A novel analytical technique for the characterization of ancient wine biomarkers in archaeological pottery
本研究は、従来のマーカーの限界を克服し、古代の考古学的陶器における発酵赤ワインの残留物を一義的に特定および識別するために、特定のピラノアントシアニン・バイオマーカー（ヴィティシンAおよびB）を利用した新規なLC-MS/MS法を導入するものである。
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何千年もの間、人々は粘土の瓶にワインを貯蔵してきましたが、そこにはかつてその容器を満たしていた液体の微かな痕跡が残されています。考古学者は、初期の社会がいかにしてブドウを栽培し、商品を取引し、共に祝宴を開いていたかを理解するために、これら古代の残留物を特定しようと長年試みてきました。しかし、陶器の破片がかつてワインを含んでいたことを証明するのは、極めて困難なことです。発酵を示す化学物質は、数世紀を経て分解してしまうことが多く、また、科学者が伝統的に探してきた酒石酸のような分子は、ブドウだけでなく多くの果実や植物にも含まれています。このような特異性の欠如は、これらの一般的な酸が見つかったとしても、それがワインの存在を保証するものではないことを意味します。それは、単なる発酵した果汁や樹木の樹脂である可能性も十分にあります。この謎を解くために、研究者たちは、ブドウが発酵という特定のプロセスを経てワインへと変化したときにのみ現れる「化学的な指紋」、すなわち、時の経過による破壊を免れ、他の天然物質と混同されることのないマーカーを必要としていました。
科学者のチームは、まさにそのようなマーカーを見つけ出すための新しい手法を開発しました。彼らは、ピラノアントシアニンと呼ばれる複雑な分子のグループ、特にヴィティシンAとヴィティシンBとして知られる2種類の分子に焦点を当てました。これらの化合物は、発醸（醸造）のプロセスにおけるブドウの色素やその他の副産物と、発酵の責任を担う微生物である酵母が相互作用したときにのみ生成されます。多くの果実に共通して見られる一般的な酸とは異なり、これらの分子は未発酵の果実や環境中には存在せず、ワイン造りという行為から生まれるものです。研究者たちは、古代の陶器の中に存在する、たとえ極めて微量で劣化した状態であっても、これらの特定の分子を検知できる非常に高感度な試験システムを作り上げました。ラボ内でこれらの分子の純粋なバージョンを合成して参照用としたことで、彼らは真のワインの残留物を他の有機物から区別するための信頼できる枠組みを構築したのです。
チームはまず、手法が正しく機能することを確認するために、現代のワインを用いてテストを行いました。赤ワインと白ワインの両方を分析したところ、標的となる分子は赤ワインにのみ出現し、この手法がワインの種類を判別できることが確認されました。また、これらの分子が粘土に吸収されても生存できるかどうかについても検証を行いました。彼らは現代のセラミック粉末を用意し、そこに赤ワインを添加した後、抽出プロセスを実行しました。その結果、この手法によってターゲットとなる分子の80パーセント以上を粘土から回収できることが示され、たとえワインが壺の中に染み込んでいたとしても、化学的なシグネチャーは検出可能な状態で残ることを証明しました。この検証ステップは極めて重要でした。なぜなら、残留物がセラミックの構造の奥深くに閉じ込められているという、考古学的なサンプルが直面する複雑な現実に対処できることを示したからです。
現代の材料で手法が証明されると、研究者たちは世界各地から集められた70点の古代セラミック試料へと関心を移しました。これには、ポルトガルで発見されたローマ帝国時代の瓶や、オマーンで発見されたササン朝および初期イスラム期の容器が含まれます。これらの古代の破片からの抽出物を分析したところ、いくつかのサンプルからヴィティシンAの明確な証拠が見つかりました。オマーンのある瓶からは、主要なマーカーとともにヴィティシンBさえも検出されました。これらの特定の発酵由来の色素の存在は、これらの容器がかつて発酵した赤ブドウワインを収めていたという、明確で疑いようのない証拠を提供しました。これらの結果は単なる推測ではなく、化学的シグナルがタイミングと構造の両面において合成標準と完全に一致しており、汚染や他の果実製品の存在によるものである可能性を排除していました。
この発見は、古代の食物や飲料の研究における大きな飛躍をもたらします。多くの供給源に属しうる一般的なマーカーを超えて、この新しいアプローチにより、科学者は高い信頼度を持ってブドウの発酵の存在を確認できるようになります。赤ワインと白ワインの残留物を区別できる能力は、古代の交易や消費習慣を理解するための新たな扉を開き、過去の人々が異なるタイプのワインに対して明確な好みや用途を持っていた可能性を示唆しています。本研究は、これらの特定の分子が陶器の中で数千年間にわたって生存できることを裏付けていますが、研究者たちは、埋没条件においてこれらの化合物が正確にどのように劣化するかを理解するためには、さらなる研究が必要であると指摘しています。それにもかかわらず、ローマやササン朝の瓶からヴィティシンAおよびBの特定に成功したことは、考古学者にとって強力な新しいツールとなり、漠然とした化学的なヒントを、古代のワイン造りの決定的な証拠へと変えるものなのです。
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