REKLAAM

Kuidas lipiid analüüsib iidseid toitumisharjumusi ja kulinaarseid tavasid

Vanakeraamika lipiidijäänuste kromatograafia ja liitspetsiifiliste isotoopide analüüs räägivad palju muistsest toit harjumused ja kulinaarsed tavad. Viimase kahe aastakümne jooksul on seda tehnikat edukalt kasutatud muinasaja lahtiharutamiseks toit mitmete maailma arheoloogiliste paikade tavasid. Teadlased on seda tehnikat hiljuti rakendanud Induse oru tsivilisatsiooni mitmetest arheoloogilistest paikadest kogutud keraamikale. Peamine teaduslik avastus oli mittemäletsejaliste rasvade domineerimine keedunõudes, mis tähendab, et mittemäletsejalistest loomi (nagu hobune, sead, kodulinnud, linnud, küülikud jne) küpsetati anumates pika aja jooksul. See on vastuolus pikaajalise arvamusega (fauna tõendite põhjal), et mäletsejalisi (nagu veised, pühvlid, hirved jne) tarbiti toit Induse oru inimeste poolt.  

Möödunud sajandil toimunud oluliste paikade arheoloogilised väljakaevamised andsid palju teavet muistsete inimeste kultuuri ja tavade kohta. Ent iidsetes eelajaloolistes ühiskondades, kus kirjalikke ülestähendusi ei olnud, levinud toitumis- ja elatustavade mõistmine oli varem ülesmäge, sest toidu peaaegu täieliku loodusliku lagunemise tõttu ei jäänud palju sellest, mis oli "toiduks". toit ja biomolekulid. Viimase kahe aastakümne jooksul on kromatograafia ja süsiniku stabiilsete isotoopide suhte ühendispetsiifiline analüüs tunginud arheoloogilistesse uuringutesse, võimaldades teadlastel täpselt kindlaks teha lipiidide allikaid. Selle tulemusena on saanud võimalikuks uurida toitumis- ja toimetulekupraktikaid, kasutades neeldunud toidujääkide molekulaar- ja isotoopanalüüse, mis põhinevad δ13C ja Δ13C väärtustel.  

Taimed on peamised toidutootjad. Enamik taimi kasutab süsiniku fikseerimiseks C3 fotosünteesi, seetõttu nimetatakse neid C3 taimedeks. Nisu, oder, riis, kaer, rukis, lehmahernes, maniokk, sojaoad jne on peamised C3 taimed. Need moodustavad klambri toit inimkonnast. C4 taimed (nt mais, suhkruroog, hirss ja sorgo) aga kasutavad süsiniku sidumiseks C4 fotosünteesi.  

Süsinikul on kaks stabiilset isotoopi, C-12 ja C-13 (kolmas isotoop C-14, on ebastabiilne, seega radioaktiivne ja seda kasutatakse dateerimiseks orgaaniline arheoloogilised leiud). Kahest stabiilsest isotoobist kasutatakse fotosünteesis eelistatavalt kergemat C-12. Fotosüntees ei ole universaalne; see soosib C-12 fikseerimist. Lisaks võtavad C3 taimed kergemat C-12 isotoopi rohkem kui C4 taimed. Nii C3 kui ka C4 taimed diskrimineerivad raskemaid C-13 isotoope, kuid C4 taimed ei diskrimineeri nii tugevalt kui C3 taimed. Vastupidi, fotosünteesis eelistavad nii C3 kui ka C4 taimed C-12 isotoopi C-13 asemel, kuid C3 taimed eelistavad C-12 rohkem kui C4 taimed. Selle tulemuseks on erinevused süsiniku stabiilsete isotoopide vahekordades C3 ja C4 taimedes ning loomades, kes toituvad C3 ja C4 taimedest. Loomal, keda toidetakse C3 taimedega, on rohkem kergemaid isotoope kui C4 taimedega toidetud loomadel, mis tähendab, et kergema isotoopide suhtega lipiidimolekul pärineb tõenäolisemalt loomalt, keda toidetakse C3 taimedega. See on lipiidide (või mis tahes muu biomolekuli) ühendi spetsiifilise isotoopanalüüsi kontseptuaalne alus, mis aitab tuvastada lipiidijääkide allikaid keraamikas. Lühidalt öeldes on C3 ja C4 taimedel erinevad süsiniku isotoopide suhted. C13 taimede δ3C väärtus on heledam vahemikus –30 kuni –23 ‰, samas kui C4 taimede puhul on see väärtus vahemikus –14 kuni –12 ‰. 

