《Journal of Archaeological Science》:Below the glaze: Absorbed organic residue analysis of 18th- and 19th-century glazed refined earthenware
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•对115个上过釉的精制陶器样本中的残留物进行了GC-MS分析。•54%的样本中检测到较高浓度的脂类(超过5?μg?g?1)。•检测到的脂类包含多种不同的脂肪酸和脂肪醇。•不同类型和数量的脂类表明不同遗址的饮食结构存在差异。•文中提出了相关建议,为今后对精制陶器上的残留物进行分析
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对115个上过釉的精制陶器样本中的残留物进行了GC-MS分析。
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54%的样本中检测到较高浓度的脂类(超过5?μg?g?1)。
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检测到的脂类包含多种不同的脂肪酸和脂肪醇。
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不同类型和数量的脂类表明不同遗址的饮食结构存在差异。
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文中提出了相关建议,为今后对精制陶器上的残留物进行分析提供指导。
引言
数十年来,考古学家一直通过分析从陶瓷浆料中提取的有机化合物来研究古代的饮食结构(例如,Evershed,1993;Reber,2022;Roffet-Salque等人,2017)。不过,这类研究大多针对未上釉的陶瓷,因为其表面的残留物更容易渗入陶瓷浆料中。上釉则是为陶瓷表面覆盖一层玻璃质涂层,能在多孔的陶瓷材质与容器内的物质之间形成防水屏障。长期以来,考古学家认为无法对上釉的陶瓷进行残留物分析(参见Pecci等人,2016,第879–880页),而有关上釉陶瓷的研究也多集中在表面残留物或釉层裂缝中的化合物上(例如,Dixon,2006;Leung等人,2022;Li等人,2022;Poulain等人,2016)。
然而,Alessandra Pecci等人(2012、2015、2016年)以及Emma Maltin等人(2025年)的研究表明,有机残留物确实可以渗入上釉的陶瓷中,且从上釉和未上釉的陶瓷中都能检测到相似浓度的脂类。尽管这些发现很有价值,但还需要在两个方面开展进一步研究,以更好地评估对上釉陶瓷进行有机残留物分析的可行性。首先,Pecci和Maltin的研究主要聚焦于用于烹饪和储存的陶瓷器皿。烹饪产生的热量会破坏釉层,提升陶瓷浆料吸收有机化合物的能力(Correa-Ascencio和Evershed,2014,第1331页),这可能使得上釉的烹饪用器皿更具渗透性。而将物品储存在陶瓷器皿中则会给残留物更多时间渗透过釉层。这些因素共同作用,可能使得实用型器皿比那些在18世纪中叶至20世纪的陶瓷文物中较为常见的上釉茶具和餐具更容易吸附有机残留物。值得关注的是,Lisa Briggs等人(2023年)从10件被初步认定为盘子或浅碗的上釉器皿中检测到了有机残留物,浓度高达259?μg?g?1。不过,还需要通过对器皿形态进行更准确的判断,才能确认确实可以从上釉的餐具中提取出历史时期的脂类。
第二个需要探讨的问题是Pecci、Maltin和Briggs所研究的陶瓷类型,他们研究的都是粗制/半精制陶器。而18世纪末至20世纪期间,英语国家及其贸易伙伴的陶瓷收藏中,精制陶器的比例却越来越高(例如,Brooks,2002;Brooks和Rodríguez,2012;Miller,1984;Mullins等人,2013)。这类陶瓷的孔隙率更低(见第2.1节),这可能限制了它们吸收残留物的能力(见Drieu等人,2019)。Matthew Greer(2024年)使用傅里叶变换红外光谱技术,检测了部分精制陶制茶具和餐具中的残留物。虽然这一方法很有前景,但其精度不如气相色谱-质谱法,因此还需要进一步的研究来巩固这些成果。
为弥补上述研究空白,我们分析了来自美国弗吉尼亚州弗雷德里克县的111件18世纪晚期至19世纪中期的精制陶制茶具和餐具的115块碎片,通过GC-MS技术判断是否可以从这些陶瓷中提取非现代来源的有机残留物并对其特征进行鉴定。研究结果表明,虽然大部分样本的脂类浓度较低(每克陶瓷中低于100?μg脂类),但有54%的样本中存在一定量的有机残留物。这些脂类包含的化合物种类比通常在残留物分析中发现的更为丰富,其中包括不饱和脂肪酸、不饱和脂肪醇以及胆固醇。通过比较不同类型器皿中的脂类浓度及所含化合物类别,可以为之前关于非洲奴隶如何使用茶杯和茶碟的研究(Greer,2024年)提供补充,同时也能验证一些关于白人家庭使用不同类型茶具和餐具所提供食物/饮品的现有推测。由此可见,对精制陶器进行GC-MS分析有望帮助解答诸多关于历史饮食结构的问题。
章节要点
材料
陶瓷是考古学家最常发现的器物类型,可分为粗制/半精制陶器和精制陶器两类。粗制/半精制陶器是最为常见的类型,通常通过绕制、压模或拉坯成型,然后在400-1200℃的温度下烧制。而精制陶器(也称为白胎陶器)则是大规模生产的陶瓷,其特点是具有细腻、致密、略带白色的浆料,经过特定工艺成型
脂类提取率
在115个样本中,有38个样本的脂类浓度低于5?μg?g?1?1的样本中,15个样本主要含有与现代污染物相关的化合物(多为增塑剂),而62个样本的脂类成分则可能具有历史意义。总体而言,有54%的样本中含有较高浓度的潜在历史性脂类。这一
脂类提取率
埋藏后的各种过程、发掘方式、器物处理方法以及保存措施都可能影响残留物分析的结果。在涉及多个遗址样本的研究项目中,尤其需要考虑这些因素。所有8个遗址彼此间距都在10公里以内,年代也大致相同,因此这些陶瓷在埋藏后的环境条件应该类似。不过,这些遗址是由不同的团队在不同时间进行发掘的
结论
我们的研究表明,只要陶瓷浆料因使用而出现磨损,就可以对精制陶制茶具和餐具中的脂类残留物进行有效的分析。因此,我们的研究为利用残留物分析方法研究18世纪至19世纪的饮食结构打开了新的方向。我们希望其他人能够在此基础上继续深入研究。为此,我们提出了五项建议,旨在为未来对精制陶器进行GC-MS分析提供帮助
资金支持
本研究得到了美国国家科学基金会的资助[项目编号:2204085]。
作者贡献说明
Matthew C. Greer:概念设计、数据整理、正式分析、资金申请、研究实施、方法设计、项目管理、资源协调、监督指导、结果可视化、初稿撰写及修改润色。Lucy J.E. Cramp:数据整理、方法设计、资源协调、监督指导、修改润色。Rob Mason:研究实施、监督指导、修改润色。Cavit Schempp:正式分析、研究实施、修改润色。M. Aswad Ali:
利益冲突声明
Matthew C. Greer:本人不存在可能影响研究结果的其他个人或组织间的财务或私人关系,无需声明。
Lucy J.E. Cramp:本人不存在可能影响研究结果的其他个人或组织间的财务或私人关系,无需声明。
Rob Mason:本人不存在可能影响研究结果的其他个人或组织间的财务或私人关系,无需声明
致谢
我们要感谢Nick Fitzpatrick、Brandi MacDonald、Erica Moses以及Elena Sandoval在研究过程中给予的诸多帮助。本研究中出现的任何错误均由我们自行承担。
Matthew C. Greer|Lucy J.E. Cramp|Rob Mason|Cavit Schempp|M. Aswad Ali