□任冠宇 趙杰 侯亮亮

原平辛章遺址人牙結(jié)石的淀粉粒分析

□任冠宇 趙杰 侯亮亮

新石器時代晚期古人類的食物結(jié)構(gòu)，尤其是對植物性食物的利用情況，一直是考古工作者所關(guān)心的話題。原平辛章遺址位于黃土高原東北部，屬于龍山時代晚期遺址。本文通過對原平辛章遺址人牙結(jié)石中淀粉粒的分析，發(fā)現(xiàn)了先民以粟黍?yàn)橹鞯亩鄻有允澄锝Y(jié)構(gòu)特征；以種植為主、野外采集為輔的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方式；以熟食為主、以生食為輔的食物加工方式。對于探索山西北部新時代時期先民的食物結(jié)構(gòu)具有重要的意義。

辛章遺址龍山文化牙結(jié)石淀粉粒分析

從20世紀(jì)60年代開始，淀粉粒分析成為探索古人類植物性食物結(jié)構(gòu)的重要手段[1]。淀粉粒分析的基本手段，就是將包括古代器物、古土壤層、古動植物等的古代遺址中，所提取的古代淀粉粒，與現(xiàn)代淀粉粒進(jìn)行對比，確定其種屬。從而進(jìn)行包括古代人類食物結(jié)構(gòu)分析、古代人類對食物的利用情況、古器物的使用、古代環(huán)境重建等一系列研究[2]。其前提是現(xiàn)代植物種屬的淀粉粒形態(tài)標(biāo)準(zhǔn)的確定，其發(fā)展的推動力是古代淀粉粒埋藏學(xué)研究的深入、提取技術(shù)的完善、污染控制水平的提高[3]。

現(xiàn)代植物淀粉粒形態(tài)樣品的搜集與統(tǒng)計工作，為古代淀粉粒的鑒定工作，提供了充足的樣本對照資料（圖一）。其中，楊曉燕對粟、黍、狗尾巴草等的淀粉粒形態(tài)分析比較，陶大衛(wèi)對小麥族、豆科植物淀粉粒形態(tài)的總結(jié)，葛威對禾本科植物淀粉粒形態(tài)的統(tǒng)計，都是典型代表[4]。

圖一 現(xiàn)代部分植物淀粉粒圖譜

淀粉粒分析法探索古人類植物性物結(jié)構(gòu)，所使用的淀粉?？梢杂幸韵聛碓矗菏褂酶∵x法，從遺址中獲取植物遺存；從考古所獲取的古代器物表面提取古代淀粉粒。前一種方法所獲取的淀粉?？赡馨祟惒皇秤玫闹参锏矸哿！：笠环N方法所獲取的淀粉?？赡苓z漏一部分不需要和器皿接觸的食物。例如體量小的盛放類器皿中，不會放一些超過其容量的食物；研磨類器皿表面，會有果實(shí)類和根莖類食物的淀粉粒殘留。而人牙結(jié)石中獲取的淀粉粒，則可以避免以上缺陷[5]。

牙結(jié)石是無機(jī)鹽、磷、鈣鹽等成分沉積形成，附著于牙齒表面的鈣化或者部分鈣化的物質(zhì)。在其形成過程中，不斷捕獲人體攝取的食物顆粒，能有效存儲人類的食物信息。研究表明，牙結(jié)石具有易于保存的特性，而包裹于古代牙結(jié)石中的淀粉粒，就成為了考古工作者研究古人類食物結(jié)構(gòu)的重要實(shí)物證據(jù)。

辛章遺址地處山西省原平市辛章村，滹沱河?xùn)|岸之臺地。該遺址分布面積廣，遺存比較豐富，保存狀況良好，延續(xù)時間久遠(yuǎn)，從新石器時代仰韶時期一直延續(xù)到戰(zhàn)國時期，其中，又以新石器時代的龍山時期遺存為主[6]。該遺址地處農(nóng)業(yè)文明和草原文明交匯的地區(qū)，對該遺址的考古研究，有利于對中國多樣性文明的形成進(jìn)行探索。

為此，我們選取了原平辛章遺址出土的9具人骨，提取了其人牙結(jié)石內(nèi)的淀粉粒，對其進(jìn)行了形態(tài)鑒定和觀察，以了解當(dāng)?shù)叵让竦闹参镄允澄飿?gòu)成。

