A novel analytical technique for the characterization of ancient wine biomarkers in archaeological pottery
본 연구는 기존 표지의 한계를 극복하여 고대 고고학적 도기 내의 발효된 레드 와인 잔류물을 명확하게 식별하고 구별하기 위해 특정 피라노안토시아닌 바이오마커(비티신 A 및 B)를 활용하는 새로운 LC-MS/MS 방법을 소개한다.
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수천 년 동안 사람들은 점토 항아리에 와인을 저장해 왔으며, 그 과정에서 한때 그 안에 담겼던 액체의 희미한 흔적을 남겼습니다. 고고학자들은 초기 사회가 어떻게 포도를 재배하고, 물건을 거래하며, 함께 축제를 즐겼는지 이해하기 위해 이러한 고대의 잔류물을 식별하고자 오랫동안 노력해 왔습니다. 그러나 도자기 파편이 한때 와인을 담고 있었다는 것을 증명하는 것은 매우 어려운 일입니다. 발효를 알리는 화학 물질들은 수 세기에 걸쳐 분해되는 경우가 많으며, 과학자들이 전통적으로 찾아왔던 타르타르산과 같은 분자들은 포도뿐만 아니라 많은 과일과 식물에서도 발견됩니다. 이러한 특이성의 부족은 흔히 발견되는 이러한 산들이 반드시 와인의 존재를 보장하지 않는다는 것을 의미합니다. 그것은 발효된 과일 주스나 나무의 수지일 수도 있습니다. 이 수수께끼를 풀기 위해 연구자들은 포도가 발효라는 특정 과정을 통해 와인으로 변할 때만 나타나는 화학적 지문, 즉 시간이 흐름에 따라 발생하는 훼손을 견뎌내며 다른 천연 물질과 혼동될 수 없는 표식이 필요했습니다.
과학자 팀은 이제 정확히 그러한 표식을 찾을 수 있는 새로운 방법을 개발했습니다. 그들은 비티신 A와 비티신 B로 알려진 두 종류의 화합물을 포함한 피라노안토시아닌(pyranoanthocyanins)이라 불리는 복잡한 분자 그룹에 주목했습니다. 이 화합물들은 효모(발효를 담당하는 미생물)가 포도의 색소 및 양조 과정의 다른 부산물들과 상호작용할 때만 생성됩니다. 여러 과일에서 발견되는 일반적인 산들과 달리, 이 분자들은 발효되지 않은 과일이나 환경에는 존재하지 않으며, 와인을 만드는 행위로부터 탄생합니다. 연구진은 고대 도자기 내부에서 아주 적고 퇴화된 양으로 존재하더라도 이 특정 분자들을 포착할 수 있는 매우 민감한 테스트 시스템을 구축했습니다. 실험실에서 이 분자들의 순수 버전을 합성하여 참조용으로 사용함으로써, 그들은 진짜 와인 잔류물을 다른 유기물과 구별할 수 있는 신뢰할 수 있는 틀을 만들었습니다.
연구팀은 먼저 이 방법이 제대로 작동하는지 확인하기 위해 현대의 와인들을 대상으로 테스트를 진행했습니다. 그들은 레드 와인과 화이트 와인을 모두 분석하여, 대상 분자들이 레드 와인에서만 독점적으로 나타난다는 것을 발견했으며, 이를 통해 이 방법이 와인의 종류를 구별할 수 있음을 확인했습니다. 또한, 이 분자들이 점토에 흡수되어 생존할 수 있는지 확인했습니다. 그들은 현대의 세라믹 가루에 레드 와인을 첨가한 뒤 추출 과정을 거쳤습니다. 테스트 결과, 이 방법은 점토로부터 대상 분자의 80% 이상을 회수할 수 있는 것으로 나타났으며, 이는 설령 와인이 항아리에 스며들었더라도 화학적 신호가 여전히 검출 가능한 상태로 남아 있음을 입증했습니다. 이 검증 단계는 매우 중요했는데, 왜냐하면 이 기술이 잔류물이 세라믹 구조 깊숙이 갇혀 있는 고고학적 샘플의 복잡한 현실을 다룰 수 있음을 보여주었기 때문입니다.
현대 재료를 통해 방법론을 입증한 연구진은 세계 각지에서 온 70개의 고대 세라믹 샘플로 관심을 돌렸습니다. 여기에는 포르투갈에서 발견된 로마 제국 시대의 항아리와 오만에서 발견된 사사니드 및 초기 이슬람 시대의 용기들이 포함되었습니다. 이 고대 파편의 추출물을 분석했을 때, 그들은 여러 샘ness에서 비티신 A의 명확한 증거를 발견했습니다. 오만의 한 항아리에서는 주요 표식과 함께 비티신 B까지 검출되었습니다. 이러한 특정 발효 유래 색소의 존재는 이 용기들이 한때 발효된 레드 포도 와인을 담고 있었다는 강력하고 명확한 증거를 제공했습니다. 결과는 추측이 아니었습니다. 화학적 신호는 합성 표준물질과 시기와 구조 면에서 완벽하게 일치했으며, 이는 발견된 결과가 오염이나 다른 과일 제품에 의한 것일 가능성을 배제했습니다.
이 발견은 고대 음식과 음료 연구에 있어 중대한 도약을 의미합니다. 다양한 출처를 가질 수 있는 일반적인 표식을 넘어, 이 새로운 접근 방식은 과학자들이 높은 신뢰도로 포도 발효의 존재를 확인할 수 있게 해줍니다. 레드 와인과 화이트 와인 잔류물을 구별할 수 있는 능력은 고대의 무역과 소비 습관을 이해하는 새로운 문을 열어주며, 과거 사람들이 서로 다른 종류의 와인에 대해 뚜렷한 선호나 용도를 가졌을 수 있음을 시사합니다. 연구진은 이 특정 분자들이 도자기 안에서 수천 년 동안 생존할 수 있음을 확인했지만, 이 화합물들이 매장 조건에서 시간이 지남에 따라 정확히 어떻게 퇴화하는지 이해하기 위해서는 추가적인 연구가 필요하다고 언급했습니다. 그럼에도 불구하고, 로마 및 사사니드 항아리에서 비티신 A와 B를 성공적으로 식별해 낸 것은 고고학자들에게 모호한 화학적 힌트를 고대 양조의 결정적 증거로 바꾸어 놓는 강력한 새로운 도구를 제공합니다.
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