लिपिडचे विश्लेषण कसे प्राचीन अन्न सवयी आणि पाककला पद्धती उलगडते

प्राचीन मातीच्या भांड्यांमधील मेदाच्या अवशेषांचे क्रोमॅटोग्राफी आणि संयुग-विशिष्ट समस्थानिक विश्लेषण हे प्राचीन खाद्य सवयी आणि पाककला पद्धतींबद्दल बरेच काही सांगते . गेल्या दोन दशकांत, जगातील अनेक पुरातत्व स्थळांवरील प्राचीन खाद्य पद्धती उलगडण्यासाठी या तंत्राचा यशस्वीपणे वापर केला गेला आहे. संशोधकांनी अलीकडेच सिंधू संस्कृतीच्या अनेक पुरातत्व स्थळांवरून गोळा केलेल्या मातीच्या भांड्यांवर हे तंत्र लागू केले आहे. स्वयंपाकाच्या भांड्यांमध्ये रवंथ न करणाऱ्या प्राण्यांच्या चरबीचे प्राबल्य हे एक महत्त्वाचे वैज्ञानिक निष्कर्ष होते, ज्यावरून असे सूचित होते की रवंथ न करणारे प्राणी (जसे की घोडा, डुक्कर, कोंबडी, ससा इत्यादी) त्या भांड्यांमध्ये दीर्घकाळ शिजवले जात होते. हे (प्राण्यांच्या अवशेषांवर आधारित) दीर्घकाळ चालत आलेल्या या मताच्या विरुद्ध आहे की सिंधू संस्कृतीचे लोक रवंथ करणारे प्राणी (जसे की गाय, म्हैस, हरीण इत्यादी) अन्न म्हणून खात असत.

गेल्या शतकात महत्त्वाच्या स्थळांवर झालेल्या पुरातत्वीय उत्खननांमुळे प्राचीन लोकांच्या संस्कृती आणि प्रथांबद्दल बरीच माहिती मिळाली. तथापि, ज्या प्राचीन प्रागैतिहासिक समाजांमध्ये लिखित नोंदी नव्हत्या, तेथील आहार आणि उपजीविकेच्या पद्धती समजून घेणे हे एक अवघड काम होते, कारण अन्न आणि जैवरेणूंचे जवळजवळ पूर्ण नैसर्गिक विघटन झाल्यामुळे 'अन्न' म्हणून गणल्या जाणाऱ्या गोष्टी फारशा शिल्लक राहिल्या नव्हत्या. गेल्या दोन दशकांत, क्रोमॅटोग्राफी आणि कार्बनच्या स्थिर समस्थानिकांच्या गुणोत्तराचे संयुग-विशिष्ट विश्लेषण यांसारख्या प्रमाणित रासायनिक तंत्रांनी पुरातत्वीय अभ्यासात प्रवेश केला आहे, ज्यामुळे संशोधकांना लिपिड्सचे स्रोत निश्चित करणे शक्य झाले आहे. परिणामी, δ13C आणि Δ13C मूल्यांवर आधारित शोषलेल्या अन्न अवशेषांच्या आण्विक आणि समस्थानिक विश्लेषणाचा वापर करून आहार आणि उपजीविकेच्या पद्धतींचा अभ्यास करणे शक्य झाले आहे.

वनस्पती अन्नाचे प्राथमिक उत्पादक आहेत. बहुतेक वनस्पती कार्बनचे स्थिरीकरण करण्यासाठी C3 प्रकाशसंश्लेषणाचा वापर करतात, म्हणून त्यांना C3 वनस्पती म्हटले जाते. गहू, बार्ली, तांदूळ, ओट्स, राय, चवळी, कसावा, सोयाबीन इत्यादी प्रमुख C3 वनस्पती आहेत. त्या मानवजातीचे मुख्य अन्न आहेत . याउलट, C4 वनस्पती (जसे की मका, ऊस, बाजरी आणि ज्वारी) कार्बन स्थिरीकरणासाठी C4 प्रकाशसंश्लेषणाचा वापर करतात.

