Ինչպես է լիպիդային անալիզը բացում սննդի հնագույն սովորությունները և խոհարարական պրակտիկաները

Հին խեցեղենի մեջ լիպիդային մնացորդների քրոմատագրությունը և միացությունների հատուկ իզոտոպային վերլուծությունը շատ բան են պատմում հնության մասին սնունդ սովորություններ և խոհարարական պրակտիկա. Վերջին երկու տասնամյակների ընթացքում այս տեխնիկան հաջողությամբ կիրառվել է հին ժամանակները բացահայտելու համար սնունդ աշխարհի մի շարք հնագիտական ​​վայրերի պրակտիկա: Հետազոտողները վերջերս կիրառել են այս տեխնիկան Ինդուսի հովտի քաղաքակրթության բազմաթիվ հնագիտական ​​վայրերից հավաքված խեցեղենի վրա: Հիմնական գիտական ​​բացահայտումը ոչ որոճողների ճարպերի գերակշռությունն էր կերակուրների մեջ, ինչը ենթադրում է, որ ոչ որոճող կենդանիներ (օրինակ՝ ձի, խոզեր, թռչնամիս, թռչուն, նապաստակ և այլն) երկար ժամանակ եփվել են անոթներում: Սա հակասում է երկար ժամանակ տարածված տեսակետին (հիմնված կենդանական աշխարհի ապացույցների վրա), որ որոճող կենդանիները (ինչպիսիք են խոշոր եղջերավոր անասունները, գոմեշները, եղնիկները և այլն) սպառվել են որպես սնունդ Ինդուսի հովտի մարդկանց կողմից:  

Անցյալ դարի կարևոր վայրերի հնագիտական ​​պեղումները շատ տեղեկություններ են տվել հնագույն մարդկանց մշակույթի և սովորույթների մասին: Այնուամենայնիվ, սննդակարգի և կենսապահովման պրակտիկաների ըմբռնումը, որոնք տարածված էին հնագույն նախապատմական հասարակություններում, առանց գրավոր գրառումների, նախկինում դժվար խնդիր էր, քանի որ «սնունդ» կազմող «կերակուրի» մեծ մասը մնաց գրեթե ամբողջական բնական դեգրադացիայի պատճառով: սնունդ և բիոմոլեկուլներ։ Վերջին երկու տասնամյակների ընթացքում քրոմատոգրաֆիայի ստանդարտ քիմիական տեխնիկան և ածխածնի կայուն իզոտոպների հարաբերակցության միացությունների հատուկ վերլուծությունը ներխուժել են հնագիտական ​​հետազոտություններ, որոնք հետազոտողներին հնարավորություն են տալիս ճշգրիտ որոշել լիպիդների աղբյուրները: Արդյունքում, հնարավոր է դարձել ուսումնասիրել սննդակարգի և կենսապահովման պրակտիկան՝ օգտագործելով ներծծվող սննդի մնացորդների մոլեկուլային և իզոտոպային անալիզները՝ հիմնված δ13C և Δ13C արժեքների վրա:  

Բույսերը սննդի առաջնային արտադրողներն են։ Բույսերի մեծ մասը օգտագործում է C3 ֆոտոսինթեզ՝ ածխածնի ամրագրման համար, հետևաբար կոչվում են C3 բույսեր: Ցորենը, գարին, բրինձը, վարսակը, տարեկանը, սիսեռը, կասավան, սոյա և այլն C3 հիմնական բույսերն են: Նրանք կազմում են կեռը սնունդ մարդկության։ C4 բույսերը (օրինակ՝ եգիպտացորենը, շաքարեղեգը, կորեկը և սորգոն), մյուս կողմից, օգտագործում են C4 ֆոտոսինթեզը՝ ածխածնի ամրագրման համար:  

