Kromatografi dan analisis isotop khusus kompaun lipid kekal dalam tembikar purba banyak menceritakan tentang purba makanan tabiat dan amalan masakan. Dalam dua dekad yang lalu, teknik ini telah berjaya digunakan untuk membongkar kuno makanan amalan beberapa tapak arkeologi di dunia. Penyelidik telah menggunakan teknik ini baru-baru ini kepada tembikar yang dikumpul dari pelbagai tapak arkeologi Tamadun Lembah Indus. Penemuan saintifik utama ialah penguasaan lemak bukan ruminan dalam bekas memasak yang membayangkan haiwan bukan ruminan (seperti kuda, babi, ayam, unggas, arnab, dll) telah dimasak di dalam bejana dalam tempoh yang lama. Ini bercanggah dengan pandangan lama (berdasarkan bukti fauna) bahawa haiwan ruminan (seperti lembu, kerbau, rusa, dll) dimakan sebagai makanan oleh orang Lembah Indus.
Penggalian arkeologi tapak penting pada abad yang lalu memberikan banyak maklumat tentang budaya dan amalan orang purba. Walau bagaimanapun, memahami amalan pemakanan dan sara hidup yang lazim dalam masyarakat prasejarah purba tanpa rekod bertulis pernah menjadi tugas yang sukar kerana tidak banyak yang menjadi 'makanan' yang ditinggalkan disebabkan oleh kemerosotan semula jadi yang hampir lengkap. makanan dan biomolekul. Dalam dua dekad yang lalu, teknik kimia piawai kromatografi dan analisis khusus kompaun nisbah isotop stabil karbon telah mencapai kemajuan dalam kajian arkeologi yang membolehkan penyelidik menentukan sumber lipid. Akibatnya, adalah mungkin untuk menyiasat amalan diet dan sara hidup menggunakan analisis molekul dan isotop sisa makanan yang diserap berdasarkan nilai δ13C dan Δ13C.
Tumbuhan adalah pengeluar utama makanan. Kebanyakan tumbuhan menggunakan fotosintesis C3 untuk mengikat karbon, oleh itu dipanggil tumbuhan C3. Gandum, barli, beras, oat, rai, kacang lembu, ubi kayu, kacang soya dan lain-lain adalah tumbuhan C3 utama. Mereka membentuk ruji makanan manusia. Tumbuhan C4 (seperti jagung, tebu, sekoi, dan sorgum) sebaliknya, menggunakan fotosintesis C4 untuk penetapan karbon.
Karbon mempunyai dua isotop stabil, C-12 dan C-13 (isotop ketiga C-14, tidak stabil maka radioaktif dan digunakan untuk pentarikhan organik penemuan arkeologi). Daripada dua isotop yang stabil, C-12 yang lebih ringan lebih disukai diambil dalam fotosintesis. Fotosintesis tidak universal; ia memihak kepada penetapan C-12. Selanjutnya, loji C3 mengambil isotop C-12 yang lebih ringan daripada loji C4. Kedua-dua tumbuhan C3 dan C4 mendiskriminasi terhadap isotop C-13 yang lebih berat tetapi tumbuhan C4 tidak mendiskriminasikan seberat tumbuhan C3. Sebaliknya, dalam fotosintesis, kedua-dua tumbuhan C3 dan C4 menyukai isotop C-12 berbanding C-13 tetapi tumbuhan C3 lebih menyukai C-12 daripada tumbuhan C4. Ini mengakibatkan perbezaan nisbah isotop karbon yang stabil dalam tumbuhan C3 dan C4 dan pada haiwan yang memakan tumbuhan C3 dan C4. Haiwan yang diberi makan tumbuhan C3 akan mempunyai lebih banyak isotop yang lebih ringan daripada haiwan yang diberi makan tumbuhan C4 bermakna molekul lipid dengan nisbah isotop yang lebih ringan berkemungkinan besar berasal daripada haiwan yang diberi makan tumbuhan C3. Ini adalah asas konsep analisis isotop khusus kompaun lipid (atau mana-mana biomolekul lain untuk perkara itu) yang membantu dalam mengenal pasti sumber sisa lipid dalam tembikar. Secara ringkasnya, tumbuhan C3 dan C4 mempunyai nisbah isotop karbon yang berbeza. Nilai δ13C bagi tumbuhan C3 adalah lebih ringan antara −30 dan −23‰ manakala bagi tumbuhan C4 nilai ini adalah antara −14 dan −12‰.