कार्बनचे दोन स्थिर समस्थानिक आहेत, C-12 आणि C-13 (तिसरा समस्थानिक C-14 अस्थिर असल्यामुळे किरणोत्सर्गी आहे आणि त्याचा उपयोग सेंद्रिय पुरातत्वीय वस्तूंचे वय ठरवण्यासाठी केला जातो). या दोन स्थिर समस्थानिकांपैकी, प्रकाशसंश्लेषणात हलक्या C-12 चे प्राधान्याने ग्रहण केले जाते. प्रकाशसंश्लेषण सार्वत्रिक नाही; ते C-12 च्या स्थिरीकरणास अनुकूल असते. शिवाय, C3 वनस्पती C4 वनस्पतींपेक्षा हलक्या C-12 समस्थानिकाचे अधिक ग्रहण करतात. C3 आणि C4 दोन्ही वनस्पती जड C-13 समस्थानिकाला नाकारतात, परंतु C4 वनस्पती C3 वनस्पतींइतका तीव्र विरोध करत नाहीत. दुसऱ्या शब्दांत सांगायचे झाल्यास, प्रकाशसंश्लेषणात, C3 आणि C4 दोन्ही वनस्पती C-13 पेक्षा C-12 समस्थानिकाला प्राधान्य देतात, परंतु C3 वनस्पती C4 वनस्पतींपेक्षा C-12 ला अधिक प्राधान्य देतात. यामुळे C3 आणि C4 वनस्पतींमध्ये तसेच C3 आणि C4 वनस्पतींवर जगणाऱ्या प्राण्यांमध्ये कार्बनच्या स्थिर समस्थानिकांच्या गुणोत्तरात फरक दिसून येतो. C3 वनस्पतींवर पोसलेल्या प्राण्यामध्ये C4 वनस्पतींवर पोसलेल्या प्राण्यापेक्षा हलक्या समस्थानिकांचे प्रमाण जास्त असते, याचा अर्थ असा की हलक्या समस्थानिक गुणोत्तराचा लिपिड रेणू C3 वनस्पतींवर पोसलेल्या प्राण्यापासून आलेला असण्याची अधिक शक्यता असते. हाच लिपिडच्या (किंवा इतर कोणत्याही जैवरेणूच्या) संयुग-विशिष्ट समस्थानिक विश्लेषणाचा वैचारिक आधार आहे, जो मातीच्या भांड्यांमधील लिपिड अवशेषांचे स्रोत ओळखण्यास मदत करतो. थोडक्यात, C3 आणि C4 वनस्पतींमध्ये कार्बन समस्थानिकांचे गुणोत्तर वेगवेगळे असते. C3 वनस्पतींसाठी δ13C चे मूल्य -३० ते -२३‰ दरम्यान हलके असते, तर C4 वनस्पतींसाठी हे मूल्य -१४ ते -१२‰ दरम्यान असते.

मातीच्या भांड्यांच्या नमुन्यांमधून लिपिडचे अवशेष काढल्यानंतर, गॅस क्रोमॅटोग्राफी-मास स्पेक्ट्रोमेट्री (GC-MS) या तंत्राचा वापर करून विविध लिपिड घटक वेगळे करणे ही पहिली महत्त्वाची पायरी आहे. यामुळे नमुन्याचा लिपिड क्रोमॅटोग्राम मिळतो. लिपिड्स कालांतराने विघटित होतात, त्यामुळे प्राचीन नमुन्यांमध्ये आपल्याला सामान्यतः फॅटी ॲसिड्स (FA), विशेषतः पामिटिक ॲसिड (C ₁₆ ) आणि स्टीयरिक ॲसिड (C ₁₈ ) आढळतात. अशाप्रकारे, हे रासायनिक विश्लेषण तंत्र नमुन्यातील फॅटी ॲसिड्स ओळखण्यास मदत करते, परंतु ते फॅटी ॲसिड्सच्या उगमाबद्दल माहिती देत ​​नाही. प्राचीन स्वयंपाकाच्या भांड्यात आढळलेले विशिष्ट फॅटी ॲसिड दुग्धजन्य पदार्थांपासून, प्राण्यांच्या मांसापासून की वनस्पतींपासून आले आहे, हे पुढे निश्चित करणे आवश्यक आहे. मातीच्या भांड्यांमधील फॅटी ॲसिडचे अवशेष हे प्राचीन काळी त्या भांड्यात काय शिजवले जात होते यावर अवलंबून असतात.

