本文轉載自公眾號：科研圈
撰文：秦達然
一群考古學家決定開展一次令所有潔癖不寒而慄的挑戰：模仿沒有洗潔精和碗刷可用的古代人，做完飯不刷鍋，而且要堅持一整年。
圖片來源：論文
如果你想知道我們的祖先如何在這顆藍色星球上生存下來，了解他們每一餐吃了點啥很重要。被用來烹飪的文物（比如陶器）中總是會存留一些有機物，但我們並不能判斷這些物質是最後一次烹飪留下的，還是代表了多次烹飪過程的食物殘留積累。為了弄明白我們祖先的「晚餐菜譜」，一群考古學家決定開展一次令所有潔癖不寒而慄的挑戰：模仿沒有洗潔精和碗刷可用的古代人，做完飯不刷鍋，而且要堅持一整年。
一年不刷鍋的實驗
這項研究 8 月 27 日發表於《科學報告》（Scientific Reports）。一群來自紐西蘭、英國和美國的學者們找來了 7 只沒有上釉的陶鍋，並精心設置了七組由玉米、小麥和鹿肉等不同食材組成的初始食譜和最終食譜。接下來的過程就比較邋遢了：7 位科學家每人挑了一口鍋，每周根據設定好的食譜和食材做一頓「飯」。烹飪出的食物有沒有被好好地吃下去我們並不清楚，但是每次做完飯後，他們不會用洗潔精和刷子把鍋徹底刷乾淨——簡單地用清水衝一衝後，陶鍋會在一個星期後被再次用來烹飪，直到被使用過 50 次為止。這時，陶鍋內的殘留物樣本會被小心採集，然後再被拿去烹飪 1-4 次與此前不同的食材，並再次取樣。
一年沒好好刷過的陶鍋。圖片來源：論文作者
這項持續了一整年的古代人類烹飪模擬實驗結束後，七口以「掌勺大廚」姓名縮寫作為編號的、烹飪了五十多次飯食的陶鍋中，留下了燒焦的食物殘渣、黏附在陶鍋內壁的薄層殘留物，以及被陶鍋鍋壁吸收的脂類。這些物質，將幫助考古學家解答一個困擾他們多年的難題：我們能不能依靠鍋裡最後一次烹飪的殘留物，推測出這頓飯之前還有哪些食材也進過這口鍋？
科學家們為七個陶鍋設置的七組初始食譜和最終食譜，翻譯自論文表 1。
追蹤烹飪的痕跡
這些學者之所以大費周章地想了解祖先們的食譜，是因為古人選擇食物的背後包含著豐富的信息。一方面，食物的組成代表了當地能採集到的資源或建立起的物品交易網絡；另一方面，這也體現了食用者的價值觀念。因此，了解他們的食物組成，可以幫助我們重建人類祖先所在的自然和社會環境。
自 1970 年起，就有研究證實古炊具中的有機殘留物保留了它們原本的化學組成，能夠幫助我們理解古代的烹飪過程。如果使用碳氮穩定同位素方法分析炊具中的碳化殘留物，並與未烹飪食物中的組分對照，便可大致得出殘留物中 C3 植物（比如小麥）和 C4 植物（比如玉米）的比例及陸生和水生生物成分的比例。此外，檢測古代穀物的生物標記物植物固醇（plant sterols）和烷基間苯二酚（alkylresorcinols）、以及游離與酯化谷甾醇（free and esterified sitosterol）的含量和比值，可以區分炊具內壁吸收的脂類究竟來自哪種食材。
古埃及壁畫中收割作物的場景。圖片來源：Wikimedia Commons
在此次研究中，科學家們對燒焦的食物殘渣進行了碳氮穩定同位素分析，發現燒焦的食物殘渣代表了最後一次在陶鍋中烹飪的食物組成，而不是在陶鍋的整個使用過程或近幾次使用過程中烹飪的食物累積。
而黏附在陶鍋內壁的薄層殘留物不只代表最後一次烹飪的食物，也保留了之前幾次烹飪食物的痕跡。隨著陶鍋內烹飪食物成分的變化，這層殘留物的成分被不斷地「重寫」，並且受到最後一次烹飪的影響最大。因此，這層殘留物代表的主要是但不只是「最後一餐」。
陶鍋鍋壁吸收的脂類則代表了之前數次烹飪中逐漸吸收的脂類。並且，儘管可以看到脂類成分隨著食譜的變化而不斷變化，但即使在使用新食譜進行數次烹飪之後，脂類成分也不能完全和新食譜中的脂類成分相對應。這意味著，隨著烹飪次數的增多，陶鍋鍋壁吸收的脂類在被緩慢地替換，但是仍然代表了陶鍋在其使用過程中所有烹飪食物的混合。至於繼續用同樣的食譜烹飪是否能使陶鍋鍋壁吸收的脂類最終完全代表新食譜食物，還有待於後續研究。
因此，隨著陶鍋內烹飪食物成分的變化，陶鍋內殘留物的變化速度從快到慢的順序為：燒焦的食物殘渣>黏附在內壁的薄層殘留物>鍋壁吸收的脂類。這三種殘留物的成分反映了不同時間尺度上的烹飪內容：陶鍋鍋壁吸收的脂類反映了其使用歷史，黏附在陶鍋內壁的薄層殘留物反映了最近幾次的烹飪情況，而燒焦的食物殘渣反映了最後一次陶鍋內的烹飪情況。
推測古代人食譜的新方法
不同殘留物代表的不同時間尺度，有助於考古學家們研究在炊具使用過程中食物來源的變遷，也可以幫助他們了解古代與食物採集和製作密不可分的當地生態環境，以及古人對資源的利用方式。
這群科學家堅持不懈的「不刷鍋」實驗，為我們提供了推測古人膳食組成的新方法：從古代烹飪器具中獲得的燒焦的食物殘渣和黏附在內壁的薄層殘留物中的碳水化合物和蛋白質，加上鍋壁吸收的脂類構成了古人類不同的營養膳食組成。此外，通過表層殘留物提供的定量和定性食譜組成、吸收殘留物提供的定性食譜組成，以及特定化合物的放射性碳定年檢測，還可以預估陶製炊具的使用壽命。
需要注意的是，飲食包括了準備、烹飪和儲藏等環節，這一研究只試驗了在陶質炊具中用煮和「不小心」燒焦的方式烹飪一年食物之後留下的殘留物。研究者在論文中指出，如果在這個過程中改變某個條件，如使用其它材質的炊具、使用其它烹飪方式或持續更長時間，則有可能不再符合這一研究得出的結論。
論文信息
【標題】Interpreting ancient food practices: stable isotope and molecular analyses of visible and absorbed residues from a year-long cooking experiment
【作者】Miller, M.J., Whelton, H.L., Swift, J.A. et al.
【期刊】Scientific Reports
【時間】27 August 2020
其他參考資料：
https://phys.org/news/2020-08-ceramic-cooking-pots-history-ancient.html
https://www.inverse.com/science/ancient-food-practice