 (2012). DOI: https://doi.org/10.1038/nature11186 

3. Grillo KM et al 2020. Molekulārie un izotopu pierādījumi pienam, gaļai un augiem aizvēsturiskās Austrumāfrikas ganu barības sistēmās. PNAS. 117 (18) 9793-9799. Publicēts 13. gada 2020. aprīlī. DOI: https://doi.org/10.1073/pnas.1920309117 

4. Han B., un citi 2021. gads. Lipīdu atlieku analīze keramikas traukos no RuiState Liujiavas vietas (agrīnais dzelzs laikmets, Ķīnas ziemeļos). Journal Of Quaternary Science (2022) 37(1), 114–122. DOI: https://doi.org/10.1002/jqs.3377 

5. Čakrabortijs, KS, Sleiters, GF, Millers, H.ML. un citi. Lipīdu atlieku savienojumu specifiskā izotopu analīze sniedz agrākos tiešos pierādījumus par piena produktu pārstrādi Dienvidāzijā. Sci Rep 10, 16095 (2020). https://doi.org/10.1038/s41598-020-72963-y 

6. Suryanarayan A., un citi 2021. gads. Lipīdu atliekas keramikā no Indas civilizācijas Indijas ziemeļrietumos. Arheoloģijas zinātnes žurnāls. 125. sējums, 2021,105291. DOI:https://doi.org/10.1016/j.jas.2020.105291 

7. Garsija-Granero Huans Hosē, un citi 2022. gads. Lipīdu un cietes graudu analīžu integrēšana no keramikas traukiem, lai izpētītu aizvēsturiskos pārtikas ceļus Gudžaratas ziemeļos, Indijā. Frontiers in Ecology and Evolution, 16. gada 2022. marts. Sec. Paleontoloģija. DOI: https://doi.org/10.3389/fevo.2022.840199 

Bibliogrāfija  

1. Irto A., un citi 2022. Lipīdi arheoloģiskajā keramikā: pārskats par to paraugu ņemšanas un ekstrakcijas metodēm. Molecules 2022, 27(11), 3451; DOI: https://doi.org/10.3390/molecules27113451 

2. Suryanarayan, A. 2020. Kas ir kulinārija Indas civilizācijā? Indas pārtikas izpēte, izmantojot keramikas lipīdu atlieku analīzi (promocijas darbs). Kembridžas Universitāte. DOI: https://doi.org/10.17863/CAM.50249 

3. Suryanarayan, A. 2021. Lekcija – Lipīdu atlikumi keramikas izstrādājumos no Indas civilizācijas. Pieejams plkst https://www.youtube.com/watch?v=otgXY5_1zVo 

***