C3 आणि C4 वनस्पतींमध्ये प्रकाशसंश्लेषणादरम्यान हलक्या C12 समस्थानिकेच्या पसंतीनुसार कार्बनच्या स्थिर समस्थानिकेचे भिन्न गुणोत्तर असतात. त्याचप्रमाणे, C3 आणि C4 वनस्पतींवर खायला दिले जाणारे प्राणी भिन्न गुणोत्तर असतात, उदाहरणार्थ, C4 अन्न (जसे की बाजरी) वर खायला दिलेली पाळीव जनावरे (जसे की गाय आणि म्हशी) शेळी, मेंढी सारख्या लहान पाळीव प्राण्यांपेक्षा भिन्न समस्थानिक गुणोत्तर असतात. आणि डुक्कर जे सहसा C3 वनस्पतींवर चरतात आणि वाढतात. पुढे, दुग्धजन्य पदार्थ आणि रुमिनंट गुरांपासून मिळविलेले मांस त्यांच्या स्तन ग्रंथी आणि वसाच्या ऊतींमधील चरबीच्या संश्लेषणातील फरकांमुळे भिन्न समस्थानिक गुणोत्तर असतात. पूर्वी ओळखल्या गेलेल्या विशिष्ट फॅटी ऍसिडचे मूळ शोधणे कार्बनच्या स्थिर समस्थानिकांच्या गुणोत्तरांच्या विश्लेषणाद्वारे केले जाते. गॅस क्रोमॅटोग्राफी-दहन-समस्थानिक गुणोत्तर मास स्पेक्ट्रोमेट्री (GC-C-IRMS) तंत्र ओळखलेल्या फॅटी ऍसिडच्या समस्थानिक गुणोत्तरांचे विश्लेषण करण्यासाठी वापरले जाते.   

प्रागैतिहासिक स्थळांच्या पुरातत्व अभ्यासात लिपिड अवशेषांमधील स्थिर कार्बन समस्थानिकांच्या गुणोत्तर विश्लेषणाचे महत्त्व १९९९ मध्ये सिद्ध झाले, जेव्हा युकेमधील वेल्श बॉर्डरलँड्स येथील पुरातत्व स्थळाच्या अभ्यासात रवंथ न करणाऱ्या (उदा., डुक्कर) आणि रवंथ करणाऱ्या (उदा., मेंढी किंवा गाय) प्राण्यांच्या चरबीमध्ये स्पष्ट फरक करता आला¹ ^. या दृष्टिकोनामुळे इ.स.पूर्व पाचव्या सहस्रकात हिरव्यागार सहारा आफ्रिकेत दुग्धव्यवसायाच्या पहिल्या सुरुवातीचा निर्णायक पुरावा मिळू शकला. तेव्हा उत्तर आफ्रिका वनस्पतींनी हिरवागार होता आणि प्रागैतिहासिक सहारा आफ्रिकन लोकांनी दुग्धव्यवसायाच्या पद्धती स्वीकारल्या होत्या. मातीच्या भांड्यांमध्ये आढळलेल्या दुधातील चरबीच्या प्रमुख अल्कानोइक आम्लांच्या δ13C आणि Δ13C मूल्यांच्या आधारावर हा निष्कर्ष काढण्यात आला² ^{. अशाच प्रकारच्या विश्लेषणांनी पूर्व आफ्रिकेतील} पशुपालक नवपाषाणयुगीन समाजांद्वारे³ आणि लोहयुगाच्या सुरुवातीच्या काळात उत्तर चीनमध्ये⁴ ^{दुग्धजन्य} पदार्थांवर प्रक्रिया आणि त्यांचे सेवन केल्याचा सर्वात जुना थेट पुरावा दिला.