Ածխածինը ունի երկու կայուն իզոտոպ՝ C-12 և C-13 (երրորդ իզոտոպը՝ C-14, անկայուն է, հետևաբար ռադիոակտիվ է և օգտագործվում է թվագրման համար։ օրգանական հնագիտական ​​գտածոներ): Երկու կայուն իզոտոպներից ավելի վառիչ C-12-ը նախընտրելիորեն ընդունվում է ֆոտոսինթեզի ժամանակ: Ֆոտոսինթեզը համընդհանուր չէ. այն նպաստում է C-12-ի ամրագրմանը: Ավելին, C3 բույսերը ավելի թեթև C-12 իզոտոպ են ընդունում, քան C4 բույսերը: Ե՛վ C3, և՛ C4 բույսերը խտրականություն են դնում ավելի ծանր C-13 իզոտոպների նկատմամբ, սակայն C4 բույսերն այնքան էլ խտրական չեն դնում, որքան C3 բույսերը: Ընդհակառակը, ֆոտոսինթեզում և՛ C3, և՛ C4 բույսերը նախընտրում են C-12 իզոտոպը C-13-ից, բայց C3 բույսերը ավելի շատ են նախընտրում C-12-ը, քան C4 բույսերը: Սա հանգեցնում է ածխածնի կայուն իզոտոպների հարաբերակցության տարբերությունների C3 և C4 բույսերում և կենդանիների, որոնք սնվում են C3 և C4 բույսերով: C3 բույսերով սնվող կենդանին ավելի շատ ավելի թեթև իզոտոպներ կունենա, քան C4 բույսերով սնվող կենդանին, ինչը նշանակում է, որ ավելի թեթև իզոտոպային հարաբերակցությամբ լիպիդային մոլեկուլն ավելի հավանական է, որ առաջացել է C3 բույսերով սնվող կենդանուց: Սա լիպիդի (կամ ցանկացած այլ կենսամոլեկուլի) միացությունների հատուկ իզոտոպային վերլուծության հայեցակարգային հիմքն է, որն օգնում է հայտնաբերել խեցեղենի մեջ լիպիդային մնացորդների աղբյուրները: Մի խոսքով, C3 և C4 բույսերն ունեն տարբեր ածխածնի իզոտոպային հարաբերակցություններ: C13 բույսերի δ3C արժեքն ավելի թեթև է −30-ից −23‰, մինչդեռ C4 բույսերի համար՝ −14 և −12‰: 

Կավագործության նմուշներից լիպիդային մնացորդների արդյունահանումից հետո առաջին առանցքային քայլը տարբեր լիպիդային բաղադրամասերի առանձնացումն է՝ օգտագործելով Գազային քրոմատագրություն-զանգվածային սպեկտրոմետրիա (GC-MS): Սա տալիս է նմուշի լիպիդային քրոմատոգրամ: Լիպիդները ժամանակի ընթացքում քայքայվում են, ուստի այն, ինչ մենք սովորաբար հայտնաբերում ենք հին նմուշներում, ճարպաթթուներն են (FA), հատկապես պալմիտիկ թթուն (C):₁₆) և ստեարաթթու (C₁₈) Այսպիսով, քիմիական վերլուծության այս տեխնիկան օգնում է նմուշում ճարպաթթուների նույնականացմանը, սակայն այն չի տալիս տեղեկատվություն ճարպաթթուների ծագման մասին: Պետք է լրացուցիչ պարզել, թե արդյոք հնագույն կերակուրի մեջ հայտնաբերված հատուկ ճարպաթթու ծագել է կաթնամթերքից, կենդանիների մսից կամ բույսից: Խեցեգործարաններում ճարպաթթուների մնացորդները կախված են նրանից, թե ինչ էին եփում անոթում հին ժամանակներում: 

C3 և C4 բույսերն ունեն ածխածնի կայուն իզոտոպների տարբեր հարաբերակցություններ ֆոտոսինթեզի ընթացքում ավելի թեթև C12 իզոտոպի նախընտրելի կլանման պատճառով: Նմանապես, C3 և C4 բույսերով սնվող կենդանիներն ունեն տարբեր հարաբերակցություններ, օրինակ՝ ընտանի եղջերավոր անասունները (որոճող կենդանիները, ինչպիսիք են կովը և գոմեշը), որոնք սնվում են C4 սննդով (օրինակ՝ կորեկ) կունենան տարբեր իզոտոպների հարաբերակցություն, քան փոքր ընտանի կենդանիները, ինչպիսիք են այծը, ոչխարը: և խոզ, որը սովորաբար արածում և աճում է C3 բույսերի վրա: Ավելին, որոճող կենդանիներից ստացված կաթնամթերքը և միսը ունեն տարբեր իզոտոպային հարաբերակցություններ՝ կապված նրանց կաթնագեղձերի և ճարպային հյուսվածքի ճարպերի սինթեզի տարբերությունների հետ: Ավելի վաղ հայտնաբերված հատուկ ճարպաթթվի ծագման որոշումը կատարվում է ածխածնի կայուն իզոտոպների հարաբերակցության վերլուծության միջոցով: Գազի քրոմատագրություն-այրման-իզոտոպային հարաբերակցության զանգվածային սպեկտրոմետրիայի տեխնիկան (GC-C-IRMS) օգտագործվում է հայտնաբերված ճարպաթթուների իզոտոպային հարաբերակցությունները վերլուծելու համար:   

