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淀粉粒产生于可食用植物部位（种子、果实、地下储藏器官等），通常被视为食用富含淀粉植物（包括谷物、豆类和块茎等）的直接证据。当经过加工（研磨、煮沸、发酵、冷冻等）后，淀粉粒在形状、大小及整体微观结构特征方面会发生一系列变化，这些变化可能有助于鉴定其所经历的烹饪方
淀粉粒产生于可食用植物部位（种子、果实、地下储藏器官等），通常被视为食用富含淀粉植物（包括谷物、豆类和块茎等）的直接证据。当经过加工（研磨、煮沸、发酵、冷冻等）后，淀粉粒在形状、大小及整体微观结构特征方面会发生一系列变化，这些变化可能有助于鉴定其所经历的烹饪方法。因此，对考古炊器中淀粉粒的分析为研究含淀粉植物食材的加工与消费提供了独特契机，为窥探过去的烹饪实践打开了一扇窗口。炭化食物结痂样品为通过淀粉分析重建古代烹饪实践提供了独特背景。遗憾的是，考古陶瓷器中炭化食物结痂的保存相当罕见。当炭化食物结痂样品不可得时，研究人员可对陶瓷器内壁孔隙中截留的残留物进行淀粉粒分析。本研究旨在评估从粉末状陶瓷基质中回收淀粉粒的可行性——这是一种常用于化学分析的采样方法。本试验性研究是更大规模研究计划的一部分，该计划旨在开发一种从单一陶瓷基质样品中、通过单一流程整合回收脂质和淀粉粒的方案。研究人员对来自15件陶瓷器的共81份子样品进行了分析：其中45份子样品来自三件现代仿制器，36份子样品来自12件考古陶器。现代仿制器用于开展烹饪实验，以评估淀粉在陶瓷基质中的保存情况。考古陶器组合来自西班牙莱里达（Lleida）两处史前洞穴遗址的内部：Cova del Tabac（TBC）和Cova Gran（SLCG）。研究结果表明，淀粉粒确实保存在陶瓷基质本身之中，而不仅限于陶瓷器内壁的浅表孔隙中。现代仿制器表面样品与粉末状陶瓷基质样品中的淀粉组合在数量和质量上均表现出显著相似性。考古陶器内壁表面样品中回收到的淀粉粒极少，这很可能是因为这些器皿在出土后不久即被清洗；而粉末状陶瓷基质样品中淀粉粒的回收率则较高，表明即使表面样品几乎无菌，钻孔取样仍能回收淀粉粒。在两种实验条件下（实验A：先提取淀粉后提取脂质；实验B：先提取脂质后提取淀粉），考古样品中未观察到淀粉组合在质量或数量上的差异。本研究结果表明，从粉末状陶瓷基质中回收淀粉粒是可行的，这为从旧考古发掘中回收的、出土后不久即被清洗的陶器进行淀粉分析提供了替代途径，并为更广泛的整合生物分子与淀粉分析铺平了道路。
论文解读
一、研究背景与问题
淀粉粒产生于可食用植物部位，是食用富含淀粉植物的直接证据。当植物性食材经过研磨、煮沸、发酵等加工处理后，淀粉粒在形态、大小和微观结构上会发生一系列变化，这些变化特征可用于推断古代烹饪方式。因此，对考古炊器中残留淀粉粒的分析，为研究古代植物性食材的加工与消费、重建过去烹饪实践提供了重要窗口。
然而，在考古研究中面临一个现实困境：炭化食物结痂是进行淀粉分析的理想材料，但其在考古陶器中的保存极为罕见。当炭化食物结痂不可得时，研究者通常转而分析陶器内壁孔隙中截留的残留物。但这类分析通常要求陶器在采样前保持未清洗状态，这大大限制了可供分析的陶器数量。许多考古发掘出土的陶器在出土后不久即被清洗，其内壁表面的残留物已无法采集。此外，博物馆藏品和经过清洗的考古陶器还面临现代淀粉源污染难以追踪的问题。