Selepas pengekstrakan sisa lipid daripada sampel tembikar, langkah utama pertama ialah mengasingkan juzuk lipid yang berbeza menggunakan teknik Gas kromatografi-spektrometri jisim (GC-MS). Ini memberikan kromatogram lipid bagi sampel. Lipid merosot dari semasa ke semasa jadi apa yang biasa kita temui dalam sampel purba ialah asid lemak (FA), terutamanya asid palmitik (C16) dan asid stearik (C18). Oleh itu, teknik analisis kimia ini membantu dalam mengenal pasti asid lemak dalam sampel tetapi ia tidak memberikan maklumat tentang asal-usul asid lemak. Perlu dipastikan lagi sama ada asid lemak tertentu yang dikenal pasti dalam bekas masakan purba itu berasal daripada tenusu atau daging haiwan atau tumbuhan. Sisa asid lemak dalam tembikar bergantung pada apa yang dimasak di dalam bejana pada zaman dahulu.
Tumbuhan C3 dan C4 mempunyai nisbah isotop stabil karbon yang berbeza kerana pengambilan keutamaan isotop C12 yang lebih ringan semasa fotosintesis. Begitu juga, haiwan yang diberi makan tumbuhan C3 dan C4 mempunyai nisbah yang berbeza, contohnya, lembu ternakan (haiwan ruminan seperti lembu dan kerbau) yang diberi makanan C4 (seperti millet) akan mempunyai nisbah isotop yang berbeza daripada haiwan peliharaan yang lebih kecil seperti kambing, biri-biri. dan babi yang biasanya meragut dan hidup subur pada tumbuhan C3. Selanjutnya, produk tenusu dan daging yang diperoleh daripada lembu ruminan mempunyai nisbah isotop yang berbeza disebabkan oleh perbezaan dalam sintesis lemak dalam kelenjar susu dan tisu adiposa. Menentukan asal usul asid lemak tertentu yang dikenal pasti sebelum ini dilakukan dengan cara analisis nisbah isotop karbon yang stabil. Teknik spektrometri jisim kromatografi gas-pembakaran-isotop nisbah (GC-C-IRMS) digunakan untuk menganalisis nisbah isotop bagi asid lemak yang dikenal pasti.
Kepentingan analisis nisbah isotop karbon stabil dalam sisa lipid dalam kajian arkeologi tapak prasejarah telah ditunjukkan pada tahun 1999 apabila kajian tapak arkeologi di Welsh Borderlands, UK, boleh membuat perbezaan yang jelas antara lemak daripada bukan ruminan (cth, babi) dan asal usul ruminan (cth, ovine atau bovine).1. Pendekatan ini boleh memberikan bukti konklusif mengenai tenusu pertama di Afrika Sahara hijau pada milenium kelima SM. Afrika Utara adalah hijau dengan tumbuh-tumbuhan ketika itu dan orang Afrika Sahara prasejarah telah mengamalkan amalan tenusu. Ini disimpulkan berdasarkan nilai δ13C dan Δ13C asid alkanoik utama lemak susu yang dikenal pasti dalam tembikar.2. Analisis serupa memberikan bukti langsung terawal pemprosesan dan penggunaan tenusu oleh masyarakat neolitik pastoral di timur Afrika3 dan pada awal Zaman Besi, utara China4.
Di Asia Selatan, bukti domestikasi bermula sejak 7th milenium SM. Menjelang 4th milenium SM, haiwan peliharaan seperti lembu, kerbau, kambing, biri-biri dan lain-lain terdapat di pelbagai tapak Lembah Indus. Terdapat cadangan penggunaan haiwan ini dalam makanan untuk tenusu dan daging tetapi tiada bukti saintifik konklusif untuk menyokong pandangan itu. Analisis isotop stabil bagi sisa lipid yang diekstrak daripada serpihan seramik yang dikumpul daripada Lembah Indus penempatan menyediakan bukti langsung terawal pemprosesan tenusu di Asia Selatan5. Dalam satu lagi kajian sistematik baru-baru ini, lebih terperinci dan sistematik tentang sisa-sisa lipid daripada serpihan periuk yang dikumpul dari pelbagai tapak Lembah Indus, para penyelidik cuba mewujudkan jenis bahan makanan yang digunakan di dalam kapal. Analisis isotop mengesahkan penggunaan lemak haiwan dalam kapal. Penemuan saintifik utama adalah penguasaan lemak bukan ruminan dalam bekas memasak6 membayangkan haiwan bukan ruminan (seperti kuda, babi, ayam, ayam, arnab, dll) telah dimasak di dalam bekas dalam tempoh yang lama dan dimakan sebagai makanan. Ini bercanggah dengan pandangan yang telah lama dipegang (berdasarkan bukti fauna) bahawa haiwan ruminan (seperti lembu lembu, kerbau, rusa, kambing dll) dimakan sebagai makanan oleh orang Lembah Indus.
