原平辛章遗址人牙结石的淀粉粒分析

□任冠宇 赵杰 侯亮亮

原平辛章遗址人牙结石的淀粉粒分析

□任冠宇 赵杰 侯亮亮

新石器时代晚期古人类的食物结构，尤其是对植物性食物的利用情况，一直是考古工作者所关心的话题。原平辛章遗址位于黄土高原东北部，属于龙山时代晚期遗址。本文通过对原平辛章遗址人牙结石中淀粉粒的分析，发现了先民以粟黍为主的多样性食物结构特征；以种植为主、野外采集为辅的农业生产方式；以熟食为主、以生食为辅的食物加工方式。对于探索山西北部新时代时期先民的食物结构具有重要的意义。

辛章遗址龙山文化牙结石淀粉粒分析

从20世纪60年代开始，淀粉粒分析成为探索古人类植物性食物结构的重要手段[1]。淀粉粒分析的基本手段，就是将包括古代器物、古土壤层、古动植物等的古代遗址中，所提取的古代淀粉粒，与现代淀粉粒进行对比，确定其种属。从而进行包括古代人类食物结构分析、古代人类对食物的利用情况、古器物的使用、古代环境重建等一系列研究[2]。其前提是现代植物种属的淀粉粒形态标准的确定，其发展的推动力是古代淀粉粒埋藏学研究的深入、提取技术的完善、污染控制水平的提高[3]。

现代植物淀粉粒形态样品的搜集与统计工作，为古代淀粉粒的鉴定工作，提供了充足的样本对照资料（图一）。其中，杨晓燕对粟、黍、狗尾巴草等的淀粉粒形态分析比较，陶大卫对小麦族、豆科植物淀粉粒形态的总结，葛威对禾本科植物淀粉粒形态的统计，都是典型代表[4]。

图一 现代部分植物淀粉粒图谱

淀粉粒分析法探索古人类植物性物结构，所使用的淀粉粒可以有以下来源：使用浮选法，从遗址中获取植物遗存；从考古所获取的古代器物表面提取古代淀粉粒。前一种方法所获取的淀粉粒可能包含人类不食用的植物淀粉粒。后一种方法所获取的淀粉粒可能遗漏一部分不需要和器皿接触的食物。例如体量小的盛放类器皿中，不会放一些超过其容量的食物；研磨类器皿表面，会有果实类和根茎类食物的淀粉粒残留。而人牙结石中获取的淀粉粒，则可以避免以上缺陷[5]。

牙结石是无机盐、磷、钙盐等成分沉积形成，附着于牙齿表面的钙化或者部分钙化的物质。在其形成过程中，不断捕获人体摄取的食物颗粒，能有效存储人类的食物信息。研究表明，牙结石具有易于保存的特性，而包裹于古代牙结石中的淀粉粒，就成为了考古工作者研究古人类食物结构的重要实物证据。

辛章遗址地处山西省原平市辛章村，滹沱河东岸之台地。该遗址分布面积广，遗存比较丰富，保存状况良好，延续时间久远，从新石器时代仰韶时期一直延续到战国时期，其中，又以新石器时代的龙山时期遗存为主[6]。该遗址地处农业文明和草原文明交汇的地区，对该遗址的考古研究，有利于对中国多样性文明的形成进行探索。

为此，我们选取了原平辛章遗址出土的9具人骨，提取了其人牙结石内的淀粉粒，对其进行了形态鉴定和观察，以了解当地先民的植物性食物构成。

表1 原平辛章遗址人骨鉴定

一、材料和方法

实验样品选自原平辛章遗址，共计9具人骨，在进行牙结石的提取前，我们对这9具人骨进行了性别和年龄的鉴定（见表1）。

由于M1人骨年龄偏小，未发现牙结石，因此，在不破坏牙齿样品的前提下，我们对除M1以外的有明显牙结石的其中8具人骨，共计32颗人牙样品（每具4颗人牙），进行了淀粉粒的提取工作。在实验过程中，我们全程佩戴一次性手套鞋套，严格遵守实验注意事项，防止样品间的交叉污染和外界接触污染。

