কিভাবে লিপিড প্রাচীন খাদ্য অভ্যাস এবং রন্ধনসম্পর্কীয় অভ্যাস উন্মোচন বিশ্লেষণ

Chromatography and compound specific isotope analysis of lipid remains in ancient pottery tell a lot about ancient খাদ্য habits and culinary practices. In the last two decades, this technique has successfully been employed to unravel ancient খাদ্য practices of several archaeological sites in the world. Researchers have applied this technique recently to the potteries collected from multiple archaeological sites of Indus Valley Civilisation. The key scientific finding was dominance of non-ruminant fats in the cooking vessels implying non-ruminant animals (such as horse, pigs, poultry, fowl, rabbit, etc) were cooked in the vessels over a long period. This contradicts the long held view (based on faunal evidence) that ruminant animals (such as cattle, buffalo, deer,etc) were consumed as খাদ্য by Indus Valley people.  

Archaeological excavations of important sites in the past century provided lot of information about the culture and practices of ancient people. However, understanding diet and subsistence practices prevalent in ancient prehistoric societies with no written records used to be an uphill task because not much of what constituted ‘food’ were left due to almost complete natural degradation of খাদ্য and biomolecules. In the last two decades, the standard chemical techniques of chromatography and compound specific analysis of the ratio of stable isotopes of carbon have made inroads in archaeological studies enabling researchers to pinpoint sources of lipids. As a result, it has become possible to investigate diet and subsistence practices using molecular and isotopic analyses of absorbed food residues based on the δ13C and Δ13C values.  

Plants are the primary producers of food. Most plants use C3 photosynthesis to fix carbon, hence are called C3 plants. Wheat, barley, rice, oats, rye, cowpea, cassava, soybean etc are the main C3 plants. They form the staple খাদ্য of mankind. C4 plants (such as corn, sugarcane, millet, and sorghum) on the other hand, use C4 photosynthesis for carbon fixation.  

Carbon has two stable isotopes, C-12 and C-13 (the third isotope C-14, is unstable hence radioactive and is used for dating জৈব archaeological finds). Of the two stable isotopes, the lighter C-12 is preferentially taken up in photosynthesis. Photosynthesis is not universal; it favours fixation of C-12. Further, C3 plants take up lighter C-12 isotope more than C4 plants do. Both C3 and C4 plants discriminate against heavier C-13 isotope but C4 plants do not discriminate as heavily as C3 plants. Put conversely, in photosynthesis, both C3 and C4 plants favour C-12 isotope over C-13 but C3 plants favours C-12 more than C4 plants. This results in differences in ratio of stable isotopes of carbon in C3 and C4 plants and in animals that feed on C3 and C4 plants. An animal fed on C3 plants will have more of lighter isotopes than an animal fed on C4 plants meaning a lipid molecule with lighter isotope ratio is more likely to have originated from an animal fed on C3 plants. This is the conceptual basis of compound specific isotope analysis of lipid (or any other biomolecule for that matter) that helps in identifying sources of lipid residues in the pottery. In a nutshell, C3 and C4 plants have different carbon isotopic ratios. The δ13C value for C3 plants is lighter between −30 and −23‰ while for C4 plants this value is between −14 and −12‰. 

মৃৎপাত্রের নমুনা থেকে লিপিড অবশিষ্টাংশ নিষ্কাশনের পর, প্রথম মূল পদক্ষেপটি হল গ্যাস ক্রোমাটোগ্রাফি-মাস স্পেকট্রোমেট্রি (GC-MS) এর কৌশল ব্যবহার করে বিভিন্ন লিপিড উপাদানগুলিকে পৃথক করা। এটি নমুনার একটি লিপিড ক্রোমাটোগ্রাম দেয়। সময়ের সাথে সাথে লিপিডগুলি হ্রাস পায় তাই আমরা সাধারণত প্রাচীন নমুনায় যা পাই তা হল ফ্যাটি অ্যাসিড (এফএ), বিশেষত পামিটিক অ্যাসিড (সি)₁₆) এবং স্টিয়ারিক অ্যাসিড (সি₁₈) সুতরাং, এই রাসায়নিক বিশ্লেষণ কৌশলটি নমুনায় ফ্যাটি অ্যাসিড সনাক্ত করতে সহায়তা করে তবে এটি ফ্যাটি অ্যাসিডের উত্স সম্পর্কে তথ্য দেয় না। প্রাচীন রান্নার পাত্রে চিহ্নিত একটি নির্দিষ্ট ফ্যাটি অ্যাসিড দুগ্ধ বা পশুর মাংস বা উদ্ভিদ থেকে উদ্ভূত কিনা তা আরও নিশ্চিত করা দরকার। মৃৎপাত্রে ফ্যাটি অ্যাসিডের অবশিষ্টাংশ প্রাচীনকালে পাত্রে কী রান্না করা হয়েছিল তার উপর নির্ভর করে। 

