Jinsi Lipid Huchanganua Mazoea ya Kale ya Chakula na Mazoea ya Kupika

Chromatografia na uchanganuzi maalum wa isotopu wa lipid kwenye ufinyanzi wa zamani huelezea mengi juu ya zamani chakula mazoea na mazoea ya upishi. Katika miongo miwili iliyopita, mbinu hii imetumika kwa mafanikio kufunua zamani chakula mazoea ya maeneo kadhaa ya akiolojia duniani. Watafiti wametumia mbinu hii hivi majuzi kwa vyungu vilivyokusanywa kutoka kwa tovuti nyingi za kiakiolojia za Ustaarabu wa Bonde la Indus. Ugunduzi muhimu wa kisayansi ulikuwa kutawala kwa mafuta yasiyochea kwenye vyombo vya kupikia ikimaanisha wanyama wasiochea (kama vile farasi, nguruwe, kuku, ndege, sungura, n.k) walipikwa kwenye vyombo kwa muda mrefu. Hii inapingana na maoni ya muda mrefu (kulingana na ushahidi wa asili) kwamba wanyama wanaowinda (kama vile ng'ombe, nyati, kulungu, nk) waliliwa kama mnyama. chakula na watu wa Bonde la Indus.  

Uchimbaji wa kiakiolojia wa tovuti muhimu katika karne iliyopita ulitoa habari nyingi kuhusu utamaduni na desturi za watu wa kale. Walakini, kuelewa lishe na mazoea ya kujikimu yaliyoenea katika jamii za zamani za kabla ya historia bila rekodi zilizoandikwa ilikuwa kazi ya kupanda kwa sababu sio mengi ya kile kilichojumuisha 'chakula' kilichoachwa kutokana na uharibifu wa asili karibu kabisa. chakula na biomolecules. Katika miongo miwili iliyopita, mbinu za kawaida za kemikali za kromatografia na uchanganuzi mahususi wa kiwanja wa uwiano wa isotopu thabiti za kaboni zimeingia katika tafiti za kiakiolojia zinazowezesha watafiti kubainisha vyanzo vya lipids. Kwa hivyo, imewezekana kuchunguza mlo na mbinu za kujikimu kwa kutumia uchanganuzi wa molekuli na isotopiki wa mabaki ya chakula kilichofyonzwa kulingana na thamani za δ13C na Δ13C.  

Mimea ndio mzalishaji mkuu wa chakula. Mimea mingi hutumia usanisinuru wa C3 kurekebisha kaboni, kwa hivyo huitwa mimea C3. Ngano, shayiri, mchele, shayiri, shayiri, kunde, mihogo, soya n.k ndio mimea kuu ya C3. Wanaunda msingi chakula ya wanadamu. Mimea ya C4 (kama vile mahindi, miwa, mtama na mtama) kwa upande mwingine, tumia usanisinuru wa C4 kwa kurekebisha kaboni.  

Carbon ina isotopu mbili thabiti, C-12 na C-13 (isotopu ya tatu C-14, haina msimamo kwa hivyo ni ya mionzi na inatumika kwa uchumba. kikaboni uvumbuzi wa kiakiolojia). Kati ya isotopu mbili thabiti, nyepesi C-12 inachukuliwa kwa upendeleo kwenye usanisinuru. Photosynthesis sio ya ulimwengu wote; inapendelea urekebishaji wa C-12. Zaidi ya hayo, mimea ya C3 inachukua isotopu nyepesi ya C-12 zaidi ya mimea ya C4. Mimea ya C3 na C4 inabagua isotopu nzito zaidi ya C-13 lakini mimea ya C4 haibagui sana mimea ya C3. Kwa upande mwingine, katika usanisinuru, mimea ya C3 na C4 inapendelea isotopu ya C-12 kuliko C-13 lakini mimea ya C3 inapendelea C-12 zaidi ya mimea C4. Hii inasababisha tofauti katika uwiano wa isotopu thabiti za kaboni katika mimea C3 na C4 na kwa wanyama wanaokula mimea C3 na C4. Mnyama anayelishwa kwa mimea ya C3 atakuwa na isotopu nyepesi zaidi kuliko mnyama anayelishwa kwenye mimea ya C4 kumaanisha kuwa molekuli ya lipid yenye uwiano mwepesi wa isotopu ina uwezekano mkubwa wa kuwa imetoka kwa mnyama anayelishwa kwenye mimea ya C3. Huu ndio msingi wa dhana wa uchanganuzi maalum wa isotopu wa lipid (au biomolecule nyingine yoyote kwa jambo hilo) ambayo husaidia katika kutambua vyanzo vya mabaki ya lipid katika ufinyanzi. Kwa kifupi, mimea ya C3 na C4 ina uwiano tofauti wa isotopi ya kaboni. Thamani ya δ13C kwa mimea ya C3 ni nyepesi kati ya −30 na -23‰ wakati kwa mimea C4 thamani hii ni kati ya −14 na -12‰. 

