چگونه لیپیدها عادات غذایی باستانی و شیوه های آشپزی را آشکار می کنند

کروماتوگرافی و تجزیه و تحلیل ایزوتوپی ترکیبی بقایای لیپیدی در سفال های باستانی چیزهای زیادی در مورد باستان می گوید غذا عادات و شیوه های آشپزی در دو دهه اخیر، این تکنیک با موفقیت برای کشف آثار باستانی مورد استفاده قرار گرفته است غذا شیوه های چندین سایت باستان شناسی در جهان. محققان اخیراً این تکنیک را برای سفال های جمع آوری شده از چندین سایت باستان شناسی تمدن دره سند به کار برده اند. یافته‌های علمی کلیدی، غلبه چربی‌های غیرنشخوارکننده در ظروف پخت بود که نشان می‌دهد حیوانات غیرنشخوارکننده (مانند اسب، خوک، طیور، مرغ، خرگوش و غیره) در مدت طولانی در ظروف پخته می‌شوند. این در تضاد با دیدگاه طولانی مدت (بر اساس شواهد مربوط به جانوران) است که حیوانات نشخوارکننده (مانند گاو، گاومیش، آهو و غیره) به عنوان مصرف می شدند. غذا توسط مردم دره سند  

کاوش‌های باستان‌شناسی در محوطه‌های مهم در قرن گذشته اطلاعات زیادی در مورد فرهنگ و شیوه‌های مردم باستان ارائه کرده است. با این حال، درک رژیم غذایی و شیوه های معیشتی رایج در جوامع ماقبل تاریخ باستان، بدون هیچ گونه سوابق مکتوب، کار دشواری بود، زیرا مقدار زیادی از آنچه «غذا» را تشکیل می داد، به دلیل تخریب تقریباً کامل طبیعی باقی نماند. غذا و زیست مولکول ها در دو دهه گذشته، تکنیک‌های شیمیایی استاندارد کروماتوگرافی و تجزیه و تحلیل اختصاصی ترکیب نسبت ایزوتوپ‌های پایدار کربن، در مطالعات باستان‌شناسی نفوذ کرده و محققان را قادر می‌سازد تا منابع لیپیدها را مشخص کنند. در نتیجه، بررسی رژیم غذایی و شیوه های معیشتی با استفاده از تجزیه و تحلیل های مولکولی و ایزوتوپی باقی مانده های مواد غذایی جذب شده بر اساس مقادیر δ13C و Δ13C امکان پذیر شده است.  

گیاهان تولید کننده اصلی غذا هستند. اکثر گیاهان از فتوسنتز C3 برای تثبیت کربن استفاده می کنند، از این رو گیاهان C3 نامیده می شوند. گندم، جو، برنج، جو دوسر، چاودار، لوبیا چشم بلبلی، کاساوا، سویا و غیره گیاهان اصلی C3 هستند. آنها پایه اصلی را تشکیل می دهند غذا بشر. از طرف دیگر گیاهان C4 (مانند ذرت، نیشکر، ارزن و سورگوم) از فتوسنتز C4 برای تثبیت کربن استفاده می کنند.  

کربن دو ایزوتوپ پایدار دارد، C-12 و C-13 (ایزوتوپ سوم C-14، ناپایدار است، بنابراین رادیواکتیو است و برای تاریخ‌یابی استفاده می‌شود. سازمانی یافته های باستان شناسی). از بین دو ایزوتوپ پایدار، C-12 سبک تر ترجیحاً در فتوسنتز جذب می شود. فتوسنتز جهانی نیست. از تثبیت C-12 حمایت می کند. علاوه بر این، گیاهان C3 ایزوتوپ سبکتر C-12 را بیشتر از گیاهان C4 می گیرند. هر دو گیاه C3 و C4 نسبت به ایزوتوپ سنگین تر C-13 تبعیض قائل می شوند، اما گیاهان C4 به اندازه گیاهان C3 تبعیض قائل نمی شوند. برعکس، در فتوسنتز، هر دو گیاه C3 و C4 از ایزوتوپ C-12 بر C-13 ترجیح می دهند، اما گیاهان C3 بیشتر از گیاهان C-12 ترجیح می دهند. این منجر به تفاوت در نسبت ایزوتوپ های پایدار کربن در گیاهان C4 و C3 و در حیواناتی می شود که از گیاهان C4 و C3 تغذیه می کنند. حیوانی که از گیاهان C4 تغذیه می‌شود، ایزوتوپ‌های سبک‌تر بیشتری نسبت به حیوانی که از گیاهان C3 تغذیه می‌شود، دارد، به این معنی که مولکول چربی با نسبت ایزوتوپی سبک‌تر به احتمال زیاد از حیوانی که از گیاهان C4 تغذیه می‌شود، منشاء گرفته باشد. این اساس مفهومی تجزیه و تحلیل ایزوتوپی ترکیبی خاص لیپید (یا هر مولکول زیستی دیگر برای آن ماده) است که به شناسایی منابع باقی مانده لیپید در سفال کمک می کند. به طور خلاصه، گیاهان C3 و C3 نسبت ایزوتوپی کربن متفاوتی دارند. مقدار δ4C برای گیاهان C13 بین -3 و -30 ‰ سبکتر است در حالی که برای گیاهان C23 این مقدار بین -4 و -14 ‰ است. 