Pärast lipiidijääkide ekstraheerimist keraamika proovidest on esimene oluline samm erinevate lipiidide koostisosade eraldamine gaasikromatograafia-massispektromeetria (GC-MS) meetodil. See annab proovi lipiidkromatogrammi. Lipiidid lagunevad aja jooksul, nii et iidsetest proovidest leiame tavaliselt rasvhappeid (FA), eriti palmitiinhapet (C16) ja steariinhapet (C18). Seega aitab see keemilise analüüsi meetod tuvastada rasvhappeid proovis, kuid see ei anna teavet rasvhapete päritolu kohta. Täiendavalt tuleb välja selgitada, kas iidses keedunõus tuvastatud konkreetne rasvhape pärines piima- või loomalihast või taimest. Rasvhapete jääk keraamikas oleneb sellest, mida antiikajal anumas keedeti. 

C3- ja C4-taimedel on süsiniku stabiilsete isotoopide vahekord erinev, kuna fotosünteesi käigus omastatakse eelistatavalt kergemat C12-isotoopi. Samamoodi on C3 ja C4 taimedega toidetud loomadel erinev suhe, näiteks kodustatud veistel (mäletsejalised, nagu lehm ja pühvlid), keda toidetakse C4 toiduga (nt hirss), on isotoopide suhe erinev kui väiksematel kodustatud loomadel, nagu kits, lammas. ja sead, kes tavaliselt karjatavad ja arenevad C3 taimedel. Lisaks on mäletsejalistelt saadud piimatoodetel ja lihal erinev isotoopide suhe, mis on tingitud nende piimanäärmete ja rasvkoe rasvade sünteesi erinevustest. Varem tuvastatud spetsiifilise rasvhappe päritolu kindlakstegemine toimub süsiniku stabiilsete isotoopide suhte analüüsi abil. Tuvastatud rasvhapete isotoopide suhte analüüsimiseks kasutatakse gaasikromatograafia-põlemis-isotoopsuhte massispektromeetria (GC-C-IRMS) tehnikat.   

Lipiidijääkide stabiilsete süsiniku isotoopide suhte analüüsi tähtsus eelajalooliste paikade arheoloogilistes uuringutes ilmnes 1999. aastal, kui Ühendkuningriigis Welsh Borderlandsis asuva arheoloogilise ala uurimine võimaldas selgelt eristada mittemäletsejalistelt (nt sigadelt) pärit rasvu ja rasvu. mäletsejaliste (nt lammaste või veiste) päritolu1. See lähenemisviis võib anda veenva tõendi esimese piimanduse kohta rohelises Sahara Aafrikas viiendal aastatuhandel eKr. Põhja-Aafrika oli siis taimestikust roheline ja eelajaloolised Sahara Aafrika inimesed olid võtnud kasutusele piimandustavad. See järeldati keraamikatoodetes tuvastatud peamiste piimarasva alkaanhapete δ13C ja Δ13C väärtuste põhjal.2. Sarnased analüüsid andsid esimesed otsesed tõendid piimatöötlemise ja -tarbimise kohta Ida-Aafrika pastoraalsete neoliitikumide ühiskondades3 ja varasel rauaajal Põhja-Hiinas4

Lõuna-Aasias pärinevad tõendid kodustamise kohta 7th aastatuhandel eKr. 4-ksth aastatuhandel eKr leidus Induse oru erinevates paikades kodustatud loomi, nagu veised, pühvlid, kitsed, lambad jne. Esitati ettepanekuid nende loomade kasutamiseks piima- ja lihatoidus, kuid selle seisukoha toetuseks puuduvad veenvad teaduslikud tõendid. aastast kogutud keraamilistest tükkidest ekstraheeritud lipiidijääkide stabiilne isotoopanalüüs Induse org asulad annavad esimesed otsesed tõendid piimatöötlemise kohta Lõuna-Aasias5. Teises hiljutises, põhjalikumas ja süstemaatilises uuringus mitmest Induse oru paigast kogutud pottide fragmentide lipiidijääkide kohta püüdsid teadlased kindlaks teha anumates kasutatavate toiduainete tüübi. Isotoopanalüüs kinnitas loomsete rasvade kasutamist anumates. Peamine teaduslik avastus oli mittemäletsejaliste rasvade domineerimine küpsetusanumates6 mis tähendab, et mittemäletsejalisi loomi (nagu hobune, sead, kodulinnud, linnud, küülikud jne) küpsetati anumates pika aja jooksul ja tarbiti toiduna. See on vastuolus pikaajalise arvamusega (fauna tõendite põhjal), et Induse oru inimesed tarbisid toiduna mäletsejalisi (nagu veised, pühvlid, hirved, kitsed jne).  

