लिपिड विश्लेषण कैसे प्राचीन खाद्य आदतों और पाक प्रथाओं को उजागर करता है

क्रोमैटोग्राफी और प्राचीन मिट्टी के बर्तनों में लिपिड अवशेषों का यौगिक विशिष्ट आइसोटोप विश्लेषण प्राचीन भोजन की आदतों और पाक प्रथाओं के बारे में बहुत कुछ बताता है। पिछले दो दशकों में, इस तकनीक को दुनिया में कई पुरातात्विक स्थलों की प्राचीन खाद्य प्रथाओं को जानने के लिए सफलतापूर्वक नियोजित किया गया है। शोधकर्ताओं ने हाल ही में सिंधु घाटी सभ्यता के कई पुरातात्विक स्थलों से एकत्र किए गए मिट्टी के बर्तनों में इस तकनीक को लागू किया है। प्रमुख वैज्ञानिक खोज खाना पकाने के बर्तनों में गैर-जुगाली करने वाले वसा का प्रभुत्व था, जिसका अर्थ है कि गैर-जुगाली करने वाले जानवर (जैसे घोड़ा, सूअर, मुर्गी, मुर्गी, खरगोश, आदि) को लंबे समय तक जहाजों में पकाया जाता था। यह लंबे समय से चली आ रही धारणा (प्राणी साक्ष्य के आधार पर) का खंडन करता है कि सिंधु घाटी के लोगों द्वारा जुगाली करने वाले जानवरों (जैसे मवेशी, भैंस, हिरण, आदि) को भोजन के रूप में खाया जाता था।  

पिछली शताब्दी में महत्वपूर्ण स्थलों की पुरातात्विक खुदाई ने प्राचीन लोगों की संस्कृति और प्रथाओं के बारे में बहुत सारी जानकारी प्रदान की। हालाँकि, प्राचीन प्रागैतिहासिक समाजों में प्रचलित आहार और निर्वाह प्रथाओं को बिना किसी लिखित रिकॉर्ड के समझना एक कठिन कार्य हुआ करता था क्योंकि भोजन और जैव-अणुओं के लगभग पूर्ण प्राकृतिक क्षरण के कारण 'भोजन' का बहुत कुछ नहीं बचा था। पिछले दो दशकों में, क्रोमैटोग्राफी की मानक रासायनिक तकनीकों और कार्बन के स्थिर समस्थानिकों के अनुपात के यौगिक विशिष्ट विश्लेषण ने पुरातात्विक अध्ययनों में प्रवेश किया है जिससे शोधकर्ताओं को लिपिड के स्रोतों को इंगित करने में सक्षम बनाया गया है। नतीजतन, 13C और 13C मूल्यों के आधार पर अवशोषित खाद्य अवशेषों के आणविक और समस्थानिक विश्लेषण का उपयोग करके आहार और निर्वाह प्रथाओं की जांच करना संभव हो गया है।  

पौधे भोजन के प्राथमिक उत्पादक हैं। अधिकांश पौधे कार्बन को स्थिर करने के लिए C3 प्रकाश संश्लेषण का उपयोग करते हैं, इसलिए C3 पौधे कहलाते हैं। गेहूं, जौ, चावल, जई, राई, लोबिया, कसावा, सोयाबीन आदि मुख्य सी3 पौधे हैं। वे मानव जाति के मुख्य भोजन का निर्माण करते हैं। दूसरी ओर C4 पौधे (जैसे मक्का, गन्ना, बाजरा और शर्बत) कार्बन निर्धारण के लिए C4 प्रकाश संश्लेषण का उपयोग करते हैं।  