具体操作流程如下：

（1）选取人骨上有明显牙结石特征的牙齿，并对其进行编号。

（2）刮取牙结石，并将其置于离心管中。

（3）超声波震荡，清洗牙结石。

（4）使用离心机离心，待牙结石沉淀后，吸走上层清液。

（5）制片观察。

（6）对淀粉粒进行拍照，记录，分析。

在进行制片观察的过程中，我们对所观察到的淀粉粒进行了多角度拍照。分别拍摄非偏光和偏光下的淀粉粒形态照片。

在拍照的同时，我们对各个淀粉粒的特征进行了对应的观察记录。包括淀粉粒颗粒的大小、表面形态、消光特征等。

记录完成之后，我们对照现代标准淀粉粒特征。对提取出的古代淀粉粒进行了对比、鉴定、分类。

此外，为排除实验室可能受到的现代淀粉粒污染，我们在古代样品制作实验室内，放入空置载玻片两个批次，每个批次两片，将其静置一段时间，让其自热落灰，之后制片，观察。其中，第一个批次放置21小时，第二个批次放置230个小时。

二、结果

通过实验分析，32颗人牙上，观察到的淀粉粒共59颗，按其形态分析，可划为7类。

A类：有11颗，被破坏但是特征明显的有2颗。呈多边形或者圆形，脐点居中，开放，消光状态下，呈明显的十字消光特征。大部分有层纹，中部有凹陷，有Y型裂隙。此类淀粉粒，长轴位于8.30～18.51μm范围内，短轴位于7.07～16.42μm之间。就淀粉粒的形状而言，多边形乃禾本科植物（Gramineae）种子，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。为明确该类淀粉粒的种属，我们结合参考文献[1-6]，以及现代淀粉粒的形态特征，进行了比较分析。发现：水稻等植物的淀粉粒粒径均值，均小于A类淀粉粒；高粱、薏苡等植物的淀粉粒粒径均值，均大于A类淀粉粒；玉米起源于美洲，直到明朝才传入中国。而粟黍类淀粉粒表面光滑，有裂隙，呈多边形或圆形。这些特征，均于A类淀粉粒较为吻合。由此推测，此类淀粉粒可能来源于粟黍类淀粉粒（图二）。

图二 原平辛章遗址A类淀粉粒图谱

B类：有2颗。呈肾行，脐点居中。层纹隐约可见，裂隙呈放射状。长轴范围在20.45～22.51μm之间，短轴范围在13.86～19.17μm之间。基于参考文献[7]以及现代淀粉粒特征，该类淀粉粒应该来源于豆科类植物淀粉粒（图三）。

图三 原平辛章遗址B类淀粉粒图谱

C类：有2颗。呈圆形，脐点居中，层纹隐约可见。长轴范围为10.45～38.92μm，短轴范围为8.84～36.41μm。虽有明显的破坏痕迹，但这些特征与禾本科小麦族植物，如小麦（Triticum aestivum L）、大麦（Hordeum vulgare L）、青稞（Hordeum vulgare Linn.var.nudum）等淀粉粒相似。该类淀粉粒疑似来源于麦类植物淀粉粒（图四）。

图四 原平辛章遗址C类淀粉粒图谱

D类：有1颗。呈卵形，脐点偏于一端，闭合。无层纹。长轴为14.50μm，短轴为7.40μm。该淀粉粒符合现代块茎类淀粉粒特征，此淀粉粒可能来自块茎类淀粉粒。

E类：有30颗。该类淀粉粒大部呈圆形、卵形，部分脐点可见，层纹均有破坏痕迹。消光状态下，大部分十字特征不明显，即使有十字特征，亦是遭到破坏。长轴范围12.52～28.31μm，短轴范围11.81～22.65μm。仅能判断出为受到加工破坏的淀粉粒，难以做到较明确区分。

F类：有2颗。呈圆形，中部脐点呈圆点，层纹明显。消光十字特征明显。长轴范围7.00～7.50μm，短轴范围6.84～7.11μm。出自于空置样品，为现代淀粉粒污染。

G类：有9颗。无法辨别，种属不明。部分是尺寸过小，无法辨识标志性特征；部分是发育尚未完全，标准性特征尚未成熟。

其中，粟黍类较多，加工破坏的淀粉粒也较多，豆科、块茎、小麦类、现代淀粉粒污染的数目较少。

三、讨论

1.在进行古代淀粉粒提取实验时，进行空置样品实验，有利于排除现代淀粉粒的污染。为了保证实验室的整洁，我们采取了严格的实验措施。包括禁止携带食物、饮料进入实验室，实验室的遮光遮灰措施，实验器具的清洗等。但是，进行空置样品实验时，在实验室内空置10天的载玻片上，依然发现了淀粉粒。我们根据发现的该类淀粉粒的特征，确定了古代淀粉粒样品中混入的现代淀粉粒，有效地排除了现代淀粉粒的污染，保证了实验的准确性。在国内此前的古代淀粉粒观察实验中，并未进行空置样品实验。因此，空置样品实验，应作为以后古代淀粉粒提取实验中的必备内容。

