Hoe lipiedontledings Antieke voedselgewoontes en kulinêre praktyke ontrafel

Chromatografie en verbindingspesifieke isotoop-analise van lipiedressels in antieke erdewerk vertel baie oor antieke voedselgewoontes en kulinêre praktyke. In die afgelope twee dekades is hierdie tegniek suksesvol gebruik om antieke voedselpraktyke van verskeie argeologiese terreine in die wêreld te ontrafel. Navorsers het hierdie tegniek onlangs toegepas op die erdewerke wat versamel is van verskeie argeologiese terreine van die Indusvallei-beskawing. Die belangrikste wetenskaplike bevinding was die oorheersing van nie-herkouervette in die kookvate, wat impliseer dat nie-herkouer diere (soos perde, varke, pluimvee, pluimvee, konyne, ens.) oor 'n lang tydperk in die vate gaargemaak is. Dit weerspreek die lang gehuldigde siening (gebaseer op fauna-bewyse) dat herkouer diere (soos beeste, buffels, takbokke, ens.) as voedsel deur Indusvallei-mense verbruik is.

Argeologiese opgrawings van belangrike terreine in die afgelope eeu het baie inligting verskaf oor die kultuur en praktyke van antieke mense. Dit was egter 'n moeilike taak om dieet- en bestaanspraktyke te verstaan ​​wat algemeen was in antieke prehistoriese samelewings sonder geskrewe rekords, omdat nie veel van wat 'voedsel' uitgemaak het, oorgebly het nie as gevolg van die byna volledige natuurlike afbraak van voedsel en biomolekules. In die afgelope twee dekades het die standaard chemiese tegnieke van chromatografie en verbindingspesifieke analise van die verhouding van stabiele isotope van koolstof vordering gemaak met argeologiese studies, wat navorsers in staat gestel het om bronne van lipiede vas te stel. Gevolglik het dit moontlik geword om dieet- en bestaanspraktyke te ondersoek deur molekulêre en isotopiese ontledings van geabsorbeerde voedselreste te gebruik gebaseer op die δ13C- en Δ13C-waardes.

Plante is die primêre produsente van voedsel. Die meeste plante gebruik C3-fotosintese om koolstof vas te lê, daarom word hulle C3-plante genoem. Koring, gars, rys, hawer, rog, akkerbone, kassawe, sojabone, ens. is die belangrikste C3-plante. Hulle vorm die stapelvoedsel van die mensdom. C4-plante (soos mielies, suikerriet, gierst en sorghum) gebruik daarenteen C4-fotosintese vir koolstofvaslegging.

Koolstof het twee stabiele isotope, C-12 en C-13 (die derde isotoop C-14 is onstabiel, dus radioaktief en word gebruik vir die datering van organiese argeologiese vondste). Van die twee stabiele isotope word die ligter C-12 verkieslik in fotosintese opgeneem. Fotosintese is nie universeel nie; dit bevoordeel die fiksering van C-12. Verder neem C3-plante die ligter C-12-isotoop meer op as C4-plante. Beide C3- en C4-plante diskrimineer teen swaarder C-13-isotoop, maar C4-plante diskrimineer nie so swaar soos C3-plante nie. Omgekeerd, in fotosintese bevoordeel beide C3- en C4-plante die C-12-isotoop bo C-13, maar C3-plante bevoordeel C-12 meer as C4-plante. Dit lei tot verskille in die verhouding van stabiele isotope van koolstof in C3- en C4-plante en in diere wat op C3- en C4-plante voed. 'n Dier wat C3-plante gevoer word, sal meer van ligter isotope hê as 'n dier wat C4-plante gevoer word, wat beteken dat 'n lipiedmolekule met 'n ligter isotoopverhouding meer waarskynlik afkomstig is van 'n dier wat C3-plante gevoer word. Dit is die konseptuele basis van verbindingspesifieke isotoopanalise van lipied (of enige ander biomolekule wat dit betref) wat help om bronne van lipiedresidue in die erdewerk te identifiseer. Kortliks, C3- en C4-plante het verskillende koolstofisotoopverhoudings. Die δ13C-waarde vir C3-plante is ligter tussen −30 en −23‰, terwyl hierdie waarde vir C4-plante tussen −14 en −12‰ is.