پس از استخراج بقایای لیپیدی از نمونه های سفال، اولین مرحله کلیدی جداسازی اجزای مختلف لیپیدی با استفاده از تکنیک کروماتوگرافی گازی- طیف سنجی جرمی (GC-MS) است. این یک کروماتوگرام لیپیدی نمونه را نشان می دهد. لیپیدها با گذشت زمان تجزیه می شوند، بنابراین آنچه ما معمولا در نمونه های باستانی می یابیم اسیدهای چرب (FA)، به ویژه اسید پالمیتیک (C) هستند.₁₆) و اسید استئاریک (C₁₈). بنابراین، این روش تجزیه و تحلیل شیمیایی به شناسایی اسیدهای چرب در نمونه کمک می کند، اما اطلاعاتی در مورد منشاء اسیدهای چرب نمی دهد. باید بیشتر مشخص شود که آیا یک اسید چرب خاص شناسایی شده در ظرف پخت باستانی از لبنیات یا گوشت حیوانات یا گیاهان منشأ گرفته است یا خیر. باقی مانده اسیدهای چرب در سفال ها به آنچه در قدیم در ظرف پخته می شد بستگی دارد. 

گیاهان C3 و C4 به دلیل جذب ترجیحی ایزوتوپ سبکتر C12 در طول فتوسنتز، نسبت‌های متفاوتی از ایزوتوپ‌های پایدار کربن دارند. به طور مشابه، حیواناتی که از گیاهان C3 و C4 تغذیه می‌شوند نسبت‌های متفاوتی دارند، به عنوان مثال، گاوهای اهلی (حیوانات نشخوارکننده مانند گاو و گاومیش) که با غذای C4 (مانند ارزن) تغذیه می‌شوند نسبت ایزوتوپی متفاوتی نسبت به حیوانات اهلی کوچک‌تر مانند بز، گوسفند دارند. و خوکی که معمولاً در گیاهان C3 چرا می کنند و رشد می کنند. علاوه بر این، محصولات لبنی و گوشت مشتق شده از گاو نشخوارکننده به دلیل تفاوت در سنتز چربی در غدد پستانی و بافت چربی، نسبت ایزوتوپی متفاوتی دارند. تعیین منشا یک اسید چرب خاص که قبلاً شناسایی شده بود از طریق تجزیه و تحلیل نسبت ایزوتوپ های پایدار کربن انجام می شود. تکنیک کروماتوگرافی گازی- احتراق- طیف سنجی جرمی نسبت ایزوتوپی (GC-C-IRMS) برای تجزیه و تحلیل نسبت های ایزوتوپی اسیدهای چرب شناسایی شده استفاده می شود.   

اهمیت تجزیه و تحلیل نسبت ایزوتوپ های کربن پایدار در بقایای چربی در مطالعات باستان شناسی مکان های ماقبل تاریخ در سال 1999 نشان داده شد، زمانی که مطالعه سایت باستان شناسی در ولز بردرلندز، انگلستان، توانست تمایز واضحی بین چربی ها از غیر نشخوارکنندگان (به عنوان مثال، خوک) ایجاد کند. منشاء نشخوارکنندگان (مثلاً گوسفند یا گاو).¹. این رویکرد می‌تواند شواهد قاطعی از اولین تولید لبنیات در آفریقای سبز صحرا در هزاره پنجم قبل از میلاد ارائه دهد. شمال آفریقا در آن زمان با پوشش گیاهی سرسبز بود و مردم صحرای آفریقای ماقبل تاریخ شیوه های لبنی گیری را اتخاذ کرده بودند. این بر اساس مقادیر δ13C و Δ13C اسیدهای آلکانوئیک اصلی چربی شیر شناسایی شده در سفال ها به دست آمد.². تجزیه و تحلیل های مشابه اولین مدرک مستقیم از فرآوری و مصرف لبنیات توسط جوامع نوسنگی شبانی در شرق آفریقا ارائه کرد.³ و در اوایل عصر آهن، شمال چین⁴. 

