原平辛章遺址人牙結石的淀粉粒分析

□任冠宇 趙杰 侯亮亮

原平辛章遺址人牙結石的淀粉粒分析

□任冠宇 趙杰 侯亮亮

新石器時代晚期古人類的食物結構，尤其是對植物性食物的利用情況，一直是考古工作者所關心的話題。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石中淀粉粒的分析，發現了先民以粟黍為主的多樣性食物結構特征；以種植為主、野外采集為輔的農業生產方式；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構具有重要的意義。

辛章遺址龍山文化牙結石淀粉粒分析

從20世紀60年代開始，淀粉粒分析成為探索古人類植物性食物結構的重要手段[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，與現代淀粉粒進行對比，確定其種屬。從而進行包括古代人類食物結構分析、古代人類對食物的利用情況、古器物的使用、古代環境重建等一系列研究[2]。其前提是現代植物種屬的淀粉粒形態標準的確定，其發展的推動力是古代淀粉粒埋藏學研究的深入、提取技術的完善、污染控制水平的提高[3]。

現代植物淀粉粒形態樣品的搜集與統計工作，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分析比較，陶大衛對小麥族、豆科植物淀粉粒形態的總結，葛威對禾本科植物淀粉粒形態的統計，都是典型代表[4]。

圖一 現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構，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?。后一種方法所獲取的淀粉粒可能遺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，會有果實類和根莖類食物的淀粉粒殘留。而人牙結石中獲取的淀粉粒，則可以避免以上缺陷[5]。

牙結石是無機鹽、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。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，牙結石具有易于保存的特性，而包裹于古代牙結石中的淀粉粒，就成為了考古工作者研究古人類食物結構的重要實物證據。

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

為此，我們選取了原平辛章遺址出土的9具人骨，提取了其人牙結石內的淀粉粒，對其進行了形態鑒定和觀察，以了解當地先民的植物性食物構成。

表1 原平辛章遺址人骨鑒定

一、材料和方法

實驗樣品選自原平辛章遺址，共計9具人骨，在進行牙結石的提取前，我們對這9具人骨進行了性別和年齡的鑒定（見表1）。

由于M1人骨年齡偏小，未發現牙結石，因此，在不破壞牙齒樣品的前提下，我們對除M1以外的有明顯牙結石的其中8具人骨，共計32顆人牙樣品（每具4顆人牙），進行了淀粉粒的提取工作。在實驗過程中，我們全程佩戴一次性手套鞋套，嚴格遵守實驗注意事項，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石特征的牙齒，并對其進行編號。

（2）刮取牙結石，并將其置于離心管中。

（3）超聲波震蕩，清洗牙結石。

（4）使用離心機離心，待牙結石沉淀后，吸走上層清液。

（5）制片觀察。

（6）對淀粉粒進行拍照，記錄，分析。

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

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

記錄完成之后，我們對照現代標準淀粉粒特征。對提取出的古代淀粉粒進行了對比、鑒定、分類。

此外，為排除實驗室可能受到的現代淀粉粒污染，我們在古代樣品制作實驗室內，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、結果

通過實驗分析，32顆人牙上，觀察到的淀粉粒共59顆，按其形態分析，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，臍點居中，開放，消光狀態下，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，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，我們結合參考文獻[1-6]，以及現代淀粉粒的形態特征，進行了比較分析。發現：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[7]以及現代淀粉粒特征，該類淀粉粒應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。該淀粉粒符合現代塊莖類淀粉粒特征，此淀粉粒可能來自塊莖類淀粉粒。

E類：有30顆。該類淀粉粒大部呈圓形、卵形，部分臍點可見，層紋均有破壞痕跡。消光狀態下，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，難以做到較明確區分。

F類：有2顆。呈圓形，中部臍點呈圓點，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，無法辨識標志性特征；部分是發育尚未完全，標準性特征尚未成熟。

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、現代淀粉粒污染的數目較少。

三、討論

1.在進行古代淀粉粒提取實驗時，進行空置樣品實驗，有利于排除現代淀粉粒的污染。為了保證實驗室的整潔，我們采取了嚴格的實驗措施。包括禁止攜帶食物、飲料進入實驗室，實驗室的遮光遮灰措施，實驗器具的清洗等。但是，進行空置樣品實驗時，在實驗室內空置10天的載玻片上，依然發現了淀粉粒。我們根據發現的該類淀粉粒的特征，確定了古代淀粉粒樣品中混入的現代淀粉粒，有效地排除了現代淀粉粒的污染，保證了實驗的準確性。在國內此前的古代淀粉粒觀察實驗中，并未進行空置樣品實驗。因此，空置樣品實驗，應作為以后古代淀粉粒提取實驗中的必備內容。

表2 原平辛章遺址人牙結石中提取淀粉粒的種屬、數量和大小特征

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），表明在當時的先民生活中，粟黍類植物已經成為日常飲食的一個重要組成部分。根據已有的考古發現，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，正是這種觀點的輔證。

3.在牙結石中發現的古代淀粉中，麥類、豆科、塊莖類也占有一定的比重。這說明先民當時食用植物種類的多樣化，當時的農業生產方式可能是以粟黍為主的旱作作物混種方式，同時，野外采集也是重要的補充方式。

4.植物淀粉粒的烹煮，會使淀粉粒發生糊化現象，其在消光狀態下的反映，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現3顆。因此，在辛章遺址生活的龍山時代先民中，烹煮已經成為先民食物加工的主要方式。

四、結論

辛章遺址古人牙結石中，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，可能是當時人類食物的主要來源；麥類、豆科、塊莖也是當時人類食物的主要來源。反映了當時人類食譜的多樣性特征。

辛章遺址古人牙結石中發現的淀粉粒，含有大量深度烹煮的淀粉粒，說明當時先民以種植為主、野外采集為輔；以熟食為主、以生食為輔的生業模式。

本文得到教育部人文社會科學研究青年基金項目（批準號：15YJC780003），山西省文物保護科學和技術研究課題（批準號：2014-ZH-19）共同資助。

[1]楊益民《古代殘留物在考古中的應用》，《南方文物》2008年第2期。

[2]楊曉燕、呂厚遠、夏正楷《植物淀粉粒分析在考古中的應用》，《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石中淀粉粒反映的古人類植物性食物》，中國科學雜志社，2011年，140頁。b.葛威《淀粉粒分析在考古學中的應用》，中國科學技術大學博士學位論文。

[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數據分析》，《第四紀研究》2010年30期，355-362頁。b.陶大衛《淀粉粒的鑒別和分析及在考古學中的應用》，中國科學技術大學博士學位論文。c.葛威、劉莉等《幾種禾本科植物淀粉粒形態比較及其考古學意義》，《第四紀研究》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數據分析》，《第四紀研究》2010年30期，355-362頁。b.陶大衛《淀粉粒的鑒別和分析及在考古學中的應用》，中國科學技術大學博士學位論文。c.李啟明、楊曉燕等《甘肅臨潭陳旗磨溝遺址人牙結石中淀粉粒反映的古人類植物性食物》，中國科學雜志社，2011年，140頁。

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

[7]萬智巍、楊曉燕等《中國常見現代淀粉粒數據庫》，《第四紀研究》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果及分析》，《農業考古》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，山西大學歷史文化學院碩士研究生；趙杰、侯亮亮，山西大學歷史文化學院副教授）