Войти
Рис зерна крахмала с угловатым контуром и слипаемостью Анализ крахмала или анализ зерна крахмала - это метод, который полезен в археологических исследованиях для определения таксонов растений на микроскопическом уровне. Он также может использоваться в повседневной жизни специалистами фармацевтической и пищевой промышленности для определения происхождения таксонов и качества пищевых продуктов. В частности, что касается археологии, идентификация зерен крахмала в этом контексте осуществляется путем сравнительной идентификации, при которой несколько атрибутов зерен сравниваются с другими известными образцами для определения типа. Этот метод сравнения, когда он выполняется под микроскопом, позволяет идентифицировать специфические таксоны крахмальных зерен, обнаруженных на определенных артефактах, таких как измельченные каменные орудия, в почвах, через зубной камень или обнаруженных в отношении керамических сосудов. Анализ крахмального зерна может быть полезен в качестве дополнения к другим формам исследования для понимания использования инструментов, сельскохозяйственной деятельности, а также других стратегий выживания, основанных на растениях, и для восстановления растительных диет на протяжении всего времени.
Во-первых, крахмал сохраняется в качестве источника энергии и содержится в большинстве автотрофных растений, то есть растений, способных создавать себе пищу через фотосинтез. Однако есть несколько исключений из семейств Asteraceae, Campanulaceae и некоторых других, в которых крахмал не используется в качестве резервного источника энергии. Это один из недостатков изучения таксонов растений с помощью анализа крахмального зерна. В дальнейшем, способность к долгосрочному хранению зерен крахмала в качестве источника энергии, используемого растениями, делает крахмальные зерна ценным источником исследований в контексте археологических раскопок. Крахмал хранится в амилопластах, специализированных органеллах, обнаруженных в клетках растений, в виде крахмальных зерен. Крахмальное зерно особенно важно для изучения из-за того, что оно обычно встречается в большинстве растений, его долговечности, а также различных форм и структур, которые они могут принимать в зависимости от того, к каким таксонам они принадлежат.
Красящие растворы - это один из способов сделать сравнительный анализ гранул крахмала более доступным, в зависимости от того, какой тип красителя конкретно используется. Например, как заявили Коварник и Бенеш, раствор Люголя окрашивает зерна в темно-синий цвет, чтобы отличить зерно крахмала от других обычных структур, которые могут казаться похожими по размеру и форме. В дополнение к этой технике, использование красителя CongoRed отмечает повреждения, что упрощает изучение, сравнение и анализ различий в повреждении отдельных таксонов. В частности, интенсивность красного цвета зависит от степени повреждения зерна. Наконец, трипановый синий - это еще один способ окрашивания поврежденных зерен внутри крахмальных зерен, окрашивая только поврежденные зерна, а не неповрежденные. В частности, может быть важно включить процесс окрашивания в анализ из-за того, что есть несколько других структур, обнаруженных естественным образом, которые имеют сходные характеристики с крахмалом при сравнении под микроскопом.
Есть несколько способов извлечь гранулы крахмала из каменных инструментов. Один из методов, описанный Коварником и Бенешем как наиболее распространенный, заключается в нанесении пипеткой поверхности объектов на наиболее распространенные участки, в которых обнаруживаются зерна крахмала, например, трещины или другие участки на артефакте. Затем капли воды, полученные при пипетировании, собираются на предметные стекла для использования в сравнительном анализе. Это распространенный метод, позволяющий понять, как конкретно использовались каменные орудия и какие типы растений использовались в течение исследуемого времени.
Другой распространенный подход - удалить зерна крахмала через обработка ультразвуком, которая представляет собой лабораторный метод, использующий звуковые волны для «перемешивания частиц» с целью преобразования электрического сигнала в вибрацию, которая, в свою очередь, разрушает вещество. Что касается анализа зерна крахмала, зерна крахмала высвобождаются с помощью ультразвуковой ванны, а затем дистиллированная вода, содержащая частицы образца, затем центрифугируется. Это процесс, при котором образцы скручиваются и разделяются по плотности в результате центростремительной силы или из-за фиктивной центробежной силы, которую испытывают образцы из-за их эталона. Рамка. Использование этой силы позволяет разделять растворы разной плотности. Таким образом, наименее плотный компонент, состоящий из частиц крахмального зерна, отделяется и может быть приготовлено микроскопическое предметное стекло.
Анализ зерна крахмала с помощью зубного камня может обеспечить множество информации, когда дело доходит до реконструкции рациона прошлых обществ. В частности, зубной камень представляет собой наслоение, обнаруженное на зубах, которое образовано из налета «после минерализации».