Na die ekstraksie van lipiedresidue uit die monsters van pottebakkersware, is die eerste belangrike stap om verskillende lipiedbestanddele te skei met behulp van die tegniek van gaschromatografie-massaspektrometrie (GC-MS). Dit gee 'n lipiedchromatogram van die monster. Lipiede degradeer mettertyd, dus wat ons gewoonlik in antieke monsters vind, is vetsure (VS), veral palmitiensuur (C16 ₎ en steariensuur (C18 ₎ . Dus help hierdie chemiese analisetegniek met die identifisering van vetsure in die monster, maar dit gee nie inligting oor die oorsprong van vetsure nie. Dit moet verder vasgestel word of 'n spesifieke vetsuur wat in die antieke kookvat geïdentifiseer is, afkomstig is van suiwel-, dierevleis- of plantprodukte. Die vetsuurresidu in die pottebakkersware hang af van wat in die antieke tyd in die houer gaargemaak is.

C3- en C4-plante het verskillende verhoudings van stabiele isotope van koolstof as gevolg van voorkeuropname van ligter C12-isotoop tydens fotosintese. Net so het diere wat op C3- en C4-plante gevoer word verskillende verhoudings, byvoorbeeld, mak beeste (herkouerdiere soos koei en buffels) wat op C4-voedsel (soos gierst) gevoer word, sal 'n ander isotoopverhouding hê as die kleiner mak diere soos bok, skape en vark wat gewoonlik op C3-plante wei en floreer. Verder het suiwelprodukte en vleis afkomstig van herkouerbeeste verskillende isotoopverhoudings as gevolg van verskille in sintese van vette in hul melkklier en vetweefsel. Die vasstelling van oorsprong van 'n spesifieke vetsuur wat vroeër geïdentifiseer is, word gedoen deur middel van ontleding van verhoudings van stabiele isotope van koolstof. Die tegniek van Gaschromatografie-verbranding-isotopiese verhouding massaspektrometrie (GC-C-IRMS) word gebruik om isotoopverhoudings van die geïdentifiseerde vetsure te ontleed.   

Die belangrikheid van verhoudingsanalise van stabiele koolstofisotope in lipiedresidue in argeologiese studies van prehistoriese terreine is in 1999 gedemonstreer toe die studie van argeologiese terreine in Walliese Grensgebiede, VK, 'n duidelike onderskeid kon tref tussen vette van nie-herkouer (bv. vark) en herkouer (bv. skaap of bees) oorsprong ^1. Hierdie benadering kon afdoende bewys lewer van die eerste suiwelboerdery in groen Sahara-Afrika in die vyfde millennium v.C. Noord-Afrika was toe groen van plantegroei en prehistoriese Sahara-Afrikaners het suiwelboerderypraktyke aangeneem. Hierdie gevolgtrekking is gemaak op grond van δ13C- en Δ13C-waardes van die belangrikste alkaansure van melkvet wat in pottebakkersware geïdentifiseer is ^2. Soortgelyke ontledings het die vroegste direkte bewys gelewer van suiwelverwerking en -verbruik deur pastorale neolitiese samelewings in Oos-Afrika ³ en in die vroeë Ystertydperk, Noord-China ⁴.

In Suid-Asië dateer bewyse van makmaak uit die 7de ^millennium v.C. Teen die 4de ^millennium v.C. was mak diere soos beeste, buffels, bokke, skape, ens. teenwoordig op verskeie Indusvallei-terreine. Daar was voorstelle van die gebruik van hierdie diere in voedsel vir suiwel en vleis, maar geen afdoende wetenskaplike bewyse om die siening te staaf nie. Stabiele isotoop-analise van lipiedresidue wat onttrek is uit keramieksnippers wat versamel is uit Indusvallei- nedersettings, verskaf die vroegste direkte bewyse van suiwelverwerking in Suid-Asië ^5. In 'n ander onlangse, meer uitgebreide, sistematiese studie van lipiedresidue uit potfragmente wat versamel is uit verskeie Indusvallei-terreine, het navorsers probeer om die tipe voedselsoorte wat in die vate gebruik is, vas te stel. Isotoop-analise het die gebruik van dierlike vette in vate bevestig. Die belangrikste wetenskaplike bevinding was die oorheersing van nie-herkouervette in die kookvate ^6, wat impliseer dat nie-herkouer diere (soos perde, varke, pluimvee, pluimvee, konyne, ens.) oor 'n lang tydperk in die vate gaargemaak en as voedsel verbruik is. Dit weerspreek 'n lang gehuldigde siening (gebaseer op fauna-bewyse) dat herkouer diere (soos beeste, buffels, takbokke, bokke, ens.) deur die mense van die Indusvallei as voedsel verbruik is.

