Kromatografi og forbindelsesspesifikk isotopanalyse av lipidrester i gammel keramikk forteller mye om eldgamle mat vaner og kulinariske praksiser. I de siste to tiårene har denne teknikken med suksess blitt brukt for å avdekke eldgamle mat praksis fra flere arkeologiske steder i verden. Forskere har nylig brukt denne teknikken på keramikk samlet fra flere arkeologiske steder i Indus Valley Civilization. Det viktigste vitenskapelige funnet var dominansen av ikke-drøvtyggere fett i kokekarene, noe som tyder på at ikke-drøvtyggere (som hest, griser, fjærfe, fugl, kanin osv.) ble tilberedt i karene over en lang periode. Dette motsier det lenge holdte synet (basert på faunabevis) om at drøvtyggere (som storfe, bøfler, hjort osv.) ble konsumert som mat av Indus Valley-folk.
Arkeologiske utgravninger av viktige steder i det siste århundret ga mye informasjon om kulturen og praksisen til gamle mennesker. Imidlertid pleide det å forstå kostholds- og livsoppholdspraksis som var utbredt i gamle forhistoriske samfunn uten skriftlige dokumenter, en oppoverbakke oppgave fordi ikke mye av det som utgjorde "mat" var igjen på grunn av nesten fullstendig naturlig nedbrytning av mat og biomolekyler. I løpet av de siste to tiårene har standard kjemiske teknikker for kromatografi og forbindelsesspesifikk analyse av forholdet mellom stabile isotoper av karbon gjort inngrep i arkeologiske studier som gjør det mulig for forskere å finne kilder til lipider. Som et resultat har det blitt mulig å undersøke diett- og livsoppholdspraksis ved å bruke molekylære og isotopiske analyser av absorberte matrester basert på δ13C- og Δ13C-verdiene.
Planter er hovedprodusentene av mat. De fleste planter bruker C3-fotosyntese for å fikse karbon, og kalles derfor C3-planter. Hvete, bygg, ris, havre, rug, cowpea, kassava, soyabønner osv. er de viktigste C3-plantene. De danner stiften mat av menneskeheten. C4-planter (som mais, sukkerrør, hirse og sorghum) bruker derimot C4-fotosyntese for karbonfiksering.
Karbon har to stabile isotoper, C-12 og C-13 (den tredje isotopen C-14, er ustabil og derfor radioaktiv og brukes til datering organisk arkeologiske funn). Av de to stabile isotopene blir den lettere C-12 fortrinnsvis tatt opp i fotosyntesen. Fotosyntese er ikke universell; det favoriserer fiksering av C-12. Videre tar C3-planter opp lettere C-12-isotop mer enn C4-planter gjør. Både C3- og C4-planter diskriminerer mot tyngre C-13-isotop, men C4-planter diskriminerer ikke like sterkt som C3-planter. Omvendt, i fotosyntese favoriserer både C3- og C4-planter C-12-isotop fremfor C-13, men C3-planter favoriserer C-12 mer enn C4-planter. Dette resulterer i forskjeller i forholdet mellom stabile isotoper av karbon i C3- og C4-planter og i dyr som lever av C3- og C4-planter. Et dyr matet på C3-planter vil ha flere av lettere isotoper enn et dyr matet på C4-planter, noe som betyr at et lipidmolekyl med lettere isotopforhold er mer sannsynlig å ha sin opprinnelse fra et dyr matet på C3-planter. Dette er det konseptuelle grunnlaget for sammensatt spesifikk isotopanalyse av lipid (eller et hvilket som helst annet biomolekyl for den saks skyld) som hjelper til med å identifisere kilder til lipidrester i keramikken. I et nøtteskall har C3- og C4-planter forskjellige karbonisotopforhold. δ13C-verdien for C3-planter er lettere mellom −30 og −23‰ mens for C4-planter er denne verdien mellom −14 og −12‰.
Etter ekstraksjon av lipidrester fra prøvene av keramikk, er det første nøkkeltrinnet å skille forskjellige lipidbestanddeler ved å bruke teknikken for gasskromatografi-massespektrometri (GC-MS). Dette gir et lipidkromatogram av prøven. Lipider brytes ned over tid, så det vi vanligvis finner i gamle prøver er fettsyrer (FA), spesielt palmitinsyre (C16) og stearinsyre (C18). Dermed hjelper denne kjemiske analyseteknikken med å identifisere fettsyrer i prøven, men den gir ikke informasjon om opprinnelsen til fettsyrer. Det må fastslås ytterligere om en spesifikk fettsyre identifisert i det eldgamle kokekaret stammer fra meieri- eller dyrekjøtt eller plante. Fettsyrerestene i keramikkene avhenger av hva som ble tilberedt i karet i oldtiden.
C3- og C4-planter har forskjellige forhold mellom stabile isotoper av karbon på grunn av foretrukket opptak av lettere C12-isotop under fotosyntese. Tilsvarende har dyr fôret med C3- og C4-planter forskjellige forhold, for eksempel vil tamme storfe (drøvtyggere som ku og bøffel) matet med C4-mat (som hirse) ha et annet isotopforhold enn de mindre tamme dyrene som geit, sau og gris som vanligvis beiter og trives på C3-planter. Videre har meieriprodukter og kjøtt fra drøvtyggende storfe forskjellige isotopforhold på grunn av forskjeller i syntese av fett i deres brystkjertel og fettvev. Å fastslå opprinnelsen til en spesifikk fettsyre identifisert tidligere gjøres ved å analysere forholdet mellom stabile isotoper av karbon. Teknikken med gasskromatografi-forbrenning-isotopforhold massespektrometri (GC-C-IRMS) brukes til å analysere isotopforhold av de identifiserte fettsyrene.