در جنوب آسیا، شواهد اهلی شدن به قرن 7 برمی گردد^th هزاره قبل از میلاد تا 4^th هزاره قبل از میلاد، حیوانات اهلی مانند گاو، گاومیش، بز، گوسفند و غیره در سایت‌های مختلف دره سند حضور داشتند. پیشنهاداتی مبنی بر استفاده از این حیوانات در غذا برای لبنیات و گوشت وجود داشت اما هیچ مدرک علمی قطعی برای حمایت از این دیدگاه وجود نداشت. تجزیه و تحلیل ایزوتوپی پایدار باقیمانده چربی استخراج شده از قطعات سرامیکی جمع آوری شده از دره Indus سکونتگاه ها اولین شواهد مستقیم از فرآوری لبنیات در جنوب آسیا را ارائه می دهند⁵. در مطالعه‌ای دیگر، دقیق‌تر و منظم‌تر از بقایای چربی از قطعات گلدان جمع‌آوری‌شده از چندین سایت دره سند، محققان تلاش کردند تا نوع مواد غذایی مورد استفاده در ظروف را تعیین کنند. تجزیه و تحلیل ایزوتوپی استفاده از چربی های حیوانی در عروق را تایید کرد. یافته‌های علمی کلیدی، غلبه چربی‌های غیرنشخوارکننده در ظروف پخت بود⁶ حيوانات غير نشخواركننده (مانند اسب، خوك، طيور، مرغ، خرگوش و غيره) طي مدت طولاني در ظروف پخته و به عنوان غذا مصرف مي شدند. این با دیدگاه طولانی مدت (بر اساس شواهد مربوط به جانوران) که حیوانات نشخوارکننده (مانند گاو گاو، گاومیش، آهو، بز و غیره) به عنوان غذا توسط مردم دره سند مصرف می شدند، در تضاد است.  

در دسترس نبودن چربی های مرجع مدرن محلی و امکان اختلاط محصولات گیاهی و حیوانی از محدودیت های این مطالعه است. برای غلبه بر اثرات احتمالی ناشی از اختلاط محصولات گیاهی و حیوانی، و برای یک دیدگاه کل نگر، تجزیه و تحلیل دانه نشاسته به تجزیه و تحلیل باقی مانده لیپیدی گنجانیده شد. این امر از پختن گیاهان، غلات، حبوبات و غیره در ظرف پشتیبانی می‌کند. این به غلبه بر برخی محدودیت ها کمک می کند⁷. 

*** 

منابع:  

1. داد SN و همکاران 1999. شواهدی برای الگوهای مختلف بهره برداری از محصولات حیوانی در سنت های مختلف سفال ماقبل تاریخ بر اساس لیپیدهای حفظ شده در بقایای سطحی و جذب شده. مجله علوم باستان شناسی. دوره 26، شماره 12، دسامبر 1999، صفحات 1473-1482. DOI: https://doi.org/10.1006/jasc.1998.0434 

2. Dunne, J., Evershed, R., Salque, M. et al. اولین تولید لبنیات در آفریقای سبز صحرا در هزاره پنجم قبل از میلاد. Nature 486, 390-394 (2012). DOI: https://doi.org/10.1038/nature11186 

3. Grillo KM et al 2020. شواهد مولکولی و ایزوتوپی برای شیر، گوشت و گیاهان در سیستم های غذایی گله دار آفریقای شرقی ماقبل تاریخ. PNAS. 117 (18) 9793-9799. منتشر شده در 13 آوریل 2020. DOI: https://doi.org/10.1073/pnas.1920309117 

4. هان بی. و همکاران 2021. تجزیه و تحلیل باقی مانده چربی ظروف سرامیکی از سایت Liujiawa از RuiState (اوایل عصر آهن، شمال چین). مجله علوم کواترنر (2022) 37 (1) 114-122. DOI: https://doi.org/10.1002/jqs.3377 

5. چاکرابورتی، کی‌اس، اسلیتر، جی‌اف، میلر، اچ‌ام‌ال. و همکاران تجزیه و تحلیل ایزوتوپی ترکیبی بقایای لیپیدی اولین شواهد مستقیم از فرآوری محصولات لبنی در جنوب آسیا را ارائه می دهد. Sci Rep 10, 16095 (2020). https://doi.org/10.1038/s41598-020-72963-y 

6. Suryanarayan A.، و همکاران 2021. بقایای لیپید در سفال از تمدن سند در شمال غربی هند. مجله علوم باستان شناسی. جلد 125, 2021,105291. DOI:https://doi.org/10.1016/j.jas.2020.105291 

7. گارسیا-گرانرو خوان خوزه، و همکاران 2022. ادغام تجزیه و تحلیل دانه های لیپید و نشاسته از ظروف سفالی برای کاوش مسیرهای غذایی ماقبل تاریخ در گجرات شمالی، هند. مرزها در اکولوژی و تکامل، 16 مارس 2022. بخش. دیرینه شناسی . DOI: https://doi.org/10.3389/fevo.2022.840199 

کتاب شناسی  

1. ایرتو ا. و همکاران 2022. لیپیدها در سفال های باستان شناسی: مروری بر روش های نمونه برداری و استخراج آنها. Molecules 2022, 27(11), 3451; DOI: https://doi.org/10.3390/molecules27113451 

2. Suryanarayan، A. 2020. آشپزی در تمدن سند چیست؟ بررسی مواد غذایی ایندوس از طریق آنالیز باقیمانده لیپید سرامیکی (پایان نامه دکتری). دانشگاه کمبریج. DOI: https://doi.org/10.17863/CAM.50249 

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

***