Լիպիդային մնացորդներում ածխածնի կայուն իզոտոպների հարաբերակցության վերլուծության կարևորությունը նախապատմական վայրերի հնագիտական ​​ուսումնասիրություններում ցույց է տրվել 1999 թվականին, երբ Մեծ Բրիտանիայի Ուելսի սահմանամերձ գոտու հնագիտական ​​վայրի ուսումնասիրությունը կարող էր հստակ տարբերակել ճարպերը ոչ որոճողների (օրինակ՝ խոզի) և որոճողների (օրինակ՝ ոչխարի կամ խոշոր եղջերավորների) ծագում¹. Այս մոտեցումը կարող է վերջնական ապացույց տալ մ.թ.ա հինգերորդ հազարամյակում կանաչ Սահարայի Աֆրիկայում առաջին կաթնամթերքի արտադրության մասին: Հյուսիսային Աֆրիկան ​​այն ժամանակ կանաչ էր բուսականությամբ, և նախապատմական Սահարայի աֆրիկացիները որդեգրել էին կաթնամթերքի պրակտիկա: Սա եզրակացվել է խեցեգործարաններում հայտնաբերված կաթի ճարպի հիմնական ալկանոաթթուների δ13C և Δ13C արժեքների հիման վրա:². Նմանատիպ վերլուծությունները տվել են արևելյան Աֆրիկայի հովվական նեոլիթյան հասարակությունների կողմից կաթնամթերքի վերամշակման և սպառման ամենավաղ ուղղակի ապացույցը³ և վաղ երկաթի դարում, հյուսիսային Չինաստանում⁴. 

Հարավային Ասիայում ընտելացման ապացույցները թվագրվում են 7-րդ դարից^th հազարամյակը մ.թ.ա. 4-ի կողմից^th հազարամյակում, ընտելացված կենդանիներ, ինչպիսիք են խոշոր եղջերավոր անասունները, գոմեշը, այծը, ոչխարը և այլն, ներկա էին Ինդոսի հովտի տարբեր վայրերում: Կային այս կենդանիների օգտագործման առաջարկներ կաթնամթերքի և մսի համար սննդի մեջ, բայց ոչ մի համոզիչ գիտական ​​ապացույց, որը կհաստատի տեսակետը: Լիպիդային մնացորդի կայուն իզոտոպային վերլուծություն՝ արդյունահանված կերամիկական կտորներից հավաքված Ինդուսի հովիտ բնակավայրերը Հարավային Ասիայում կաթնամթերքի վերամշակման ամենավաղ ապացույցն են⁵. Մեկ այլ վերջին, ավելի մշակված, համակարգված ուսումնասիրության ժամանակ լիպիդային մնացորդները Ինդուսի հովտի բազմաթիվ վայրերից հավաքված կաթսաների բեկորներից, հետազոտողները փորձել են պարզել անոթներում օգտագործվող սննդամթերքի տեսակը: Իզոտոպային անալիզը հաստատեց կենդանական ճարպերի օգտագործումը անոթներում: Հիմնական գիտական ​​բացահայտումը ոչ որոճողների ճարպերի գերակշռությունն էր ճաշ պատրաստելու անոթներում⁶ ենթադրում է, որ ոչ որոճող կենդանիներ (օրինակ՝ ձի, խոզեր, թռչնամիս, թռչուն, նապաստակ և այլն) երկար ժամանակ եփվել են անոթներում և օգտագործվել որպես կեր: Սա հակասում է երկար ժամանակ տարածված տեսակետին (հիմնված կենդանական ծագման ապացույցների վրա), որ որոճող կենդանիները (ինչպիսիք են խոշոր եղջերավոր անասունները, գոմեշները, եղնիկները, այծերը և այլն) որպես սնունդ սպառվել են Ինդոսի հովտի բնակիչների կողմից:  

Տեղական ժամանակակից տեղեկատու ճարպերի անհասանելիությունը և բույսերի և կենդանական ծագման մթերքների խառնման հնարավորությունը այս հետազոտության սահմանափակումներն են: Բուսական և կենդանական մթերքների խառնուրդից բխող հնարավոր հետևանքները հաղթահարելու և ամբողջական տեսակետի համար օսլայի հատիկի անալիզը ներառվել է լիպիդային մնացորդի անալիզներում: Սա աջակցում էր բույսերի, հացահատիկի, ընդեղենի և այլնի եփմանը նավի մեջ: Սա օգնում է հաղթահարել որոշ սահմանափակումներ⁷. 