दक्षिण आशियामध्ये, पाळीव प्राण्यांचे पुरावे इ.स.पूर्व ७ ^व्या सहस्रकापासून आढळतात. इ.स.पूर्व ४ ^थ्या सहस्रकापर्यंत, गाय, म्हैस, शेळी, मेंढी इत्यादी पाळीव प्राणी सिंधू खोऱ्यातील विविध स्थळांवर आढळत होते. दुग्धजन्य पदार्थ आणि मांसासाठी या प्राण्यांचा अन्न म्हणून वापर केला जात असल्याचे संकेत होते, परंतु या मताला पाठिंबा देणारा कोणताही निर्णायक वैज्ञानिक पुरावा नव्हता. सिंधू खोऱ्यातील वस्त्यांमधून गोळा केलेल्या मातीच्या भांड्यांच्या तुकड्यांमधून काढलेल्या मेदाच्या अवशेषांच्या स्थिर समस्थानिक विश्लेषणातून दक्षिण आशियातील दुग्ध प्रक्रियेचा सर्वात जुना थेट पुरावा मिळतो⁵ ^. सिंधू खोऱ्यातील अनेक स्थळांवरून गोळा केलेल्या भांड्यांच्या तुकड्यांमधील मेदाच्या अवशेषांच्या आणखी एका अलीकडील, अधिक विस्तृत, पद्धतशीर अभ्यासात, संशोधकांनी भांड्यांमध्ये कोणत्या प्रकारचे अन्नपदार्थ वापरले जात होते हे स्थापित करण्याचा प्रयत्न केला. समस्थानिक विश्लेषणाने भांड्यांमध्ये प्राण्यांच्या चरबीचा वापर झाल्याची पुष्टी केली. स्वयंपाकाच्या भांड्यांमध्ये रवंथ न करणाऱ्या प्राण्यांच्या चरबीचे प्राबल्य हे एक महत्त्वाचे वैज्ञानिक निष्कर्ष होते⁶, ^{ज्यावरून} असे सूचित होते की रवंथ न करणारे प्राणी (जसे की घोडा, डुक्कर, कोंबडी, ससा इत्यादी) या भांड्यांमध्ये दीर्घकाळ शिजवून अन्न म्हणून खाल्ले जात होते. हे (प्राण्यांच्या अवशेषांवर आधारित) एका दीर्घकाळ चालत आलेल्या मताच्या विरुद्ध आहे, ज्यानुसार सिंधू खोऱ्यातील लोक रवंथ करणारे प्राणी (जसे की गुरे, म्हशी, हरणे, शेळ्या इत्यादी) अन्न म्हणून वापरत असत.

स्थानिक आधुनिक संदर्भ स्निग्ध पदार्थांची अनुपलब्धता आणि वनस्पती व प्राणीजन्य पदार्थांच्या मिश्रणाची शक्यता या अभ्यासाच्या मर्यादा आहेत. वनस्पती आणि प्राणीजन्य पदार्थांच्या मिश्रणामुळे होणारे संभाव्य परिणाम टाळण्यासाठी आणि सर्वांगीण दृष्टिकोनासाठी, लिपिड अवशेषांच्या विश्लेषणात स्टार्च धान्याच्या विश्लेषणाचा समावेश करण्यात आला. यामुळे भांड्यातच वनस्पती, तृणधान्ये, कडधान्ये इत्यादी शिजवण्यास मदत झाली. यामुळे काही मर्यादांवर मात करण्यास मदत होते ⁷.

