Studiare le diete antiche tramite le croste alimentari

La Proteomica è un metodo usato per studiare le proteine e può aiutare a identificare il cibo in resti antichi trovati nei siti archeologici. Questo è particolarmente utile per campioni ben conservati provenienti da ambienti ghiacciati, essiccati o sommersi. Le proteine contengono informazioni specifiche che possono indicare i tipi di cibo consumati e come venivano preparati i pasti. Tuttavia, trovare questi resti ben conservati è raro, rendendo difficile condurre studi estesi o confrontare diverse regioni.

Anche se analizzare le proteine nel tartaro dentale umano può fornire informazioni sulle diete, non sempre rivela come veniva cucinato il cibo o il suo legame con pratiche culturali. Le Ceramiche usate per cucinare e servire il cibo sono un'opzione migliore per l'analisi proteomica. Purtroppo, estrarre proteine dalle ceramiche è difficile a causa del loro forte legame con il materiale ceramico o della degradazione durante la sepoltura. È stato scoperto che le proteine si attaccano saldamente alle superfici ceramiche, il che aiuta a preservarle ma rende difficile l'estrazione senza usare sostanze chimiche aggressive. Alcuni studi suggeriscono che il contenuto proteico diminuisce rapidamente dopo la sepoltura, ma non sempre misurano i livelli di proteine prima che i campioni vengano sepolti.

#Analisi Biomolecolari dei Resto di Cibo

Date le difficoltà nell'estrarre proteine direttamente dalle ceramiche, i resti di cibo offrono un'alternativa promettente. I resti di cibo sono residui bruciati o carbonizzati che si attaccano alle superfici dei contenitori di cottura. La presenza di questi resti varia notevolmente, ma si trovano spesso in grande quantità in siti antichi nel nord Europa e in Eurasia, in particolare nei periodi mesolitico e neolitico.

L’analisi dei Lipidi (grassi) dei resti di cibo ha molto migliorato la nostra comprensione delle diete antiche e dell'uso delle risorse marine. Questo metodo è stato applicato a vari siti archeologici in Europa, Asia e Americhe. I ricercatori hanno anche usato l'analisi dei lipidi per selezionare campioni che non contengono risorse acquatiche per la datazione al carbonio.

I resti di cibo sono generalmente considerati come formati dalla cottura del cibo, ma possono anche derivare dalla combustione di combustibile o dalla creazione di sigillanti, adesivi o idratanti. Potrebbe esserci una connessione tra la formazione dei resti di cibo e il trattamento delle risorse acquatiche, o certi grassi potrebbero preservarsi meglio nei resti di cibo rispetto alle ceramiche.

Recentemente, l'analisi proteomica è stata applicata ai resti di cibo archeologici, mostrando l'efficacia di questa tecnica ma anche sollevando domande sulla sopravvivenza delle proteine. Studi iniziali suggeriscono un legame tra i resti di cibo e il trattamento delle risorse acquatiche. Per esempio, alcune proteine di pesce sono state trovate nei resti di cibo provenienti da siti archeologici specifici.

#Potenziali Bias di Conservazione

Una delle principali domande in questo campo di ricerca è quanto bene le proteine trovate nelle ceramiche e nei residui di cibo riflettano il cibo originale lavorato in quei recipienti. La cottura può cambiare le proteine, ma non è chiaro come questi cambiamenti influenzino la rilevazione delle proteine nei campioni ceramici e nei resti di cibo. Al contrario, molti studi si sono concentrati su come i lipidi provenienti da diversi ingredienti rispondono alle pratiche di cottura e deposito.

In questo studio, vogliamo analizzare gli effetti della cottura, della cattura nei resti di cibo e nelle ceramiche, e della sepoltura sulle proteine di tre cibi antichi comuni: cervo rosso, salmone atlantico e castagna dolce. Valuteremo quali proteine sopravvivono attraverso la cottura e la sepoltura, raccogliendo dati su varie caratteristiche delle proteine per capire meglio la loro sopravvivenza. Questo approccio è essenziale per interpretare accuratamente le pratiche dietetiche antiche basate sui ritrovamenti archeologici.

#Materiali e Metodi

#Creazione dei Campioni

I campioni sperimentali usati includevano carne di cervo, carne di salmone e farina di castagna. Ogni tipo è stato cucinato in recipienti ceramici replica per creare i resti di cibo, e poi metà di ciascun campione è stata sepolta. I campioni sono stati inizialmente creati per uno studio diverso che esplorava l'analisi dei lipidi. Dopo l'estrazione dei lipidi, i campioni sono stati conservati a bassa temperatura fino a quando è stata condotta l'analisi delle proteine.

#Estrazione delle Proteine

L'estrazione delle proteine ha seguito un protocollo standard adattato per campioni antichi. Questo metodo è regolarmente usato per studi archeologici e aiuta a garantire che le proteine possano essere efficacemente estratte per l'analisi.

#Analisi LC-MS/MS

I campioni sono stati esaminati usando attrezzature avanzate di spettrometria di massa presso un centro di ricerca specializzato. Sono stati eseguiti controlli tra le iniezioni dei campioni per ridurre al minimo qualsiasi contaminazione.

#Analisi dei Dati

I dati ottenuti dall'analisi sono stati elaborati per identificare le proteine sulla base di criteri specifici. La ricerca è stata condotta su database contenenti informazioni proteiche per cervo rosso, salmone e castagna. Questo ha aiutato a garantire che i risultati fossero accurati e pertinenti.

