Како липид анализира разоткрити древне прехрамбене навике и кулинарске праксе

Хроматографија и анализа специфичних изотопа липида у древној грнчарији говоре много о древној храна навике и кулинарске праксе. У последње две деценије, ова техника је успешно коришћена за откривање древних храна пракси неколико археолошких локалитета у свету. Истраживачи су недавно применили ову технику на грнчарије прикупљене са више археолошких локалитета цивилизације долине Инда. Кључни научни налаз је доминација непреживачких масти у посудама за кување, што значи да су се непреживарске животиње (као што су коњи, свиње, живина, живина, зец, итд.) кувале у посудама током дужег периода. Ово је у супротности са дуготрајним гледиштем (заснованим на фауничним доказима) да су преживари (као што су говеда, биволи, јелени, итд.) конзумирани као храна од људи из долине Инда.  

Археолошка ископавања важних локалитета у прошлом веку пружила су много информација о култури и обичајима старих људи. Међутим, разумевање начина исхране и начина преживљавања који су преовладавали у древним праисторијским друштвима без писаних записа некада је био тежак задатак, јер није много од онога што је чинило 'храну' остало због скоро потпуне природне деградације храна и биомолекуле. У последње две деценије, стандардне хемијске технике хроматографије и једињења специфичне анализе односа стабилних изотопа угљеника направили су продор у археолошке студије омогућавајући истраживачима да прецизно одреде изворе липида. Као резултат тога, постало је могуће истражити исхрану и животну праксу користећи молекуларне и изотопске анализе апсорбованих остатака хране на основу вредности δ13Ц и Δ13Ц.  

Биљке су примарни произвођачи хране. Већина биљака користи фотосинтезу Ц3 за фиксирање угљеника, па се називају Ц3 биљке. Пшеница, јечам, пиринач, овас, раж, крављи грах, маниока, соја итд су главне биљке Ц3. Они чине основу храна човечанства. Ц4 биљке (као што су кукуруз, шећерна трска, просо и сирак), с друге стране, користе фотосинтезу Ц4 за фиксацију угљеника.  

Угљеник има два стабилна изотопа, Ц-12 и Ц-13 (трећи изотоп Ц-14, је нестабилан па је радиоактиван и користи се за датирање органски археолошки налази). Од два стабилна изотопа, лакши Ц-12 се првенствено узима у фотосинтези. Фотосинтеза није универзална; фаворизује фиксацију Ц-12. Даље, биљке Ц3 узимају лакши изотоп Ц-12 више него биљке Ц4. И биљке Ц3 и Ц4 дискриминишу тежи изотоп Ц-13, али биљке Ц4 не дискриминишу толико као биљке Ц3. Обратно речено, у фотосинтези, и биљке Ц3 и Ц4 фаворизују изотоп Ц-12 у односу на Ц-13, али биљке Ц3 фаворизују Ц-12 више него Ц4 биљке. Ово резултира разликама у односу стабилних изотопа угљеника у биљкама Ц3 и Ц4 и код животиња које се хране биљкама Ц3 и Ц4. Животиња храњена биљкама Ц3 имаће више лакших изотопа него животиња храњена биљкама Ц4, што значи да је вероватније да је молекул липида са лакшим односом изотопа настао од животиње храњене биљкама Ц3. Ово је концептуална основа анализе специфичних изотопа липида (или било ког другог биомолекула) која помаже у идентификацији извора остатака липида у грнчарији. Укратко, биљке Ц3 и Ц4 имају различите односе изотопа угљеника. Вредност δ13Ц за биљке Ц3 је лакша између −30 и −23‰, док је за биљке Ц4 ова вредност између −14 и −12‰. 

Након екстракције липидних остатака из узорака грнчарије, први кључни корак је одвајање различитих липидних састојака техником гасне хроматографије-масене спектрометрије (ГЦ-МС). Ово даје липидни хроматограм узорка. Липиди се временом разграђују, тако да оно што обично налазимо у древним узорцима су масне киселине (ФА), посебно палмитинска киселина (Ц₁₆) и стеаринске киселине (Ц₁₈). Дакле, ова техника хемијске анализе помаже у идентификацији масних киселина у узорку, али не даје информације о пореклу масних киселина. Потребно је даље утврдити да ли одређена масна киселина идентификована у древној посуди за кување потиче од млечних производа, животињског меса или биљака. Остаци масних киселина у грнчаријама зависе од тога шта се кувало у посуди у античко доба. 

Ц3 и Ц4 биљке имају различите односе стабилних изотопа угљеника због преференцијалног узимања лакшег Ц12 изотопа током фотосинтезе. Слично томе, животиње храњене Ц3 и Ц4 биљкама имају различите омјере, на пример, припитомљена говеда (преживари као што су краве и биволи) храњена храном Ц4 (као што је просо) имаће другачији однос изотопа од мањих домаћих животиња као што су козе, овце и свиње које обично пасу и успевају на Ц3 биљкама. Даље, млечни производи и месо добијено од говеда преживара имају различите односе изотопа због разлика у синтези масти у млечној жлезди и масном ткиву. Утврђивање порекла одређене масне киселине раније идентификоване врши се анализом односа стабилних изотопа угљеника. За анализу односа изотопа идентификованих масних киселина користи се техника гасне хроматографије-сагоревања-изотопског односа масене спектрометрије (ГЦ-Ц-ИРМС).   