कार्बन के दो स्थिर समस्थानिक हैं, C-12 और C-13 (तीसरा समस्थानिक C-14, अस्थिर है इसलिए रेडियोधर्मी है और इसका उपयोग जैविक पुरातात्विक खोजों के डेटिंग के लिए किया जाता है)। दो स्थिर समस्थानिकों में से, लाइटर C-12 को प्रकाश संश्लेषण में प्राथमिकता दी जाती है। प्रकाश संश्लेषण सार्वभौमिक नहीं है; यह सी-12 के निर्धारण का पक्षधर है। इसके अलावा, C3 पौधे C12 पौधों की तुलना में हल्का C-4 समस्थानिक ग्रहण करते हैं। C3 और C4 दोनों पौधे भारी C-13 समस्थानिक के साथ भेदभाव करते हैं लेकिन C4 पौधे C3 पौधों की तरह भारी भेदभाव नहीं करते हैं। इसके विपरीत, प्रकाश संश्लेषण में, C3 और C4 दोनों पौधे C-12 के ऊपर C-13 समस्थानिक का पक्ष लेते हैं लेकिन C3 पौधे C12 पौधों की तुलना में C-4 को अधिक पसंद करते हैं। इसके परिणामस्वरूप C3 और C4 पौधों में कार्बन के स्थिर समस्थानिकों और C3 और C4 पौधों को खिलाने वाले जानवरों के अनुपात में अंतर होता है। C3 पौधों पर खिलाए गए जानवर में C4 पौधों पर खिलाए गए जानवर की तुलना में अधिक हल्के समस्थानिक होंगे, जिसका अर्थ है कि हल्के समस्थानिक अनुपात वाले लिपिड अणु की उत्पत्ति C3 पौधों पर खिलाए गए जानवर से होने की अधिक संभावना है। यह लिपिड (या उस मामले के लिए कोई अन्य बायोमोलेक्यूल) के यौगिक विशिष्ट आइसोटोप विश्लेषण का वैचारिक आधार है जो मिट्टी के बर्तनों में लिपिड अवशेषों के स्रोतों की पहचान करने में मदद करता है। संक्षेप में, C3 और C4 पौधों में अलग-अलग कार्बन समस्थानिक अनुपात होते हैं। C13 पौधों के लिए δ3C मान −30 और −23‰ के बीच हल्का होता है जबकि C4 पौधों के लिए यह मान −14 और −12‰ के बीच होता है। 

कुम्हारों के नमूनों से लिपिड अवशेषों को निकालने के बाद, पहला महत्वपूर्ण कदम गैस क्रोमैटोग्राफी-मास स्पेक्ट्रोमेट्री (जीसी-एमएस) की तकनीक का उपयोग करके विभिन्न लिपिड घटकों को अलग करना है। यह नमूने का लिपिड क्रोमैटोग्राम देता है। लिपिड समय के साथ कम हो जाते हैं इसलिए हम आमतौर पर प्राचीन नमूनों में फैटी एसिड (एफए), विशेष रूप से पामिटिक एसिड (सी .) पाते हैं₁₆) और स्टीयरिक अम्ल (C .)₁₈) इस प्रकार, यह रासायनिक विश्लेषण तकनीक नमूने में फैटी एसिड की पहचान करने में मदद करती है लेकिन यह फैटी एसिड की उत्पत्ति के बारे में जानकारी नहीं देती है। यह और पता लगाने की जरूरत है कि क्या प्राचीन खाना पकाने के बर्तन में पहचाने गए एक विशिष्ट फैटी एसिड की उत्पत्ति डेयरी या जानवरों के मांस या पौधे से हुई थी। मिट्टी के बर्तनों में फैटी एसिड अवशेष इस बात पर निर्भर करता है कि प्राचीन काल में बर्तन में क्या पकाया जाता था। 

प्रकाश संश्लेषण के दौरान लाइटर C3 समस्थानिक के अधिमान्य उत्थान के कारण C4 और C12 पौधों में कार्बन के स्थिर समस्थानिकों के विभिन्न अनुपात होते हैं। इसी तरह, C3 और C4 पौधों पर खिलाए गए जानवरों के अलग-अलग अनुपात होते हैं, उदाहरण के लिए, पालतू पशु (गाय और भैंस जैसे जुगाली करने वाले जानवर) C4 भोजन (जैसे बाजरा) पर खिलाए गए छोटे पालतू जानवरों जैसे बकरी, भेड़ की तुलना में अलग आइसोटोप अनुपात होगा। और सुअर जो आमतौर पर C3 पौधों पर चरते और पनपते हैं। इसके अलावा, जुगाली करने वाले मवेशियों से प्राप्त डेयरी उत्पादों और मांस में उनकी स्तन ग्रंथि और वसा ऊतक में वसा के संश्लेषण में अंतर के कारण अलग-अलग आइसोटोप अनुपात होते हैं। पहले पहचाने गए एक विशिष्ट फैटी एसिड की उत्पत्ति का पता लगाने के लिए कार्बन के स्थिर समस्थानिकों के अनुपात का विश्लेषण किया जाता है। गैस क्रोमैटोग्राफी-दहन-समस्थानिक अनुपात मास स्पेक्ट्रोमेट्री (जीसी-सी-आईआरएमएस) की तकनीक का उपयोग पहचाने गए फैटी एसिड के आइसोटोप अनुपात का विश्लेषण करने के लिए किया जाता है।   

