历史名画中洋葱基残留物的鉴定与清洁：基于多学科分析的保护科学突破

本研究针对Giacomo Balla画作《Ritratto d'uomo》表面历史清洁残留的洋葱基有机层，通过FTIR-ATR、SEM/EDS、DNA测序等多技术联用，首次证实20世纪中期修复中洋葱(Allium cepa)的使用痕迹。团队开发出α-淀粉酶(amylase)凝胶清洁系统，实现残留物选择性去除而不损伤底层颜料，为历史非传统清洁方法的科学评估与干预提供范式。

　　

在艺术保护领域，历史修复材料与原始画作的相互作用一直是棘手难题。20世纪中期，意大利修复师曾广泛使用洋葱汁等天然材料清洁油画表面——这些富含多糖和硫化合物的有机物质虽能温和去除污垢，但经数十年氧化后往往形成顽固的深色残留，反而掩盖了画作原始色彩。Giacomo Balla创作于1900年的分色主义代表作《Ritratto d'uomo/Eugenio Riva》就遭遇了这样的困境：1960年代的洋葱清洁残留导致画面出现异常棕黄色调，且传统溶剂清洁可能损伤其标志性的薄颜料层结构。

为破解这一保护难题，来自意大利的研究团队展开了一项跨学科研究。通过结合材料科学与分子生物学技术，他们不仅首次在艺术品表面鉴定出洋葱(Allium cepa)的DNA证据，更开发出精准的酶清洁方案。这项发表于《Communications Chemistry》的研究，为历史非传统修复材料的科学评估树立了新标准。

研究主要采用四大关键技术：1) 显微形貌分析（DinoLite数字显微镜结合UV-VIS-IR多光谱成像）；2) 分子指纹鉴定（FTIR-ATR光谱解析多糖与酚类特征峰）；3) 元素-结构联用（SEM/EDS揭示残留物层状结构与Fe/S/Ca元素分布）；4) 古DNA提取（CTAB法从7.8mg样品中富集降解的洋葱基因组片段）。

残留物鉴定

光学显微镜下，画作面部区域呈现典型的纤维状棕色沉积（图2）。FTIR-ATR光谱在3289 cm^-1出现多糖O-H特征峰，1608 cm^-1处苯环振动与洋葱参照谱高度匹配（图12）。SEM显示残留物具有植物细胞壁的层状结构（图7），EDS检测到洋葱代谢标志性元素硫(24.8 wt%)和钾(10.9 wt%)（表1）。最具突破性的是DNA测序：尽管存在C→T等降解突变，系统发育树仍将样本明确归类于栽培洋葱分支（图11）。

清洁方法开发

对比测试显示，1% α-淀粉酶(amylase)/Klucel? G凝胶能高效水解α-1,4糖苷键，清除率达92%（表7）。FTIR证实该酶特异性分解阿拉伯木聚糖(arabinoxylan)，而溶剂型清洁剂Polar Rescue仅移除酚类物质（图22 vs 20）。色度分析显示ΔE>3的显著改善，且无铅白(2PbCO₃·Pb(OH)₂)等颜料损失（表8）。

画作材料解析

XRF与SEM/EDS联用重建了Balla的调色板：锌白(ZnO)底涂层上，朱砂(HgS)与赭石(Fe₂O₃)构成暖色调，钴蓝(CoAl₂O₄)和铬绿(Cr₂O₃)形成冷色对比（表6）。值得注意的是，铅白仅用于衣领高光，体现艺术家对材料的光学调控意识。

这项研究开创性地将古DNA技术引入艺术品材料溯源，证实了20世纪修复实践中洋葱使用的物质证据。所开发的酶清洁策略克服了传统溶剂对薄颜料层（5-20 μm）的浸润风险，其原理可推广至其他多糖基历史清洁残留的处理。从更广维度看，该工作建立了"非传统修复材料评估-降解机制解析-靶向清除技术"的三段式研究框架，为文化遗产科学中材料老化与干预研究提供了方法论范例。正如作者强调的，理解历史修复材料的长期行为，是平衡艺术品美学价值与物质真实性的关键所在。