Ketiadaan lemak rujukan moden tempatan dan kemungkinan mencampurkan tumbuhan dan produk haiwan adalah batasan kajian ini. Untuk mengatasi kesan yang mungkin terhasil daripada pencampuran produk tumbuhan dan haiwan, dan untuk pandangan holistik, analisis butiran kanji telah dimasukkan ke dalam analisis residu lipid. Ini menyokong memasak tumbuhan, bijirin, kekacang dll di dalam kapal. Ini membantu mengatasi beberapa batasan7.
***
Rujukan:
- Dudd SN et al 1999. Bukti Pelbagai Corak Eksploitasi Hasil Haiwan dalam Tradisi Tembikar Prasejarah Berbeza Berdasarkan Lipid Terpelihara di Permukaan dan Sisa Terserap. Jurnal Sains Arkeologi. Jilid 26, Keluaran 12, Disember 1999, Halaman 1473-1482. DOI: https://doi.org/10.1006/jasc.1998.0434
- Dunne, J., Evershed, R., Salque, M. et al. Pemberian susu pertama di Afrika Sahara hijau pada milenium kelima SM. Alam 486, 390–394 (2012). DOI: https://doi.org/10.1038/nature11186
- Grillo KM et al 2020. Bukti molekul dan isotop untuk susu, daging dan tumbuhan dalam sistem makanan penggembala Afrika timur prasejarah. PNAS. 117 (18) 9793-9799. Diterbitkan pada 13 April 2020. DOI: https://doi.org/10.1073/pnas.1920309117
- Han B., et al 2021. Analisis sisa lipid kapal seramik dari tapak Liujiawa di RuiState (Zaman Besi awal, utara China). Journal Of Quaternary Science (2022)37(1) 114–122. DOI: https://doi.org/10.1002/jqs.3377
- Chakraborty, KS, Slater, GF, Miller, H.ML. et al. Analisis isotop khusus kompaun bagi sisa lipid memberikan bukti langsung terawal pemprosesan produk tenusu di Asia Selatan. Sci Rep 10, 16095 (2020). https://doi.org/10.1038/s41598-020-72963-y
- Suryanarayan A., et al 2021. Sisa lipid dalam tembikar dari Tamadun Indus di barat laut India. Jurnal Sains Arkeologi. Jilid 125, 2021,105291. DOI:https://doi.org/10.1016/j.jas.2020.105291
- García-Granero Juan José, et al 2022. Mengintegrasikan Analisis Lipid dan Bijirin Kanji daripada Kapal Tembikar untuk Meneroka Jalan Makanan Prasejarah di Gujerat Utara, India. Sempadan dalam Ekologi dan Evolusi, 16 Mac 2022. Sek. Paleontologi . DOI: https://doi.org/10.3389/fevo.2022.840199
Bibliografi
- Irto A., et al 2022. Lipid dalam Tembikar Arkeologi: Kajian Mengenai Teknik Persampelan dan Pengekstrakan Mereka. Molekul 2022, 27(11), 3451; DOI: https://doi.org/10.3390/molecules27113451
- Suryanarayan, A. 2020. Apa yang dimasak dalam Tamadun Indus? Menyiasat makanan Indus melalui analisis sisa lipid seramik (Tesis kedoktoran). Universiti Cambridge. DOI: https://doi.org/10.17863/CAM.50249
- Suryanarayan, A. 2021. Kuliah – Sisa Lipid dalam Tembikar dari Tamadun Indus. Boleh didapati di https://www.youtube.com/watch?v=otgXY5_1zVo
***