Baada ya uchimbaji wa mabaki ya lipid kutoka kwa sampuli za vyombo vya udongo, hatua ya kwanza muhimu ni kutenganisha viambajengo tofauti vya lipid kwa kutumia mbinu ya Gesi kromatografia-mass spectrometry (GC-MS). Hii inatoa chromatogram ya lipid ya sampuli. Lipids huharibika baada ya muda kwa hivyo kile tunachopata katika sampuli za kale ni asidi ya mafuta (FA), hasa asidi ya palmitic (C).₁₆) na asidi ya stearic (C₁₈) Kwa hivyo, mbinu hii ya uchanganuzi wa kemikali husaidia katika kutambua asidi ya mafuta kwenye sampuli lakini haitoi habari kuhusu asili ya asidi ya mafuta. Inahitaji kuthibitishwa zaidi ikiwa asidi maalum ya mafuta iliyoainishwa kwenye chombo cha zamani cha kupikia ilitoka kwa maziwa au nyama ya wanyama au mmea. Mabaki ya asidi ya mafuta katika vyungu hutegemea kile kilichopikwa kwenye chombo katika nyakati za kale. 

Mimea ya C3 na C4 ina uwiano tofauti wa isotopu thabiti za kaboni kwa sababu ya upendeleo wa isotopu ya C12 nyepesi wakati wa usanisinuru. Vile vile, wanyama wanaolishwa kwa mimea C3 na C4 wana uwiano tofauti, kwa mfano, ng'ombe wa kufugwa (wanyama wanaocheua kama vile ng'ombe na nyati) wanaolishwa kwa chakula cha C4 (kama vile mtama) watakuwa na uwiano tofauti wa isotopu kuliko wanyama wadogo wa kufugwa kama mbuzi, kondoo. na nguruwe ambao kwa kawaida hula na kustawi kwenye mimea ya C3. Zaidi ya hayo, bidhaa za maziwa na nyama inayotokana na ng'ombe wa kucheua ina uwiano tofauti wa isotopu kutokana na tofauti katika usanisi wa mafuta katika tezi zao za mammary na tishu za adipose. Kujua asili ya asidi maalum ya mafuta iliyotambuliwa mapema hufanywa kwa njia ya uchambuzi wa uwiano wa isotopu thabiti za kaboni. Mbinu ya Gesi kromatografia-mwako-isotopiki uwiano molekuli spectrometry (GC-C-IRMS) hutumiwa kuchanganua uwiano wa isotopu wa asidi ya mafuta iliyotambuliwa.   

Umuhimu wa uchanganuzi wa uwiano wa isotopu za kaboni thabiti katika mabaki ya lipid katika tafiti za kiakiolojia za maeneo ya kabla ya historia ulionyeshwa mnamo 1999 wakati uchunguzi wa eneo la kiakiolojia huko Welsh Borderlands, Uingereza, uliweza kutofautisha wazi kati ya mafuta kutoka kwa vitu visivyo vya kuchemsha (kwa mfano, nguruwe) na. ruminant (kwa mfano, ovine au bovin) asili¹. Mbinu hii inaweza kutoa uthibitisho kamili wa ufugaji wa kwanza wa maziwa katika Afrika ya kijani kibichi ya Sahara katika milenia ya tano KK. Afrika Kaskazini ilikuwa ya kijani kibichi na mimea wakati huo na watu wa zamani wa Sahara wa Afrika walikuwa wamepitisha ufugaji wa maziwa. Hili lilihitimishwa kwa msingi wa δ13C na Δ13C maadili ya asidi kuu ya alkanoic ya mafuta ya maziwa yaliyotambuliwa katika vyombo vya udongo.². Uchambuzi kama huo ulitoa uthibitisho wa mapema zaidi wa usindikaji na utumiaji wa maziwa na jamii za wachungaji wa mamboleo katika Afrika mashariki.³ na mapema Iron Age, kaskazini mwa China⁴. 

Katika Asia ya Kusini, ushahidi wa ufugaji ulianza hadi 7^th milenia BC. Kwa 4^th milenia BC, wanyama wa kufugwa kama ng'ombe, nyati, mbuzi, kondoo n.k walikuwepo katika maeneo mbalimbali ya Bonde la Indus. Kulikuwa na mapendekezo ya matumizi ya wanyama hawa katika chakula cha maziwa na nyama lakini hakuna ushahidi wa kisayansi wa kuunga mkono maoni hayo. Uchambuzi thabiti wa isotopu wa mabaki ya lipid yaliyotolewa kutoka kwa vipande vya kauri vilivyokusanywa kutoka Bonde la Indus makazi hutoa ushahidi wa mapema zaidi wa usindikaji wa maziwa huko Asia Kusini⁵. Katika uchunguzi mwingine wa hivi majuzi, wa kina zaidi, wa utaratibu wa mabaki ya lipid kutoka kwa vipande vya chungu vilivyokusanywa kutoka kwa tovuti nyingi za Bonde la Indus, watafiti walijaribu kuanzisha aina ya vyakula vinavyotumiwa kwenye vyombo. Uchunguzi wa isotopu ulithibitisha matumizi ya mafuta ya wanyama katika vyombo. Ugunduzi muhimu wa kisayansi ulikuwa kutawala kwa mafuta yasiyo ya chembechembe kwenye vyombo vya kupikia⁶ ikimaanisha wanyama wasio wa kucheua (kama vile farasi, nguruwe, kuku, ndege, sungura, n.k) walipikwa kwenye vyombo kwa muda mrefu na kuliwa kama chakula. Hii inapingana na maoni yaliyoshikiliwa kwa muda mrefu (kulingana na ushahidi wa asili) kwamba wanyama wanaowinda (kama vile ng'ombe, nyati, kulungu, mbuzi n.k) waliliwa kama chakula na watu wa Bonde la Indus.  