*** 

Հիշատակում:  

1. Դադ Ս.Ն et al 1999. Կենդանական մթերքների շահագործման տարբեր օրինաչափությունների ապացույցներ տարբեր նախապատմական խեցեղենի ավանդույթներում՝ հիմնված մակերեսային և կլանված մնացորդներում պահպանված լիպիդների վրա: Journal of Archaeological Science. Հատոր 26, Թողարկում 12, Դեկտեմբեր 1999, Էջեր 1473-1482։ DOI: https://doi.org/10.1006/jasc.1998.0434 

2. Dunne, J., Evershed, R., Salque, M. et al. Առաջին կաթնամթերքը կանաչ Սահարայի Աֆրիկայում մ.թ.ա. հինգերորդ հազարամյակում: Nature 486, 390–394 (2012): DOI: https://doi.org/10.1038/nature11186 

3. Գրիլլո Կ.Մ. և al 2020. Մոլեկուլային և իզոտոպային ապացույցներ կաթի, մսի և բույսերի համար նախապատմական արևելյան Աֆրիկայի հովիվների սննդի համակարգերում: PNAS. 117 (18) 9793-9799 թթ. Հրապարակվել է 13 թվականի ապրիլի 2020-ին: DOI: https://doi.org/10.1073/pnas.1920309117 

4. Հան Բ., et al 2021. Կերամիկական անոթների լիպիդային մնացորդների վերլուծություն RuiState-ի Լյուջիավա տեղանքից (վաղ երկաթի դար, հյուսիսային Չինաստան): Journal Of Quaternary Science (2022)37(1) 114–122. DOI: https://doi.org/10.1002/jqs.3377 

5. Chakraborty, KS, Slater, GF, Miller, H.ML. et al. Լիպիդային մնացորդների միացությունների հատուկ իզոտոպային վերլուծությունը ապահովում է Հարավային Ասիայում կաթնամթերքի վերամշակման ամենավաղ ուղղակի ապացույցը: Sci Rep 10, 16095 (2020): https://doi.org/10.1038/s41598-020-72963-y 

6. Սուրյանարայան Ա. et al 2021. Լիպիդային մնացորդներ խեցեղենի մեջ Ինդուսի քաղաքակրթությունից հյուսիս-արևմտյան Հնդկաստանում: Journal of Archaeological Science. Հատոր 125, 2021,105291։ DOI:https://doi.org/10.1016/j.jas.2020.105291 

7. Գարսիա-Գրաներո Խուան Խոսե, et al 2022. Լիպիդային և օսլայի հացահատիկի անալիզների ինտեգրում խեցեգործական անոթներից՝ Հնդկաստանի հյուսիսային Գուջարաթում նախապատմական սննդի ուղիները ուսումնասիրելու համար: Սահմանները էկոլոգիայի և էվոլյուցիայի մեջ, 16 մարտի 2022թ.: Բաժ. Պալեոնտոլոգիա. DOI: https://doi.org/10.3389/fevo.2022.840199 

Մատենագիտություն  

1. Իրտո Ա., et al 2022. Լիպիդները հնագիտական ​​խեցեղենի մեջ. ակնարկ դրանց նմուշառման և արդյունահանման տեխնիկայի վերաբերյալ Molecules 2022, 27 (11), 3451; DOI: https://doi.org/10.3390/molecules27113451 

2. Սուրյանարայան, Ա. 2020. Ի՞նչ է պատրաստվում ինդուսի քաղաքակրթությունում: Ինդուսի սննդի ուսումնասիրությունը կերամիկական լիպիդային մնացորդի վերլուծության միջոցով (Դոկտորական թեզ). Քեմբրիջի համալսարան. DOI: https://doi.org/10.17863/CAM.50249 

3. Suryanarayan, A. 2021. Lecture – Lipid Residues in Pottery from the Indus Civilization. Հասանելի է https://www.youtube.com/watch?v=otgXY5_1zVo 

***