Die onbeskikbaarheid van plaaslike moderne verwysingsvette en die moontlikheid van vermenging van plante en dierprodukte is beperkings van hierdie studie. Om moontlike effekte as gevolg van die vermenging van plant- en dierprodukte te oorkom, en vir 'n holistiese siening, is styselkorrelanalise in lipiedresidu-analises opgeneem. Dit het die kook van plante, graankosse, peulgewasse, ens. in die houer ondersteun. Dit help om sommige van die beperkings te oorkom^.

*** 

Verwysings:  

1. Dudd SN et al 1999. Bewyse vir variërende patrone van ontginning van diereprodukte in verskillende prehistoriese pottebakkery-tradisies gebaseer op lipiede wat in oppervlak- en geabsorbeerde residue bewaar word. Tydskrif vir Argeologiese Wetenskap. Jaargang 26, Uitgawe 12, Desember 1999, Bladsye 1473-1482. DOI: https://doi.org/10.1006/jasc.1998.0434 

2. Dunne, J., Evershed, R., Salque, M. et al. Eerste melkery in groen Sahara-Afrika in die vyfde millennium vC. Nature 486, 390–394 (2012). DOI: https://doi.org/10.1038/nature11186 

3. Grillo KM et al 2020. Molekulêre en isotopiese bewyse vir melk, vleis en plante in prehistoriese Oos-Afrikaanse herdervoedselstelsels. PNAS. 117 (18) 9793-9799. Gepubliseer 13 April 2020. DOI: https://doi.org/10.1073/pnas.1920309117 

4. Han B., et al 2021. Lipiedresidu-analise van keramiekvate vanaf die Liujiawa-terrein van die RuiState (vroeë ystertydperk, noord-China). Tydskrif vir Kwaternêre Wetenskap (2022)37(1) 114–122. DOI: https://doi.org/10.1002/jqs.3377 

5. Chakraborty, KS, Slater, GF, Miller, H.ML. et al. Samestellingspesifieke isotoopontleding van lipiedreste verskaf die vroegste direkte bewyse van suiwelprodukverwerking in Suid-Asië. Sci Rep 10, 16095 (2020). https://doi.org/10.1038/s41598-020-72963-y 

6. Suryanarayan A., et al 2021. Lipiedreste in pottebakkery van die Indus-beskawing in Noordwes-Indië. Tydskrif vir Argeologiese Wetenskap. Volume 125, 2021,105291. DOI:https://doi.org/10.1016/j.jas.2020.105291 

7. García-Granero Juan José, et al 2022. Integrasie van lipied- en styselkorrelontledings van pottebakkerye om prehistoriese voedselweë in Noord-Gujarat, Indië, te verken. Frontiers in Ecology and Evolution, 16 Maart 2022. Art. Paleontologie. DOI: https://doi.org/10.3389/fevo.2022.840199 

Bibliografie  

1. Irto A., et al 2022. Lipiede in argeologiese pottebakkery: 'n oorsig oor hul monsterneming en onttrekkingstegnieke. Molecules 2022, 27(11), 3451; DOI: https://doi.org/10.3390/molecules27113451 

2. Suryanarayan, A. 2020. Wat kook in die Indus-beskawing? Ondersoek van Indus-voedsel deur keramieklipiedresidu-analise (Doktorale proefskrif). Universiteit van Cambridge. DOI: https://doi.org/10.17863/CAM.50249 

3. Suryanarayan, A. 2021. Lesing – Lipiedresidue in Pottery from the Indus Civilization. Beskikbaar by https://www.youtube.com/watch?v=otgXY5_1zVo 

***