সালোকসংশ্লেষণের সময় হালকা C3 আইসোটোপ গ্রহণের কারণে C4 এবং C12 উদ্ভিদে কার্বনের স্থিতিশীল আইসোটোপের বিভিন্ন অনুপাত রয়েছে। একইভাবে, C3 এবং C4 উদ্ভিদে খাওয়ানো প্রাণীদের বিভিন্ন অনুপাত রয়েছে, উদাহরণস্বরূপ, গৃহপালিত গবাদি পশু (যেমন গরু এবং মহিষ) C4 খাদ্যে খাওয়ানো হয় (যেমন বাজরা) ছাগল, ভেড়ার মতো ছোট গৃহপালিত প্রাণীদের তুলনায় আলাদা আইসোটোপ অনুপাত থাকে। এবং শূকর যা সাধারণত C3 গাছে চরে এবং উন্নতি লাভ করে। অধিকন্তু, দুগ্ধজাত দ্রব্য এবং গবাদি পশু থেকে প্রাপ্ত মাংসের স্তন্যপায়ী গ্রন্থি এবং অ্যাডিপোজ টিস্যুতে চর্বি সংশ্লেষণের পার্থক্যের কারণে বিভিন্ন আইসোটোপ অনুপাত রয়েছে। পূর্বে চিহ্নিত একটি নির্দিষ্ট ফ্যাটি অ্যাসিডের উত্স নির্ণয় করা হয় কার্বনের স্থিতিশীল আইসোটোপের অনুপাত বিশ্লেষণের মাধ্যমে। গ্যাস ক্রোমাটোগ্রাফি-দহন-আইসোটোপিক অনুপাত ভর স্পেকট্রোমেট্রি (GC-C-IRMS) এর কৌশলটি চিহ্নিত ফ্যাটি অ্যাসিডের আইসোটোপ অনুপাত বিশ্লেষণ করতে ব্যবহৃত হয়।   

প্রাগৈতিহাসিক স্থানগুলির প্রত্নতাত্ত্বিক গবেষণায় লিপিড অবশিষ্টাংশে স্থিতিশীল কার্বন আইসোটোপের অনুপাত বিশ্লেষণের গুরুত্ব 1999 সালে প্রদর্শিত হয়েছিল যখন যুক্তরাজ্যের ওয়েলশ বর্ডারল্যান্ডের প্রত্নতাত্ত্বিক স্থানের অধ্যয়ন অ-রূমিন্যান্ট (যেমন, শূকর) থেকে চর্বিগুলির মধ্যে একটি স্পষ্ট পার্থক্য করতে পারে। ruminant (যেমন, ovine বা bovine) উৎপত্তি¹. এই পদ্ধতিটি খ্রিস্টপূর্ব পঞ্চম সহস্রাব্দে সবুজ সাহারান আফ্রিকায় প্রথম দুগ্ধ চাষের চূড়ান্ত প্রমাণ দিতে পারে। উত্তর আফ্রিকা তখন গাছপালা দিয়ে সবুজ ছিল এবং প্রাগৈতিহাসিক সাহারান আফ্রিকান লোকেরা দুগ্ধজাত চর্চা গ্রহণ করেছিল। মৃৎপাত্রে চিহ্নিত দুধের চর্বিগুলির প্রধান অ্যালকানয়িক অ্যাসিডের δ13C এবং Δ13C মানের ভিত্তিতে এই সিদ্ধান্ত নেওয়া হয়েছিল². অনুরূপ বিশ্লেষণ পূর্ব আফ্রিকার যাজক নিওলিথিক সমাজ দ্বারা দুগ্ধ প্রক্রিয়াকরণ এবং ব্যবহারের প্রথম প্রত্যক্ষ প্রমাণ প্রদান করে³ এবং লৌহ যুগের প্রথম দিকে, উত্তর চীন⁴. 