针对上述困境，本研究旨在评估从粉末状陶瓷基质中回收淀粉粒的可行性。这一采样方法通常用于化学分析（如脂质分析），若能从同一份陶瓷粉末样品中同时回收淀粉粒和脂质，将极大拓展可分析的考古陶器范围。该研究是一项更大规模研究计划的一部分，其最终目标是开发一种从单一陶瓷基质样品中、通过单一流程整合回收脂质和淀粉粒的方案。
二、研究设计与开展
研究人员共分析了来自15件陶瓷器的81份子样品：45份来自三件现代仿制器，36份来自12件考古陶器。现代仿制器复刻了希腊北部新石器时代炊器的形态，用于开展烹饪实验。三件仿制器分别用于煮扁豆、煮扁豆加猪油、煮猪肉香肠配二粒小麦碎粒和韭菜，每次烹饪持续30分钟至2小时。考古陶器来自西班牙莱里达两处史前洞穴遗址——Cova del Tabac（TBC）和Cova Gran（SLCG），涵盖早新石器至青铜时代的不同文化层位，这些陶器出土后即被清洗。
研究人员从每件器物的内壁表面和粉末状陶瓷基质中分别采集样品。陶瓷基质采样时，先去除内壁表层0至1毫米的陶瓷层以消除潜在污染，再采集1至2毫米深度的陶瓷粉末。每份陶瓷粉末样品被分为两份子样品，分别用于两种实验处理：实验A中先使用比重为1.8 g/cm3的多钨酸钠（SPT 1.8）分离淀粉，随后提取脂质；实验B中先提取脂质，再使用5%六偏磷酸钠溶液解凝黏土，随后用SPT 1.8分离淀粉。淀粉样品在透射光显微镜下以偏光和非偏光模式进行观察和计数。
三、主要研究结果
3.1 现代仿制器研究结果
现代仿制器内壁表面样品中，DP1和DP2（煮扁豆及煮扁豆加猪油）的淀粉粒极为丰富，而OSV1（煮猪肉、二粒小麦和韭菜）的淀粉粒极为稀少。粉末状陶瓷基质样品中，实验A的淀粉粒总体多于实验B。DP1器物的基质样品中淀粉粒尤为丰富，DP2中稀少，OSV1中几乎不存在。所有样品中，淀粉粒主要以聚集体形式保存于淀粉体（amyloplast）内，单个淀粉粒稀少且多受损严重。但多数淀粉粒保留了整体原始形状，部分单个淀粉粒接近天然未加工状态，可进行较可靠的分类学鉴定。统计学检验显示，实验A与实验B的淀粉计数差异未达到统计显著水平（p = 0.084），但效应量较大（Cohen's d = 0.82）。
3.2 考古陶器研究结果
考古陶器内壁表面样品中淀粉粒极为稀少或完全缺失（每样品0至2粒，共5粒），而粉末状陶瓷基质样品中淀粉粒中等丰富（每样品0至6粒，共57粒）。回收的淀粉粒保留了大小、形状、脐点位置与形态、纹理等鉴别特征。在陶瓷基质样品中共鉴定出7种形态类型，包括小麦族（Triticeae tribe）、黍亚科（Panicoideae subfamily）、野生植物及其他未知来源的淀粉粒。表面样品中仅出现其中3种形态类型。实验A与实验B的淀粉计数无统计学显著差异（p = 0.59），效应量很小（Cohen's d = ?0.22）。
四、讨论与结论
4.1 淀粉粒在陶瓷基质中的保存
研究结果表明，淀粉粒确实保存在陶瓷基质本身之中，而不仅限于陶器内壁浅表孔隙。现代仿制器烹饪实验（2017年7月）与基质淀粉提取（2022年5月）之间相隔近五年，淀粉粒仍可回收，表明淀粉可在陶瓷基质中存活较长时间，考古陶器中的发现进一步支持了这一结论。但研究结果可能不适用于所有考古样品，特定器物的烹饪温度、时间、孔隙率等特征可能有利于淀粉保存。