Важност анализе односа стабилних изотопа угљеника у липидним остацима у археолошким студијама праисторијских локалитета је демонстрирана 1999. године када је проучавањем археолошког налазишта у Велсх Бордерландс-у, УК, направљена јасна разлика између масти од непреживара (нпр. свиња) и пореклом од преживара (нпр. оваца или говеда).¹. Овај приступ би могао да пружи убедљив доказ прве производње млека у зеленој сахарској Африци у петом миленијуму пре нове ере. Северна Африка је тада била зелена од вегетације и праисторијски Сахарски Африканци усвојили су млечне праксе. Ово је закључено на основу вредности δ13Ц и Δ13Ц ​​главних алканских киселина млечне масти идентификованих у грнчарији². Сличне анализе дале су најранији директан доказ прераде и потрошње млечних производа од стране пасторалних неолитских друштава у источној Африци³ и у рано гвоздено доба, северна Кина⁴. 

У Јужној Азији, докази о припитомљавању датирају из 7^th миленијума пре нове ере. До 4^th миленијума пре нове ере, припитомљене животиње попут говеда, бизона, коза, оваца итд. биле су присутне на разним местима у долини Инда. Било је предлога о коришћењу ових животиња у храни за млечне производе и месо, али није било убедљивих научних доказа који би подржали то гледиште. Анализа стабилних изотопа липидног остатка екстрахованог из керамичких комадића сакупљених из Долина Индуса насеља пружају најраније директне доказе о преради млека у Јужној Азији⁵. У другом недавном, детаљнијем, систематском проучавању остатака липида из фрагмената посуда прикупљених са више локација у долини Инда, истраживачи су покушали да утврде врсту хране која се користи у посудама. Анализа изотопа потврдила је употребу животињских масти у судовима. Кључно научно откриће је доминација масти непреживача у посудама за кување⁶ што значи да су животиње које нису преживари (као што су коњи, свиње, живина, живина, зец, итд.) куване у посудама током дужег периода и конзумиране као храна. Ово је у супротности са дуготрајним гледиштем (заснованим на фауничним доказима) да су преживари (као што су говеда, биволи, јелени, козе итд.) људи из долине Инда конзумирали као храну.  

Недоступност локалних савремених референтних масти и могућност мешања биљних и животињских производа су ограничења овог истраживања. Да би се превазишли могући ефекти који настају мешањем биљних и животињских производа, и за холистички поглед, анализа зрна скроба је укључена у анализу липидних остатака. Ово је подржало кување биљака, житарица, махунарки итд. у посуди. Ово помаже у превазилажењу неких ограничења⁷. 

*** 

Референце:  

1. Дудд СН сар 1999. Докази за различите обрасце експлоатације производа животињског порекла у различитим праисторијским грнчарским традицијама на основу липида сачуваних на површини и апсорбованих остатака. Часопис за археолошке науке. Том 26, број 12, децембар 1999, странице 1473-1482. ДОИ: https://doi.org/10.1006/jasc.1998.0434 

2. Дунне, Ј., Еверсхед, Р., Салкуе, М. ет ал. Прва производња млека у зеленој сахарској Африци у петом миленијуму пре нове ере. Природа 486, 390–394 (2012). ДОИ: https://doi.org/10.1038/nature11186 

3. Грилло КМ ет al 2020. Молекуларни и изотопски докази за млеко, месо и биљке у праисторијским системима исхране сточара источне Африке. ПНАС. 117 (18) 9793-9799. Објављено 13. априла 2020. ДОИ: https://doi.org/10.1073/pnas.1920309117 

4. Хан Б., сар 2021. Анализа липидних остатака керамичких посуда са локалитета Лиујиава у држави Руи (рано гвоздено доба, северна Кина). Јоурнал оф Куатернари Сциенце (2022)37(1) 114–122. ДОИ: https://doi.org/10.1002/jqs.3377 

5. Цхакраборти, КС, Слатер, ГФ, Миллер, Х.МЛ. ет ал. Анализа липидних остатака специфичних за једињење даје најраније директне доказе о преради млечних производа у Јужној Азији. Сци Реп 10, 16095 (2020). https://doi.org/10.1038/s41598-020-72963-y 

6. Сурианараиан А., сар 2021. Липидни остаци у грнчарији из цивилизације Инда у северозападној Индији. Часопис за археолошке науке. Свеска 125, 2021,105291, XNUMX. ДОИ:https://doi.org/10.1016/j.jas.2020.105291 

7. Гарсија-Гранеро Хуан Хосе, сар 2022. Интегрисање анализа зрна липида и скроба из грнчарских посуда за истраживање праисторијских путева хране у северном Гуџарату, Индија. Границе у екологији и еволуцији, 16. март 2022. Сец. Палеонтологија . ДОИ: https://doi.org/10.3389/fevo.2022.840199 

Библиографија  

1. Ирто А., сар 2022. Липиди у археолошкој грнчарији: преглед њихових техника узорковања и екстракције. Молецулес 2022, 27(11), 3451; ДОИ: https://doi.org/10.3390/molecules27113451 

2. Сурианараиан, А. 2020. Шта се кува у цивилизацији Инда? Истраживање Индус хране анализом керамичких липидних остатака (докторска теза). Универзитет у Кембриџу. ДОИ: https://doi.org/10.17863/CAM.50249 

3. Сурианараиан, А. 2021. Предавање – Липидни остаци у грнчарији из цивилизације Инда. Доступно на https://www.youtube.com/watch?v=otgXY5_1zVo 

***