Betydningen av forholdsanalyse av stabile karbonisotoper i lipidrester i arkeologiske studier av forhistoriske steder ble demonstrert i 1999 da studiet av arkeologiske steder i Welsh Borderlands, Storbritannia, kunne gjøre et klart skille mellom fett fra ikke-drøvtyggere (f.eks. svin) og opprinnelse fra drøvtyggere (f.eks. sauer eller storfe).1. Denne tilnærmingen kan gi avgjørende bevis på første meieriproduksjon i grønne Sahara-Afrika i det femte årtusen f.Kr. Nord-Afrika var grønt med vegetasjon da, og forhistoriske afrikanske fra Sahara hadde tatt i bruk meieripraksis. Dette ble konkludert på grunnlag av δ13C og Δ13C verdier av de viktigste alkansyrene i melkefett identifisert i keramikk2. Lignende analyser ga tidligste direkte bevis på melkeproduksjon og forbruk av pastorale neolittiske samfunn i det østlige Afrika3 og i tidlig jernalder, nord Kina4.
I Sør-Asia går bevis på domestisering tilbake til 7th årtusen f.Kr. Innen 4th årtusen f.Kr., tamme dyr som storfe, bøfler, geiter, sauer osv. var tilstede på forskjellige steder i Indusdalen. Det var forslag om bruk av disse dyrene i mat for meieriprodukter og kjøtt, men ingen avgjørende vitenskapelige bevis for å støtte synspunktet. Stabil isotopanalyse av lipidrester ekstrahert fra keramiske strimler samlet fra Indusdalen bosetninger gir de tidligste direkte bevisene for meieriforedling i Sør-Asia5. I en annen nyere, mer forseggjort, systematisk studie av lipidrester fra pottefragmenter samlet fra flere Indus Valley-steder, forsøkte forskere å etablere type matvarer som ble brukt i karene. Isotopanalyse bekreftet bruk av animalsk fett i kar. Viktige vitenskapelige funn var dominans av ikke-drøvtyggere fett i kokekarene6 antydet at ikke-drøvtyggere (som hest, griser, fjærfe, fugl, kanin osv.) ble tilberedt i karene over en lang periode og konsumert som mat. Dette motsier et langvarig syn (basert på faunabevis) om at drøvtyggere (som storfe, bøfler, hjort, geiter osv.) ble konsumert som mat av Indus Valley-folk.
Utilgjengelighet av lokalt moderne referansefett og mulighet for blanding av planter og animalske produkter er begrensninger i denne studien. For å overvinne mulige effekter som følge av blanding av plante- og dyreprodukter, og for et helhetlig syn, ble stivelseskornanalyse inkorporert i lipidresteranalyser. Dette støttet koking av planter, frokostblandinger, belgfrukter osv. i karet. Dette bidrar til å overvinne noen av begrensninger7.
***
Referanser:
- Dudd SN et al 1999. Bevis for varierende mønstre for utnyttelse av animalske produkter i forskjellige forhistoriske keramikktradisjoner basert på lipider bevart i overflaten og absorberte rester. Journal of Archaeological Science. Bind 26, utgave 12, desember 1999, side 1473-1482. GJØR JEG: https://doi.org/10.1006/jasc.1998.0434
- Dunne, J., Evershed, R., Salque, M. et al. Første meieri i grønne Sahara-Afrika i det femte årtusen f.Kr. Nature 486, 390–394 (2012). GJØR JEG: https://doi.org/10.1038/nature11186
- Grillo KM et al 2020. Molekylære og isotopiske bevis for melk, kjøtt og planter i forhistoriske østafrikanske hyrdematsystemer. PNAS. 117 (18) 9793-9799. Publisert 13. april 2020. DOI: https://doi.org/10.1073/pnas.1920309117
- Han B., et al 2021. Lipidrestanalyse av keramiske kar fra Liujiawa-stedet i RuiState (tidlig jernalder, nord-Kina). Journal Of Quaternary Science (2022)37(1) 114–122. GJØR JEG: https://doi.org/10.1002/jqs.3377
- Chakraborty, KS, Slater, GF, Miller, H.ML. et al. Forbindelsesspesifikk isotopanalyse av lipidrester gir det tidligste direkte beviset på prosessering av meieriprodukter i Sør-Asia. Sci Rep 10, 16095 (2020). https://doi.org/10.1038/s41598-020-72963-y
- Suryanarayan A., et al 2021. Lipidrester i keramikk fra Indus-sivilisasjonen i nordvest-India. Journal of Archaeological Science. Bind 125, 2021,105291, XNUMX. GJØR JEG:https://doi.org/10.1016/j.jas.2020.105291
- García-Granero Juan José, et al 2022. Integrering av lipid- og stivelseskornanalyser fra keramikkbeholdere for å utforske forhistoriske matveier i Nord-Gujarat, India. Frontiers in Ecology and Evolution, 16. mars 2022. Sec. Paleontologi . GJØR JEG: https://doi.org/10.3389/fevo.2022.840199
Bibliografie
- Irto A., et al 2022. Lipider i arkeologisk keramikk: En gjennomgang av deres prøvetakings- og utvinningsteknikker. Molecules 2022, 27(11), 3451; GJØR JEG: https://doi.org/10.3390/molecules27113451
- Suryanarayan, A. 2020. Hva lager mat i Indus-sivilisasjonen? Undersøke Indus mat gjennom keramisk lipidrester analyse (Doktorgradsavhandling). Universitetet i Cambridge. GJØR JEG: https://doi.org/10.17863/CAM.50249
- Suryanarayan, A. 2021. Forelesning – Lipidrester i keramikk fra Indus-sivilisasjonen. Tilgjengelig i https://www.youtube.com/watch?v=otgXY5_1zVo
***