4.2 表面样品与基质样品的可比性
现代仿制器表面样品与基质样品的淀粉组合在数量和质量上均表现出显著相似性。DP1器物的两类样品均富含淀粉聚集体而缺乏单个淀粉粒；OSV1器物的两类样品均极为贫乏。OSV1中淀粉的近乎缺失可能源于扁豆淀粉和二粒小麦淀粉对煮沸的不同反应——扁豆淀粉因高直链淀粉含量而具有相对较高的耐热性。DP2器物表面样品淀粉丰富但基质样品中极为稀少，可能与猪油的添加有关，脂质与淀粉的相互作用可能改变了淀粉的结构特征，进而影响其在实验室处理中的表现。
考古陶器方面，表面样品与基质样品在质量上相似但数量上差异显著。表面样品淀粉粒极少，归因于陶器出土后即被清洗；基质样品回收率较高，表明钻孔取样即使在表面样品几乎无菌的情况下仍能回收淀粉粒。两类样品中回收了相同的淀粉形态类型，表明二者具有相同来源。关于基质中淀粉粒的可能来源，研究人员排除了制陶过程中掺入的可能性——淀粉质植物器官不太可能用作羼和料，且淀粉难以在烧制过程中存活。现代污染仍是考古淀粉研究中的突出问题，本研究中鉴定出玉米型和小麦型淀粉粒，提示污染可能对组合形成有一定影响，但多种其他形态类型的存在表明组合主要源于器物使用。
4.3 淀粉在陶器中的保存机制
仿制器与考古陶器的淀粉组合存在显著差异：仿制器富含受损的淀粉聚集体而缺乏单个淀粉粒，考古陶器仅回收单个淀粉粒且多未受损。仿制器中的淀粉组合代表了长时间煮沸后的糊化状态——颗粒失去双折射和整体形状，难以进行分类学鉴定，且因糊化增加酶可及性而极难在考古时间尺度上存活。少量未受损单个淀粉粒在长时间高温煮沸后仍能存活，可通过偶然性或“数量优势”解释——富含淀粉的植物器官产生数百万个淀粉粒，少量颗粒在沉积和沉积后过程中存活并在考古材料中被回收是合理的。
4.4 回收方法对淀粉保存的影响
考古样品中实验A与实验B的淀粉组合无质量或数量差异，表明脂质溶剂提取方法未影响淀粉保存。但仿制器DP1中实验B的淀粉计数显著低于实验A。研究人员推测，这可能与实验B中使用的六偏磷酸钠解凝剂有关。糊化后的淀粉粒密度降低，在洗除六偏磷酸钠和黏土的过程中可能被一并洗去。
4.5 整合化学与淀粉分析的意义
从粉末状陶瓷基质中回收淀粉粒的可能性，为通过单一流程（钻孔取样）从单一采样位置同时收集脂质和淀粉样品奠定了基础。该方法即使在仅回收小块陶片的情况下也能开展多指标研究，同时减少了样品采集的时间和成本。多指标研究可互补各方法的信息：淀粉粒可帮助判断C4同位素值是否反映人类消费或动物饲养，也可帮助厘清动植物产品混合产生的脂质信号；化学标志物如正三十二醇（n-dotriacontanol, C32，玉米生物标志物）可帮助确认淀粉组合中某些植物类群的存在。
结论
研究结果表明，淀粉已被吸收并保存在所研究的实验和考古陶器的陶瓷基质中，粉末状陶瓷基质中的淀粉组合与同一器物表面样品的组合在质量上具有可比性。尽管仍需更多实验和考古证据来确认淀粉粒通常能在考古器物内部存活，但从粉末状陶瓷基质中回收淀粉粒的可能性，为分析旧考古发掘中出土后即被清洗的陶器提供了替代途径，并为更广泛的整合生物分子与淀粉分析铺平了道路。