Kutopatikana kwa mafuta ya marejeleo ya kisasa na uwezekano wa kuchanganya mimea na bidhaa za wanyama ni vikwazo vya utafiti huu. Ili kuondokana na athari zinazoweza kutokea kutokana na kuchanganya mazao ya mimea na wanyama, na kwa mtazamo kamili, uchanganuzi wa nafaka za wanga ulijumuishwa katika uchanganuzi wa mabaki ya lipid. Hii ilisaidia kupikia mimea, nafaka, kunde nk katika chombo. Hii husaidia kushinda baadhi ya mapungufu⁷. 

*** 

Marejeo:  

1. Dudu SN et al 1999. Ushahidi wa Miundo Tofauti ya Unyonyaji wa Mazao ya Wanyama katika Tamaduni Tofauti za Kabla ya Historia ya Ufinyanzi Kulingana na Lipids Zilizohifadhiwa katika Uso na Mabaki Yanayofyonzwa. Jarida la Sayansi ya Akiolojia. Juzuu 26, Toleo la 12, Desemba 1999, Kurasa 1473-1482. DOI: https://doi.org/10.1006/jasc.1998.0434 

2. Dunne, J., Evershed, R., Salque, M. et al. Ufugaji wa kwanza wa maziwa katika Afrika ya kijani ya Sahara katika milenia ya tano KK. Nature 486, 390–394 (2012). DOI: https://doi.org/10.1038/nature11186 

3. Grillo KM na al 2020. Ushahidi wa molekuli na isotopiki wa maziwa, nyama na mimea katika mifumo ya chakula cha wafugaji wa Afrika mashariki wa historia. PNAS. 117 (18) 9793-9799. Ilichapishwa Aprili 13, 2020. DOI: https://doi.org/10.1073/pnas.1920309117 

4. Han B., et al 2021. Uchambuzi wa mabaki ya Lipid ya vyombo vya kauri kutoka tovuti ya Liujiawa ya RuiState (zama za Iron Age, China kaskazini). 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. na wengine. Uchanganuzi wa isotopu maalum wa mabaki ya lipid hutoa ushahidi wa moja kwa moja wa usindikaji wa bidhaa za maziwa huko Asia Kusini. Sci Rep 10, 16095 (2020). https://doi.org/10.1038/s41598-020-72963-y 

6. Suryanarayan A., et al 2021. Mabaki ya Lipid katika ufinyanzi kutoka kwa Ustaarabu wa Indus kaskazini-magharibi mwa India. Jarida la Sayansi ya Akiolojia. Juzuu 125, 2021,105291. DOI:https://doi.org/10.1016/j.jas.2020.105291 

7. García-Granero Juan José, et al 2022. Kuunganisha Uchanganuzi wa Nafaka ya Lipid na Wanga kutoka kwa Vyombo vya Ufinyanzi ili Kugundua Njia za Kihistoria za Vyakula huko Kaskazini mwa Gujarat, India. Mipaka katika Ikolojia na Mageuzi, 16 Machi 2022. Sec. Paleontolojia. DOI: https://doi.org/10.3389/fevo.2022.840199 

Bibliography  

1. Irto A., et al 2022. Lipids katika Ufinyanzi wa Akiolojia: Mapitio juu ya Mbinu Zao za Sampuli na Uchimbaji. Molekuli 2022, 27(11), 3451; DOI: https://doi.org/10.3390/molecules27113451 

2. Suryanarayan, A. 2020. Ni nini kinachopikwa katika Ustaarabu wa Indus? Kuchunguza chakula cha Indus kupitia uchambuzi wa mabaki ya lipid ya kauri (Tasnifu ya udaktari). Chuo Kikuu cha Cambridge. DOI: https://doi.org/10.17863/CAM.50249 

3. Suryanarayan, A. 2021. Hotuba - Mabaki ya Lipid kwenye Ufinyanzi kutoka kwa Ustaarabu wa Indus. Inapatikana kwa https://www.youtube.com/watch?v=otgXY5_1zVo 

***