দক্ষিণ এশিয়ায়, গৃহপালিত হওয়ার প্রমাণ 7 সালের দিকে^th সহস্রাব্দ বিসি। 4 দ্বারা^th millennium BC, domesticated animals like cattle, buffalo, goat, sheep etc were present across various Indus Valley sites. There were suggestions of utilisation of these animals in food for dairy and meat but no conclusive scientific evidence to support the view. Stable isotope analysis of lipid residue extracted from ceramic shreds collected from সিন্ধু ভ্যালি settlements provide the earliest direct evidence of dairy processing in South Asia⁵. একাধিক সিন্ধু উপত্যকা সাইট থেকে সংগৃহীত পাত্রের টুকরো থেকে লিপিডের অবশিষ্টাংশের আরও একটি সাম্প্রতিক, আরও বিস্তৃত, পদ্ধতিগত অধ্যয়নে, গবেষকরা জাহাজে ব্যবহৃত খাদ্যসামগ্রী স্থাপন করার চেষ্টা করেছেন। আইসোটোপ বিশ্লেষণ জাহাজে পশুর চর্বি ব্যবহার নিশ্চিত করেছে। মূল বৈজ্ঞানিক অনুসন্ধান ছিল রান্নার পাত্রে নন-রুমিন্যান্ট ফ্যাটের আধিপত্য⁶ অবাস্তব প্রাণী (যেমন ঘোড়া, শুকর, হাঁস-মুরগি, পাখি, খরগোশ ইত্যাদি) দীর্ঘ সময় ধরে পাত্রে রান্না করা হতো এবং খাদ্য হিসেবে খাওয়া হতো। এটি দীর্ঘকাল ধরে রাখা দৃষ্টিভঙ্গির (প্রাণিক প্রমাণের উপর ভিত্তি করে) বিরোধিতা করে যে গবাদি পশু (যেমন গবাদি পশু, মহিষ, হরিণ, ছাগল ইত্যাদি) সিন্ধু উপত্যকার লোকেরা খাদ্য হিসাবে গ্রহণ করত।  

স্থানীয় আধুনিক রেফারেন্স ফ্যাটের অনুপলব্ধতা এবং উদ্ভিদ ও প্রাণীজ পণ্যের মিশ্রণের সম্ভাবনা এই গবেষণার সীমাবদ্ধতা। উদ্ভিদ এবং প্রাণীজ দ্রব্যের মিশ্রণের ফলে সম্ভাব্য প্রভাবগুলি কাটিয়ে ওঠার জন্য এবং একটি সামগ্রিক দৃষ্টিভঙ্গির জন্য, স্টার্চ শস্য বিশ্লেষণকে লিপিড অবশিষ্টাংশ বিশ্লেষণে অন্তর্ভুক্ত করা হয়েছিল। এটি পাত্রে গাছপালা, সিরিয়াল, ডাল ইত্যাদি রান্না করতে সহায়তা করে। এটি কিছু সীমাবদ্ধতা অতিক্রম করতে সাহায্য করে⁷. 