表1 原平辛章遺址人骨鑒定

一、材料和方法

實(shí)驗(yàn)樣品選自原平辛章遺址，共計9具人骨，在進(jìn)行牙結(jié)石的提取前，我們對這9具人骨進(jìn)行了性別和年齡的鑒定（見表1）。

由于M1人骨年齡偏小，未發(fā)現(xiàn)牙結(jié)石，因此，在不破壞牙齒樣品的前提下，我們對除M1以外的有明顯牙結(jié)石的其中8具人骨，共計32顆人牙樣品（每具4顆人牙），進(jìn)行了淀粉粒的提取工作。在實(shí)驗(yàn)過程中，我們?nèi)膛宕饕淮涡允痔仔?，?yán)格遵守實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)，防止樣品間的交叉污染和外界接觸污染。

具體操作流程如下：

（1）選取人骨上有明顯牙結(jié)石特征的牙齒，并對其進(jìn)行編號。

（2）刮取牙結(jié)石，并將其置于離心管中。

（3）超聲波震蕩，清洗牙結(jié)石。

（4）使用離心機(jī)離心，待牙結(jié)石沉淀后，吸走上層清液。

（5）制片觀察。

（6）對淀粉粒進(jìn)行拍照，記錄，分析。

在進(jìn)行制片觀察的過程中，我們對所觀察到的淀粉粒進(jìn)行了多角度拍照。分別拍攝非偏光和偏光下的淀粉粒形態(tài)照片。

在拍照的同時，我們對各個淀粉粒的特征進(jìn)行了對應(yīng)的觀察記錄。包括淀粉粒顆粒的大小、表面形態(tài)、消光特征等。

記錄完成之后，我們對照現(xiàn)代標(biāo)準(zhǔn)淀粉粒特征。對提取出的古代淀粉粒進(jìn)行了對比、鑒定、分類。

此外，為排除實(shí)驗(yàn)室可能受到的現(xiàn)代淀粉粒污染，我們在古代樣品制作實(shí)驗(yàn)室內(nèi)，放入空置載玻片兩個批次，每個批次兩片，將其靜置一段時間，讓其自熱落灰，之后制片，觀察。其中，第一個批次放置21小時，第二個批次放置230個小時。

二、結(jié)果

通過實(shí)驗(yàn)分析，32顆人牙上，觀察到的淀粉粒共59顆，按其形態(tài)分析，可劃為7類。

A類：有11顆，被破壞但是特征明顯的有2顆。呈多邊形或者圓形，臍點(diǎn)居中，開放，消光狀態(tài)下，呈明顯的十字消光特征。大部分有層紋，中部有凹陷，有Y型裂隙。此類淀粉粒，長軸位于8.30～18.51μm范圍內(nèi)，短軸位于7.07～16.42μm之間。就淀粉粒的形狀而言，多邊形乃禾本科植物（Gramineae）種子，粟（broomcorn millet）、黍（Panicum miliaceum）、高粱（Sorghum bicolor）、薏苡（Coix chinensis Tod）、水稻（Oryza sativa）、玉米（Zea mays Linn）等。為明確該類淀粉粒的種屬，我們結(jié)合參考文獻(xiàn)[1-6]，以及現(xiàn)代淀粉粒的形態(tài)特征，進(jìn)行了比較分析。發(fā)現(xiàn)：水稻等植物的淀粉粒粒徑均值，均小于A類淀粉粒；高粱、薏苡等植物的淀粉粒粒徑均值，均大于A類淀粉粒；玉米起源于美洲，直到明朝才傳入中國。而粟黍類淀粉粒表面光滑，有裂隙，呈多邊形或圓形。這些特征，均于A類淀粉粒較為吻合。由此推測，此類淀粉粒可能來源于粟黍類淀粉粒（圖二）。

圖二 原平辛章遺址A類淀粉粒圖譜

B類：有2顆。呈腎行，臍點(diǎn)居中。層紋隱約可見，裂隙呈放射狀。長軸范圍在20.45～22.51μm之間，短軸范圍在13.86～19.17μm之間?；趨⒖嘉墨I(xiàn)[7]以及現(xiàn)代淀粉粒特征，該類淀粉粒應(yīng)該來源于豆科類植物淀粉粒（圖三）。