#Risultati e Discussione

#Impatto della Cottura e della Sepoltura sulla Rilevazione di Proteine e Peptidi

La prima scoperta è che i resti di cibo trattengono le proteine preservate meglio delle ceramiche. In generale, il numero di peptidi e proteine provenienti da cibo cotto era alto nei campioni iniziali ma diminuiva nei resti di cibo e diminuiva ulteriormente quando sepolti. Al contrario, le conte proteiche nei campioni ceramici sono rimaste basse durante tutto il processo. Questo suggerisce che i resti di cibo, creati durante la cottura, offrono una migliore possibilità di rilevare piccole quantità di proteine nei campioni archeologici.

#Perché Così Poche Proteine Vengono Rilevate Nelle Ceramiche?

L'analisi ha mostrato che i campioni ceramici cotti e i loro omologhi sepolti erano simili, indicando che le proteine erano probabilmente troppo legate al materiale ceramico per essere estratte efficacemente. Questo significa che anche prima della sepoltura, l'identificazione delle proteine nei campioni ceramici era già piuttosto bassa.

La ricerca pubblicata si allinea con queste scoperte, dimostrando che l'estrazione riuscita delle proteine dalle ceramiche senza incrostazioni è rara. Ulteriori lavori devono concentrarsi sulla ricerca di metodi migliori per estrarre proteine dalle ceramiche.

#Quali Proteine Sopravvivono alla Cottura e alla Sepoltura?

Lo studio mirava a identificare quali proteine rimangono attraverso la cottura e la sepoltura. Sono state riportate le proteine più comuni rilevate nei resti di cibo dopo la cottura e la sepoltura. È stato notato che alcune proteine identificate nelle ceramiche tendevano a essere contaminanti, mentre quelle dei resti di cibo corrispondevano meglio con gli input di cibo originali.

#Tutte le Proteine Hanno la Stessa Possibilità di Sopravvivenza?

L'indagine cercava di determinare se proteine specifiche abbiano maggiori probabilità di sopravvivere ai processi di cottura e sepoltura. L'analisi della clusterizzazione ha rivelato tassi di conservazione variabili tra le proteine, indicando che non tutte le proteine si comportano allo stesso modo durante la cottura e la sepoltura. Alcune proteine sono state trovate in maggiori quantità nei campioni cotti rispetto agli ingredienti freschi, il che potrebbe suggerire cambiamenti durante il processo di cottura che migliorano l'estrazione.

Nei resti di cibo sepolti, alcune proteine sono sopravvissute meglio di altre, indicando una conservazione differenziale. In generale, il tasso di sopravvivenza delle proteine è variabile.

#I Risultati dei Resti di Cibo Sepolti Riflettono l'Input Iniziale degli Ingredienti?

L'analisi ha rivelato che i resti di cibo sepolti riflettono ancora in parte la composizione degli ingredienti originali, anche se con una certa riduzione nel numero di proteine rilevate. Sebbene il contenuto proteico di alcuni ingredienti fosse inferiore nei campioni sepolti, i resti di cibo sepolti tendono a fornire prove proteomiche che rimandano a specie specifiche.

È interessante notare che lo studio ha evidenziato come le proteine di pesce e cervo si siano preservate bene nei resti di cibo, mentre le proteine vegetali erano più difficili da rilevare. Si è osservato che le proteine di varie piante erano rappresentate meno frequentemente, il che solleva preoccupazioni sulla visibilità di alcuni ingredienti nei ritrovamenti archeologici.

#Perché Alcune Proteine Sopravvivono alla Cottura e alla Sepoltura?

Lo studio ha esplorato le ragioni dietro la sopravvivenza di specifiche proteine durante la cottura e la sepoltura. È stato scoperto che nessuna singola proprietà poteva spiegare la conservazione delle proteine, e vari fattori influenzano come si comportano le proteine durante questi processi.

Alcune proteine hanno mostrato tendenze interessanti, come quelle con livelli più alti di idrofobicità o altre caratteristiche specifiche più propense a persistere. Questo indica che le proprietà delle proteine possono giocare un ruolo significativo nella loro sopravvivenza durante la cottura e la sepoltura, ma la complessità rende difficile trarre conclusioni generali.

#Direzioni Future

Questo studio mira a impostare aspettative per la sopravvivenza delle proteine nei resti di cibo e ceramiche trovati nei siti archeologici. Anche se i risultati dai resti di cibo sepolti hanno fornito preziose intuizioni, sono stati sepolti solo per pochi mesi in un ambiente temperato. Campioni più vecchi o quelli in climi più caldi potrebbero fornire risultati diversi.

Il tipo di ingrediente utilizzato sembra influenzare notevolmente quanto bene le proteine sopravvivano. Questo ha implicazioni significative per l'interpretazione dei ritrovamenti archeologici, in particolare riguardo le piante. È necessaria ulteriore ricerca per esplorare come le combinazioni di ingredienti e le interazioni influenzino la conservazione delle proteine.

Inoltre, continuare a migliorare i metodi di estrazione delle proteine dalle ceramiche è cruciale per migliorare il recupero delle proteine. Questo studio sottolinea l'importanza degli approcci sperimentali per comprendere il massimo potenziale per estrarre proteine dai campioni antichi.

I risultati indicano che i resti di cibo offrono una fonte più valida per identificare le proteine delle diete antiche rispetto alle ceramiche. Tuttavia, è chiaro che certe proteine e ingredienti hanno maggiori probabilità di essere preservati rispetto ad altri, portando a potenziali bias nell'interpretazione archeologica. Comprendere quali ingredienti siano più visibili nel record archeologico continuerà a essere una priorità per future indagini.