प्रागैतिहासिक स्थलों के पुरातात्विक अध्ययनों में लिपिड अवशेषों में स्थिर कार्बन समस्थानिकों के अनुपात विश्लेषण का महत्व 1999 में प्रदर्शित किया गया था, जब वेल्श बॉर्डरलैंड्स, यूके में पुरातात्विक स्थल का अध्ययन, गैर-जुगाली करने वाले (जैसे, पोर्सिन) से वसा के बीच स्पष्ट अंतर कर सकता था। जुगाली करनेवाला (जैसे, डिंब या गोजातीय) मूल¹. यह दृष्टिकोण पांचवीं सहस्राब्दी ईसा पूर्व में हरे सहारन अफ्रीका में पहली डेयरी का निर्णायक प्रमाण प्रदान कर सकता है। उत्तरी अफ्रीका तब वनस्पति से हरा था और प्रागैतिहासिक सहारन अफ्रीकी लोगों ने डेयरी प्रथाओं को अपनाया था। यह कुम्हारों में पहचाने गए दूध वसा के प्रमुख एल्केनोइक एसिड के 13C और Δ13C मूल्यों के आधार पर निष्कर्ष निकाला गया था². इसी तरह के विश्लेषणों ने पूर्वी अफ्रीका में देहाती नवपाषाण समाजों द्वारा डेयरी प्रसंस्करण और खपत का सबसे पहला प्रत्यक्ष प्रमाण प्रदान किया³ और प्रारंभिक लौह युग में, उत्तरी चीन⁴. 

दक्षिण एशिया में, पालतू बनाने के प्रमाण 7 . से मिलते हैं^th सहस्राब्दी ई.पू. 4 . तक^th सहस्राब्दी ईसा पूर्व, सिंधु घाटी के विभिन्न स्थलों पर पालतू जानवर जैसे मवेशी, भैंस, बकरी, भेड़ आदि मौजूद थे। डेयरी और मांस के भोजन में इन जानवरों के उपयोग के सुझाव थे लेकिन इस दृष्टिकोण का समर्थन करने के लिए कोई निर्णायक वैज्ञानिक प्रमाण नहीं था। सिंधु घाटी की बस्तियों से एकत्रित चीनी मिट्टी के टुकड़ों से निकाले गए लिपिड अवशेषों का स्थिर आइसोटोप विश्लेषण दक्षिण एशिया में डेयरी प्रसंस्करण का सबसे पहला प्रत्यक्ष प्रमाण प्रदान करता है।⁵. एक और हाल ही में, सिंधु घाटी के कई स्थलों से एकत्र किए गए बर्तन के टुकड़ों से लिपिड अवशेषों के अधिक विस्तृत, व्यवस्थित अध्ययन में, शोधकर्ताओं ने जहाजों में उपयोग किए जाने वाले खाद्य पदार्थों के प्रकार को स्थापित करने का प्रयास किया। आइसोटोप विश्लेषण ने जहाजों में पशु वसा के उपयोग की पुष्टि की। मुख्य वैज्ञानिक खोज खाना पकाने के बर्तनों में गैर-जुगाली करने वाले वसा का प्रभुत्व था⁶ इसका मतलब है कि गैर-जुगाली करने वाले जानवर (जैसे घोड़ा, सूअर, मुर्गी, मुर्गी, खरगोश, आदि) को लंबे समय तक बर्तन में पकाया जाता था और भोजन के रूप में खाया जाता था। यह एक लंबे समय से चली आ रही धारणा (प्राणी साक्ष्य के आधार पर) का खंडन करता है कि सिंधु घाटी के लोगों द्वारा जुगाली करने वाले जानवरों (जैसे मवेशी गोजातीय, भैंस, हिरण, बकरियां आदि) को भोजन के रूप में खाया जाता था।  

स्थानीय आधुनिक संदर्भ वसा की अनुपलब्धता और पौधों और पशु उत्पादों के मिश्रण की संभावना इस अध्ययन की सीमाएं हैं। पौधे और पशु उत्पादों के मिश्रण से होने वाले संभावित प्रभावों को दूर करने के लिए, और समग्र दृष्टिकोण के लिए, स्टार्च अनाज विश्लेषण को लिपिड अवशेष विश्लेषण में शामिल किया गया था। इससे बर्तन में पौधे, अनाज, दालें आदि पकाने में मदद मिली। यह कुछ सीमाओं को पार करने में मदद करता है⁷. 