*** 

संदर्भ:  

1. डड एस.एन इत्यादी 1999. पृष्ठभाग आणि शोषलेल्या अवशेषांमध्ये जतन केलेल्या लिपिड्सवर आधारित विविध प्रागैतिहासिक मातीच्या भांडी परंपरांमध्ये पशु उत्पादनांच्या शोषणाच्या विविध नमुन्यांचा पुरावा. पुरातत्व विज्ञान जर्नल. खंड 26, अंक 12, डिसेंबर 1999, पृष्ठे 1473-1482. DOI: https://doi.org/10.1006/jasc.1998.0434 

2. Dunne, J., Evershed, R., Salque, M. et al. इ.स.पूर्व पाचव्या सहस्राब्दीमध्ये हिरव्या सहारन आफ्रिकेतील पहिले दुग्धव्यवसाय. निसर्ग ४८६, ३९०–३९४ (२०१२). DOI: https://doi.org/10.1038/nature11186 

3. ग्रिलो केएम इ al 2020. प्रागैतिहासिक पूर्व आफ्रिकन मेंढपाळ अन्न प्रणालीतील दूध, मांस आणि वनस्पतींसाठी आण्विक आणि समस्थानिक पुरावे. PNAS. ११७ (१८) ९७९३-९७९९. 117 एप्रिल 18 रोजी प्रकाशित. DOI: https://doi.org/10.1073/pnas.1920309117 

4. हान बी., इत्यादी 2021. रुईस्टेट (प्रारंभिक लोह युग, उत्तर चीन) च्या लिउजियावा साइटवरून सिरेमिक जहाजांचे लिपिड अवशेष विश्लेषण. जर्नल ऑफ क्वाटरनरी सायन्स (२०२२)३७(१) ११४–१२२. DOI: https://doi.org/10.1002/jqs.3377 

5. चक्रवर्ती, केएस, स्लेटर, जीएफ, मिलर, एच.एमएल. वगैरे वगैरे. लिपिड अवशेषांचे मिश्रित विशिष्ट समस्थानिक विश्लेषण दक्षिण आशियातील डेअरी उत्पादन प्रक्रियेचा सर्वात जुना थेट पुरावा प्रदान करते. विज्ञान प्रतिनिधी 10, 16095 (2020). https://doi.org/10.1038/s41598-020-72963-y 

6. सूर्यनारायण ए., इत्यादी 2021. वायव्य भारतातील सिंधू संस्कृतीतील मातीच्या भांड्यांमध्ये लिपिडचे अवशेष. पुरातत्व विज्ञान जर्नल. खंड 125, 2021,105291. DOI:https://doi.org/10.1016/j.jas.2020.105291 

7. गार्सिया-ग्रेनेरो जुआन जोसे, इत्यादी 2022. उत्तर गुजरात, भारतातील प्रागैतिहासिक अन्नमार्ग एक्सप्लोर करण्यासाठी मातीच्या भांड्यांमधून लिपिड आणि स्टार्च धान्याचे विश्लेषण एकत्र करणे. इकॉलॉजी आणि इव्होल्यूशनमधील फ्रंटियर्स, 16 मार्च 2022. से. पॅलेओन्टोलॉजी. DOI: https://doi.org/10.3389/fevo.2022.840199 

संदर्भ ग्रंथाची यादी  

1. इर्टो ए., इत्यादी 2022. पुरातत्व पॉटरीमधील लिपिड्स: त्यांच्या सॅम्पलिंग आणि एक्सट्रॅक्शन तंत्रांवर एक पुनरावलोकन. रेणू 2022, 27(11), 3451; DOI: https://doi.org/10.3390/molecules27113451 

2. सूर्यनारायण, ए. 2020. सिंधू संस्कृतीत काय शिजत आहे? सिरेमिक लिपिड रेसिड्यू अॅनालिसिस (डॉक्टरल थीसिस) द्वारे इंडस फूडची तपासणी करणे. केंब्रिज विद्यापीठ. DOI: https://doi.org/10.17863/CAM.50249 

3. सूर्यनारायण, ए. 2021. व्याख्यान – सिंधू संस्कृतीतील मातीचे लिपिड अवशेष. येथे उपलब्ध https://www.youtube.com/watch?v=otgXY5_1zVo 

***