圖三 原平辛章遺址B類淀粉粒圖譜

C類：有2顆。呈圓形，臍點(diǎn)居中，層紋隱約可見。長軸范圍為10.45～38.92μm，短軸范圍為8.84～36.41μm。雖有明顯的破壞痕跡，但這些特征與禾本科小麥族植物，如小麥（Triticum aestivum L）、大麥（Hordeum vulgare L）、青稞（Hordeum vulgare Linn.var.nudum）等淀粉粒相似。該類淀粉粒疑似來源于麥類植物淀粉粒（圖四）。

圖四 原平辛章遺址C類淀粉粒圖譜

D類：有1顆。呈卵形，臍點(diǎn)偏于一端，閉合。無層紋。長軸為14.50μm，短軸為7.40μm。該淀粉粒符合現(xiàn)代塊莖類淀粉粒特征，此淀粉?？赡軄碜詨K莖類淀粉粒。

E類：有30顆。該類淀粉粒大部呈圓形、卵形，部分臍點(diǎn)可見，層紋均有破壞痕跡。消光狀態(tài)下，大部分十字特征不明顯，即使有十字特征，亦是遭到破壞。長軸范圍12.52～28.31μm，短軸范圍11.81～22.65μm。僅能判斷出為受到加工破壞的淀粉粒，難以做到較明確區(qū)分。

F類：有2顆。呈圓形，中部臍點(diǎn)呈圓點(diǎn)，層紋明顯。消光十字特征明顯。長軸范圍7.00～7.50μm，短軸范圍6.84～7.11μm。出自于空置樣品，為現(xiàn)代淀粉粒污染。

G類：有9顆。無法辨別，種屬不明。部分是尺寸過小，無法辨識標(biāo)志性特征；部分是發(fā)育尚未完全，標(biāo)準(zhǔn)性特征尚未成熟。

其中，粟黍類較多，加工破壞的淀粉粒也較多，豆科、塊莖、小麥類、現(xiàn)代淀粉粒污染的數(shù)目較少。

三、討論

1.在進(jìn)行古代淀粉粒提取實(shí)驗(yàn)時，進(jìn)行空置樣品實(shí)驗(yàn)，有利于排除現(xiàn)代淀粉粒的污染。為了保證實(shí)驗(yàn)室的整潔，我們采取了嚴(yán)格的實(shí)驗(yàn)措施。包括禁止攜帶食物、飲料進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室，實(shí)驗(yàn)室的遮光遮灰措施，實(shí)驗(yàn)器具的清洗等。但是，進(jìn)行空置樣品實(shí)驗(yàn)時，在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)空置10天的載玻片上，依然發(fā)現(xiàn)了淀粉粒。我們根據(jù)發(fā)現(xiàn)的該類淀粉粒的特征，確定了古代淀粉粒樣品中混入的現(xiàn)代淀粉粒，有效地排除了現(xiàn)代淀粉粒的污染，保證了實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)確性。在國內(nèi)此前的古代淀粉粒觀察實(shí)驗(yàn)中，并未進(jìn)行空置樣品實(shí)驗(yàn)。因此，空置樣品實(shí)驗(yàn)，應(yīng)作為以后古代淀粉粒提取實(shí)驗(yàn)中的必備內(nèi)容。

表2 原平辛章遺址人牙結(jié)石中提取淀粉粒的種屬、數(shù)量和大小特征

2.粟黍類植物的淀粉粒占到了辛章遺址可確定性淀粉粒的50%以上（見表2），表明在當(dāng)時的先民生活中，粟黍類植物已經(jīng)成為日常飲食的一個重要組成部分。根據(jù)已有的考古發(fā)現(xiàn)，粟黍類植物在龍山時期的中國先民食譜中，占有重要的地位[8]。辛章遺址植物淀粉粒的分析，正是這種觀點(diǎn)的輔證。

3.在牙結(jié)石中發(fā)現(xiàn)的古代淀粉中，麥類、豆科、塊莖類也占有一定的比重。這說明先民當(dāng)時食用植物種類的多樣化，當(dāng)時的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方式可能是以粟黍?yàn)橹鞯暮底髯魑锘旆N方式，同時，野外采集也是重要的補(bǔ)充方式。