表2 原平辛章遗址人牙结石中提取淀粉粒的种属、数量和大小特征

2.粟黍类植物的淀粉粒占到了辛章遗址可确定性淀粉粒的50%以上（见表2），表明在当时的先民生活中，粟黍类植物已经成为日常饮食的一个重要组成部分。根据已有的考古发现，粟黍类植物在龙山时期的中国先民食谱中，占有重要的地位[8]。辛章遗址植物淀粉粒的分析，正是这种观点的辅证。

3.在牙结石中发现的古代淀粉中，麦类、豆科、块茎类也占有一定的比重。这说明先民当时食用植物种类的多样化，当时的农业生产方式可能是以粟黍为主的旱作作物混种方式，同时，野外采集也是重要的补充方式。

4.植物淀粉粒的烹煮，会使淀粉粒发生糊化现象，其在消光状态下的反映，就是无十字消光或者少十字消光。烹煮程度不同，种属不同，糊化的程度也会不同。在我们所确认的淀粉粒中，有明显烹煮痕迹，以至于于无法判断淀粉粒种类的淀粉粒有30颗（见表2）。而牙齿对淀粉粒的直接碾磨，即生食，表现在淀粉粒的层次上，则是淀粉粒的整体性碎裂，这种淀粉粒我们只发现3颗。因此，在辛章遗址生活的龙山时代先民中，烹煮已经成为先民食物加工的主要方式。

四、结论

辛章遗址古人牙结石中，含有丰富的淀粉粒，包括了来自粟黍类以及麦类、豆科、块茎类等食物的淀粉粒。其中，大部分是粟黍类植物，可能是当时人类食物的主要来源；麦类、豆科、块茎也是当时人类食物的主要来源。反映了当时人类食谱的多样性特征。

辛章遗址古人牙结石中发现的淀粉粒，含有大量深度烹煮的淀粉粒，说明当时先民以种植为主、野外采集为辅；以熟食为主、以生食为辅的生业模式。

本文得到教育部人文社会科学研究青年基金项目（批准号：15YJC780003），山西省文物保护科学和技术研究课题（批准号：2014-ZH-19）共同资助。

[1]杨益民《古代残留物在考古中的应用》，《南方文物》2008年第2期。

[2]杨晓燕、吕厚远、夏正楷《植物淀粉粒分析在考古中的应用》，《考古与文物》2006年第3期。

[3]a.李启明、杨晓燕等《甘肃临潭陈旗磨沟遗址人牙结石中淀粉粒反映的古人类植物性食物》，中国科学杂志社，2011年，140页。b.葛威《淀粉粒分析在考古学中的应用》，中国科学技术大学博士学位论文。

[4]a.杨晓燕、刘长江等《中国北方粟、黍及其野生近缘种淀粉粒形态数据分析》，《第四纪研究》2010年30期，355-362页。b.陶大卫《淀粉粒的鉴别和分析及在考古学中的应用》，中国科学技术大学博士学位论文。c.葛威、刘莉等《几种禾本科植物淀粉粒形态比较及其考古学意义》，《第四纪研究》2010年30期，377～384页。

[5]a.杨晓燕、刘长江等《中国北方粟、黍及其野生近缘种淀粉粒形态数据分析》，《第四纪研究》2010年30期，355-362页。b.陶大卫《淀粉粒的鉴别和分析及在考古学中的应用》，中国科学技术大学博士学位论文。c.李启明、杨晓燕等《甘肃临潭陈旗磨沟遗址人牙结石中淀粉粒反映的古人类植物性食物》，中国科学杂志社，2011年，140页。

[6]a.从容《忻州游邀考古》，科学出版社，2004年3月。b.赵杰、王炜《山西原平市辛章遗址2012年发掘简报（双錾鬲）》，《考古》2014年第5期。

[7]万智巍、杨晓燕等《中国常见现代淀粉粒数据库》，《第四纪研究》2012年32期，317～372页。

[8]a.高升、孙周勇等《陕西榆林寨峁梁遗址浮选结果及分析》，《农业考古》2016年第3期。b.刘昶、方燕明《河南禹州瓦店遗址出土植物遗存分析》，《南方文物》2010年第4期。

（任冠宇，山西大学历史文化学院硕士研究生；赵杰、侯亮亮，山西大学历史文化学院副教授）