A novel analytical technique for the characterization of ancient wine biomarkers in archaeological pottery
Diese Studie stellt eine neuartige LC–MS/MS-Methode unter Verwendung spezifischer Pyranoanthocyanin-Biomarker (Vitisin A und B) vor, um fermentierte Rotweinrückstände in antiker archäologischer Keramik eindeutig zu identifizieren und zu unterscheiden und damit die Einschränkungen konventioneller Marker zu überwinden.
Originalarbeit lizenziert unter CC BY 4.0 (https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/). Dies ist eine KI-generierte Erklärung des untenstehenden Papers. Sie wurde nicht von den Autoren verfasst oder gebilligt. Für technische Genauigkeit konsultieren Sie das Originalpaper. Vollständigen Haftungsausschluss lesen
Seit Jahrtausenden lagern Menschen Wein in Tonkrügen und hinterlassen dabei schwache Spuren der Flüssigkeit, die sie einst füllte. Archäologen versuchen schon lange, diese antiken Rückstände zu identifizieren, um zu verstehen, wie frühe Gesellschaften Trauben kultivierten, Waren handelten und gemeinsam feierten. Es ist jedoch äußerst schwierig, den Beweis zu erbringen, dass eine Tonscherbe einst Wein enthielt. Die Chemikalien, die auf Fermentation hindeuten, bauen sich über Jahrhunderte oft ab, und die Moleküle, nach denen Wissenschaftler traditionell suchen, wie etwa Weinsäure, kommen in vielen Früchten und Pflanzen vor, nicht nur in Trauben. Dieser Mangel an Spezifität bedeutet, dass das Finden dieser häufigen Säuren nicht die Anwesenheit von Wein garantiert; es könnte ebenso gut ein fermentierter Fruchtsaft oder ein Harz eines Baumes sein. Um dieses Rätsel zu lösen, benötigten die Forscher einen chemischen Fingerabdruck, der nur entsteht, wenn Trauben durch den spezifischen Prozess der Fermentation zu Wein verwandelt werden – ein Marker, der den Verheerungen der Zeit trotzt und nicht mit anderen natürlichen Substanzen verwechselt werden kann.
Ein Team von Wissenschaftlern hat nun eine neue Methode entwickelt, um genau so einen Marker zu finden. Sie konzentrierten sich auf eine Gruppe komplexer Moleküle namens Pyranoanthocyane, speziell auf zwei Arten, die als Vitisin A und Vitisin B bekannt sind. Diese Verbindungen entstehen nur, wenn Hefe, der Mikroorganismus, der für die Fermentation verantwortlich ist, mit Traub pigmenten und anderen Nebenprodukten des Brauprozesses interagiert. Im Gegensatz zu den gängigen Säuren, die in vielen Früchten vorkommen, existieren diese Moleküle weder in unfermentierter Frucht noch in der Umwelt; sie werden aus dem Akt der Weinherstellung geboren. Die Forscher entwickelten ein hochempfindliches Testsystem, das in der Lage ist, diese spezifischen Moleküle selbst dann aufzuspüren, wenn sie in winzigen, degradierten Mengen in antiker Keramik vorhanden sind. Durch die Synthese reiner Versionen dieser Moleküle im Labor zur Verwendung als Referenz bauten sie einen zuverlässigen Rahmen auf, um echte Weinrückstände von anderem organischem Material zu unterscheiden.
Das Team testete seine Methode zuerst an modernen Weinen, um sicherzustellen, dass sie korrekt funktioniert. Sie analysierten sowohl rote als auch weiße Weine und fanden heraus, dass die Zielmoleküle ausschließlich in den Rotweinen auftraten, was bestätigte, dass die Methode zwischen Weintypen differenzieren kann. Sie prüften auch, ob diese Moleküle in Ton absorbiert werden können. Dazu nahmen sie modernes Keramikpulver, versetzten es mit Rotwein und führten ihren Extraktionsprozess durch. Der Test zeigte, dass die Methode mehr als 80 Prozent der Zielmoleküle aus dem Ton zurückgewinnen konnte, was bewies, dass selbst wenn der Wein in den Topf eingezogen war, das chemische Signal nachweisbar bleibt. Dieser Validierungsschritt war entscheidend, da er demonstrierte, dass die Technik mit der unordentlichen Realität archäologischer Proben umgehen kann, bei denen der Rückstand tief in der keramischen Matrix gefangen ist.
Nachdem die Methode an modernen Materialien bewiesen worden war, wandten die Forscher ihre Aufmerksamkeit auf siebzig antike Keramikproben aus verschiedenen Teilen der Welt. Dazu gehörten Tonkrüge aus der römischen Kaiserzeit aus Portugal sowie Gefäße aus der Sassanidenzeit und der frühen islamischen Periode, die in Oman entdeckt wurden. Als sie die Extrakte aus diesen antiken Scherben analysierten, fanden sie klare Beweise für Vitisin A in mehreren Proben. In einem Krug aus Oman detektierten sie sogar Vitisin B neben dem primären Marker. Das Vorhandensein dieser spezifischen, aus der Fermentation stammenden Pigmente lieferte einen starken, eindeutigen Beweis dafür, dass diese Gefäße einst fermentierten Rotwein aus Trauben enthielten. Die Ergebnisse waren keine bloße Vermutung; die chemischen Signale stimmten in sowohl zeitlicher als auch struktureller Hinsicht perfekt mit den synthetischen Standards überein, was die Möglichkeit ausschloss, dass die Funde durch Kontamination oder das Vorhandensein anderer Fruchtprodukte verursacht wurden.
Diese Entdeckung stellt einen bedeutenden Fortschritt in der Erforschung antiker Lebensmittel und Getränke dar. Indem sie über allgemeine Marker hinausgeht, die vielen Quellen gehören könnten, ermöglicht dieser neue Ansatz Wissenschaftlern, die Anwesenheit von Traubenfermentation mit einem hohen Maß an Zuversicht zu bestätigen. Die Fähigkeit, zwischen Rotwein- und Weißweinrückständen zu unterscheiden, eröffnet zudem neue Wege zum Verständnis antiker Handels- und Konsumgewohnheiten, was darauf hindeutet, dass Menschen in der Vergangenheit möglicherweise ausgeprägte Vorlieben oder Verwendungszwecke für verschiedene Arten von Wein hatten. Während die Studie bestätigt, dass diese spezifischen Moleküle über Jahrtausende in Keramik überdauern können, merken die Forscher an, dass weitere Arbeiten nötig sind, um genau zu verstehen, wie diese Verbindungen unter Bestattungsbedingungen degradieren. Dennoch bietet die erfolgreiche Identifizierung von Vitisin A und B in römischen und sassanidischen Krügen ein leistungsfähiges neues Werkzeug für die Archäologie, das vage chemische Hinweise in definitiven Beweis für antike Weinherstellung verwandelt.
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