4.植物淀粉粒的烹煮，會使淀粉粒發(fā)生糊化現(xiàn)象，其在消光狀態(tài)下的反映，就是無十字消光或者少十字消光。烹煮程度不同，種屬不同，糊化的程度也會不同。在我們所確認(rèn)的淀粉粒中，有明顯烹煮痕跡，以至于于無法判斷淀粉粒種類的淀粉粒有30顆（見表2）。而牙齒對淀粉粒的直接碾磨，即生食，表現(xiàn)在淀粉粒的層次上，則是淀粉粒的整體性碎裂，這種淀粉粒我們只發(fā)現(xiàn)3顆。因此，在辛章遺址生活的龍山時代先民中，烹煮已經(jīng)成為先民食物加工的主要方式。

四、結(jié)論

辛章遺址古人牙結(jié)石中，含有豐富的淀粉粒，包括了來自粟黍類以及麥類、豆科、塊莖類等食物的淀粉粒。其中，大部分是粟黍類植物，可能是當(dāng)時人類食物的主要來源；麥類、豆科、塊莖也是當(dāng)時人類食物的主要來源。反映了當(dāng)時人類食譜的多樣性特征。

辛章遺址古人牙結(jié)石中發(fā)現(xiàn)的淀粉粒，含有大量深度烹煮的淀粉粒，說明當(dāng)時先民以種植為主、野外采集為輔；以熟食為主、以生食為輔的生業(yè)模式。

本文得到教育部人文社會科學(xué)研究青年基金項(xiàng)目（批準(zhǔn)號：15YJC780003），山西省文物保護(hù)科學(xué)和技術(shù)研究課題（批準(zhǔn)號：2014-ZH-19）共同資助。

[1]楊益民《古代殘留物在考古中的應(yīng)用》，《南方文物》2008年第2期。

[2]楊曉燕、呂厚遠(yuǎn)、夏正楷《植物淀粉粒分析在考古中的應(yīng)用》，《考古與文物》2006年第3期。

[3]a.李啟明、楊曉燕等《甘肅臨潭陳旗磨溝遺址人牙結(jié)石中淀粉粒反映的古人類植物性食物》，中國科學(xué)雜志社，2011年，140頁。b.葛威《淀粉粒分析在考古學(xué)中的應(yīng)用》，中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)博士學(xué)位論文。

[4]a.楊曉燕、劉長江等《中國北方粟、黍及其野生近緣種淀粉粒形態(tài)數(shù)據(jù)分析》，《第四紀(jì)研究》2010年30期，355-362頁。b.陶大衛(wèi)《淀粉粒的鑒別和分析及在考古學(xué)中的應(yīng)用》，中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)博士學(xué)位論文。c.葛威、劉莉等《幾種禾本科植物淀粉粒形態(tài)比較及其考古學(xué)意義》，《第四紀(jì)研究》2010年30期，377～384頁。

[5]a.楊曉燕、劉長江等《中國北方粟、黍及其野生近緣種淀粉粒形態(tài)數(shù)據(jù)分析》，《第四紀(jì)研究》2010年30期，355-362頁。b.陶大衛(wèi)《淀粉粒的鑒別和分析及在考古學(xué)中的應(yīng)用》，中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)博士學(xué)位論文。c.李啟明、楊曉燕等《甘肅臨潭陳旗磨溝遺址人牙結(jié)石中淀粉粒反映的古人類植物性食物》，中國科學(xué)雜志社，2011年，140頁。

[6]a.從容《忻州游邀考古》，科學(xué)出版社，2004年3月。b.趙杰、王煒《山西原平市辛章遺址2012年發(fā)掘簡報（雙鏨鬲）》，《考古》2014年第5期。

[7]萬智巍、楊曉燕等《中國常見現(xiàn)代淀粉粒數(shù)據(jù)庫》，《第四紀(jì)研究》2012年32期，317～372頁。

[8]a.高升、孫周勇等《陜西榆林寨峁梁遺址浮選結(jié)果及分析》，《農(nóng)業(yè)考古》2016年第3期。b.劉昶、方燕明《河南禹州瓦店遺址出土植物遺存分析》，《南方文物》2010年第4期。

（任冠宇，山西大學(xué)歷史文化學(xué)院碩士研究生；趙杰、侯亮亮，山西大學(xué)歷史文化學(xué)院副教授）