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सन्दर्भ:  

1. डड एसएन एट अल 1999। सतह और अवशोषित अवशेषों में संरक्षित लिपिड पर आधारित विभिन्न प्रागैतिहासिक मिट्टी के बर्तनों की परंपराओं में पशु उत्पादों के शोषण के भिन्न पैटर्न के लिए साक्ष्य। पुरातत्व विज्ञान के जर्नल। खंड 26, अंक 12, दिसंबर 1999, पृष्ठ 1473-1482। डीओआई: https://doi.org/10.1006/jasc.1998.0434 

2. ड्यून, जे।, एवरशेड, आर।, साल्क, एम। एट अल। पांचवीं सहस्राब्दी ईसा पूर्व में हरे सहारन अफ्रीका में पहली डेयरी। प्रकृति 486, 390-394 (2012)। डीओआई: https://doi.org/10.1038/nature11186 

3. ग्रिलो केएम आदि al 2020 प्रागैतिहासिक पूर्वी अफ्रीकी चरवाहा खाद्य प्रणालियों में दूध, मांस और पौधों के लिए आणविक और समस्थानिक साक्ष्य। पीएनएएस। 117 (18) 9793-9799। 13 अप्रैल, 2020 को प्रकाशित। डीओआई: https://doi.org/10.1073/pnas.1920309117 

4. हान बी., एट अल 2021. RuiState (प्रारंभिक लौह युग, उत्तरी चीन) के लिउजियावा साइट से सिरेमिक जहाजों का लिपिड अवशेष विश्लेषण। जर्नल ऑफ क्वाटरनेरी साइंस (2022)37(1) 114–122. डीओआई: https://doi.org/10.1002/jqs.3377 

5. चक्रवर्ती, केएस, स्लेटर, जीएफ, मिलर, एच.एमएल. और अन्य। लिपिड अवशेषों का यौगिक विशिष्ट आइसोटोप विश्लेषण दक्षिण एशिया में डेयरी उत्पाद प्रसंस्करण का सबसे पहला प्रत्यक्ष प्रमाण प्रदान करता है। विज्ञान प्रतिनिधि 10, 16095 (2020)। https://doi.org/10.1038/s41598-020-72963-y 

6. सूर्यनारायण ए., एट अल 2021. उत्तर पश्चिम भारत में सिंधु सभ्यता से मिट्टी के बर्तनों में लिपिड अवशेष। पुरातत्व विज्ञान के जर्नल। वॉल्यूम 125, 2021,105291। डीओआई:https://doi.org/10.1016/j.jas.2020.105291 

7. गार्सिया-ग्रेनेरो जुआन जोस, एट अल 2022. उत्तरी गुजरात, भारत में प्रागैतिहासिक खाद्यमार्गों का पता लगाने के लिए मिट्टी के बर्तनों से लिपिड और स्टार्च अनाज विश्लेषण को एकीकृत करना। पारिस्थितिकी और विकास में फ्रंटियर्स, 16 मार्च 2022। सेक। जीवाश्म विज्ञान। डीओआई: https://doi.org/10.3389/fevo.2022.840199 

ग्रंथ सूची  

1. इरटो ए., एट अल 2022. पुरातत्व मिट्टी के बर्तनों में लिपिड: उनके नमूनाकरण और निष्कर्षण तकनीकों पर एक समीक्षा। अणु 2022, 27(11), 3451; डीओआई: https://doi.org/10.3390/molecules27113451 

2. सूर्यनारायण, ए. 2020। सिंधु सभ्यता में क्या पक रहा है? सिरेमिक लिपिड अवशेष विश्लेषण (डॉक्टरेट थीसिस) के माध्यम से सिंधु भोजन की जांच। कैम्ब्रिज विश्वविद्यालय। डीओआई: https://doi.org/10.17863/CAM.50249 

3. सूर्यनारायण, ए। 2021। व्याख्यान - सिंधु सभ्यता से मिट्टी के बर्तनों में लिपिड अवशेष। पर उपलब्ध https://www.youtube.com/watch?v=otgXY5_1zVo 

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