*** 

তথ্যসূত্র:  

1. ডুড এসএন এট আল 1999. পৃষ্ঠ এবং শোষিত অবশিষ্টাংশে সংরক্ষিত লিপিডের উপর ভিত্তি করে বিভিন্ন প্রাগৈতিহাসিক মৃৎশিল্পের ঐতিহ্যে প্রাণী পণ্যের শোষণের বিভিন্ন নিদর্শনের প্রমাণ। প্রত্নতাত্ত্বিক বিজ্ঞান জার্নাল. ভলিউম 26, ইস্যু 12, ডিসেম্বর 1999, পৃষ্ঠা 1473-1482। DOI: https://doi.org/10.1006/jasc.1998.0434 

2. Dunne, J., Evershed, R., Salque, M. et al. খ্রিস্টপূর্ব পঞ্চম সহস্রাব্দে সবুজ সাহারান আফ্রিকায় প্রথম দুগ্ধ চাষ। প্রকৃতি 486, 390–394 (2012)। DOI: https://doi.org/10.1038/nature11186 

3. গ্রিলো কেএম ইত্যাদি al 2020. প্রাগৈতিহাসিক পূর্ব আফ্রিকান পশুপালক খাদ্য ব্যবস্থায় দুধ, মাংস এবং উদ্ভিদের জন্য আণবিক এবং আইসোটোপিক প্রমাণ। পিএনএএস। 117 (18) 9793-9799। 13 এপ্রিল, 2020 এ প্রকাশিত। DOI: https://doi.org/10.1073/pnas.1920309117 

4. হান বি., এট আল 2021. রুইস্টেটের (প্রাথমিক আয়রন এজ, উত্তর চীন) লিউজিয়াওয়া সাইট থেকে সিরামিক জাহাজের লিপিড অবশিষ্টাংশ বিশ্লেষণ। Quaternary Science জার্নাল (2022)37(1) 114–122। DOI: https://doi.org/10.1002/jqs.3377 

5. চক্রবর্তী, কেএস, স্লেটার, জিএফ, মিলার, এইচএমএল। ইত্যাদি লিপিড অবশিষ্টাংশের যৌগিক নির্দিষ্ট আইসোটোপ বিশ্লেষণ দক্ষিণ এশিয়ায় দুগ্ধজাত পণ্য প্রক্রিয়াকরণের প্রথম প্রত্যক্ষ প্রমাণ প্রদান করে। বিজ্ঞান প্রতিনিধি 10, 16095 (2020)। https://doi.org/10.1038/s41598-020-72963-y 

6. সূর্যনারায়ণ এ., এট আল 2021. উত্তর-পশ্চিম ভারতের সিন্ধু সভ্যতার মৃৎপাত্রে লিপিডের অবশিষ্টাংশ। প্রত্নতাত্ত্বিক বিজ্ঞান জার্নাল. ভলিউম 125, 2021,105291। DOI:https://doi.org/10.1016/j.jas.2020.105291 

7. গার্সিয়া-গ্রানেরো জুয়ান হোসে, এট আল 2022. উত্তর গুজরাট, ভারতের প্রাগৈতিহাসিক খাদ্যপথ অন্বেষণ করতে মৃৎপাত্রের পাত্র থেকে লিপিড এবং স্টার্চ শস্য বিশ্লেষণ একীভূত করা। বাস্তুবিদ্যা এবং বিবর্তনের সীমান্ত, 16 মার্চ 2022। সেকেন্ড। জীবাশ্ম বিজ্ঞান . DOI: https://doi.org/10.3389/fevo.2022.840199 

গ্রন্থ-পঁজী  

1. Irto A., এট আল 2022. প্রত্নতাত্ত্বিক মৃৎশিল্পে লিপিড: তাদের নমুনা এবং নিষ্কাশন কৌশলগুলির উপর একটি পর্যালোচনা। অণু 2022, 27(11), 3451; DOI: https://doi.org/10.3390/molecules27113451 

2. সূর্যনারায়ণ, এ. 2020. সিন্ধু সভ্যতায় কী রান্না হচ্ছে? সিরামিক লিপিড অবশিষ্টাংশ বিশ্লেষণ (ডক্টরাল থিসিস) মাধ্যমে সিন্ধু খাদ্য তদন্ত। কেমব্রিজ বিশ্ববিদ্যালয়. DOI: https://doi.org/10.17863/CAM.50249 

3. সূর্যনারায়ণ, এ. 2021. বক্তৃতা – সিন্ধু সভ্যতা থেকে মৃৎশিল্পে লিপিড অবশিষ্টাংশ। সহজলভ্য https://www.youtube.com/watch?v=otgXY5_1zVo 

***