Selle uuringu piirangud on kohalike kaasaegsete võrdlusrasvade kättesaamatus ning taimede ja loomsete saaduste segamise võimalus. Taimsete ja loomsete saaduste segamisest tulenevate võimalike mõjude ületamiseks ja tervikliku vaate saamiseks lisati tärklisetera analüüs lipiidijääkide analüüsidesse. See toetas taimede, teraviljade, kaunviljade jne küpsetamist anumas. See aitab ületada mõningaid piiranguid7

*** 

viited:  

  1. Dudd SN et al 1999. Tõendid loomsete saaduste erinevate kasutusviiside kohta erinevates eelajaloolistes keraamikatraditsioonides, mis põhinevad pinnal säilinud lipiididel ja imendunud jääkainetel. Arheoloogiateaduse ajakiri. 26. köide, 12. väljaanne, detsember 1999, lk 1473–1482. DOI: https://doi.org/10.1006/jasc.1998.0434 
  1. Dunne, J., Evershed, R., Salque, M. et al. Esimene piimatööstus rohelises Sahara Aafrikas viiendal aastatuhandel eKr. Nature 486, 390–394 (2012). DOI: https://doi.org/10.1038/nature11186 
  1. Grillo KM et al 2020. Molekulaarsed ja isotoopsed tõendid piima, liha ja taimede kohta eelajaloolistes Ida-Aafrika karjakasvatussüsteemides. PNAS. 117 (18) 9793-9799. Avaldatud 13. aprillil 2020. DOI: https://doi.org/10.1073/pnas.1920309117 
  1. Han B., et al 2021. Keraamiliste anumate lipiidijääkide analüüs RuiState'i Liujiawa leiukohast (varajane rauaaeg, Põhja-Hiina). Journal Of Quaternary Science (2022) 37 (1), 114–122. DOI: https://doi.org/10.1002/jqs.3377 
  1. Chakraborty, KS, Slater, GF, Miller, H.ML. et al. Lipiidijääkide ühendispetsiifiline isotoopide analüüs annab varaseimad otsesed tõendid piimatoodete töötlemise kohta Lõuna-Aasias. Sci Rep 10, 16095 (2020). https://doi.org/10.1038/s41598-020-72963-y 
  1. Suryanarayan A., et al 2021. Lipiidijäägid Loode-Indias Induse tsivilisatsiooni keraamikas. Arheoloogiateaduse ajakiri. 125. köide, 2021,105291. DOI:https://doi.org/10.1016/j.jas.2020.105291 
  1. García-Granero Juan José, et al 2022. Keraamikanõude lipiidide ja tärklise terade analüüside integreerimine India põhjaosa Gujarati eelajalooliste toiduteede uurimiseks. Piirid ökoloogias ja evolutsioonis, 16. märts 2022. Sec. Paleontoloogia. DOI: https://doi.org/10.3389/fevo.2022.840199 

Bibliograafia  

  1. Irto A., et al 2022. Lipiidid arheoloogilises keraamikas: nende proovivõtu- ja ekstraheerimismeetodite ülevaade. Molecules 2022, 27 (11), 3451; DOI: https://doi.org/10.3390/molecules27113451 
  1. Suryanarayan, A. 2020. Mida valmistatakse Induse tsivilisatsioonis? Induse toiduainete uurimine keraamiliste lipiidijääkide analüüsi abil (doktoritöö). Cambridge'i ülikool. DOI: https://doi.org/10.17863/CAM.50249 
  1. Suryanarayan, A. 2021. Loeng – Lipiidijäägid keraamikas Induse tsivilisatsioonist. Saadaval aadressil https://www.youtube.com/watch?v=otgXY5_1zVo 

***

Umesh Prasad
Umesh Prasad
Teadusajakirjanik | Ajakirja Scientific European asutajatoimetaja

Telli meie uudiskiri

Värskeimate uudiste, pakkumiste ja eriteadetega.

Kõige populaarsemad artiklid

Chinchorro kultuur: inimkonna vanim kunstlik mumifitseerimine

Maailma vanimad tõendid kunstliku mumifitseerimise kohta pärinevad...

Väikseim optiline güroskoop

Insenerid on ehitanud maailma väikseima valgustundliku güroskoopi, mis...
- Reklaam -
94,263Fännidnagu
47,622järgijaidjärgima
1,772järgijaidjärgima
30AbonentideSoovin uudiskirja