В исследовании, проведенном Tao et. и др., исследовательская группа следовала методам, изложенным Piperno и Dillehay в 2008 г., а также Li et al. в 2010 году. В этих конкретных примерах они измельчали зубной камень с помощью ступки и пестика и центрифугировали смесь, содержащую зубной камень, а также небольшие количества Calgon, чтобы разбивать частицы до дисперсного состояния. После растворения экстрактов в гидрохлориде и промывании ацетоном остатки экстрагировали, и можно было начинать сравнительный анализ. Это всего лишь один из способов извлечения остатков крахмальных зерен из зубного камня, другим примером является использование ультразвуковой обработки, как описано выше.
Есть несколько структуры, которые наблюдаются при проведении сравнительного анализа для определения таксонов растений, к которым принадлежит крахмальное зерно. Во-первых, начиная с немного большего масштаба, наблюдаются такие типы гранул, как простые, составные или полусложные, размеры и формы. Далее идет hilum - область, в которой откладываются белковые слои. Hilums различаются своим расположением на грануле крахмала, и это расположение может отличаться в зависимости от таксона. В дополнение к воротам наблюдаются «ламели», которые представляют собой различные слои роста, в которых лишь иногда видны микроскопически. Также можно наблюдать трещины, но они характерны только для некоторых крахмальных зерен, а не для всех. В целом, анализ крахмальных зерен с использованием компьютерной базы данных является основным способом дифференциации крахмальных зерен. Это полезно с точки зрения дополнительного подхода к пониманию эксплуатации растений в обществах прошлого.
Анализ крахмального зерна не является совершенной наукой, однако анализ растительного крахмального зерна является диагностической функцией для множества применений в зависимости от особенностей и происхождения растительного материала. Размер, форма и структура зерен разных видов растений мало различаются, что может привести к идентификации. Зерна крахмала были удалены и идентифицированы из каменных орудий, керамических черепков, органических материалов, зубного камня, отложений и останков животных, чтобы определить диету и время, когда люди начали использовать дикие пищевые разновидности.
В некоторых случаях зерна могут ухудшиться. Такие факторы, как поглощение тепла и воды, могут влиять на структуру зерен, что затрудняет идентификацию. Даже если останки хорошо сохранились, переувлажнение, обезвоживание, высыхание или повреждение грибками могут разрушить крахмал. В некоторых случаях даже в пределах одного и того же вида зерна крахмала могут отличаться по форме и размеру, а размер зерна влияет на его выживаемость в археологических данных.
Крахмал производится в растениях как форма хранения энергии в процессе фотосинтеза. Когда растение нуждается в энергии, накопленный крахмал снова превращается в глюкозу.
Крахмал, увеличенный в 800 раз, под поляризованным светом, показывая характерный крест угасания Зерна крахмала обычно под микроскопом идентифицируются либо оптическая или электронная микроскопия. Зерна крахмала могут стать более прозрачными, если они будут окрашены в более темный цвет пятнами йода. Йод Логола - один из них, используемый для окрашивания крахмала, поскольку йодные реагенты легко связываются с крахмалом, но менее легко с другими материалами. Признаки, которые позволяют идентифицировать зерна крахмала, включают: присутствие хилума (сердцевины зерна), ламелей (или слоев роста), двойного лучепреломления и креста экстинкции (форма креста, видимого на зернах при вращающемся поляризованном свете), которые видны с помощью символа микроскоп, форма и размер.
Археологические исследования, посвященные остаткам на артефактах, начинаются при меньшем увеличении, обычно с использованием стереоскоп. Большинство данных, полученных на этом этапе, являются качественными, что является важным первым этапом для более полного анализа. Увеличений от x10 до x50 достаточно, чтобы определить местонахождение целевых остатков, описать особенности и подтвердить внутреннюю структуру идентифицированных остатков.
Современные световые, мощные микроскопы имеют внутренний источник света, позволяющий освещать как проходящим, так и отраженным светом. Эти микроскопы могут обеспечивать увеличение до x1000: достаточно хорошее, чтобы обеспечить четкие изображения гранул крахмала размером всего несколько микрометров в диаметре.
Гранулы крахмала имеют разные размеры. Например;
но все обычно имеют размер менее 100 микрометров и поэтому лучше всего наблюдаются под составными микроскопами, оборудованными различными условиями освещения и увеличением от x200 до x800.
Зерна крахмала также сравниваются со стандартными эталонными коллекциями для сравнения. Археологи и исследователи могут рассмотреть четыре вопроса при классификации растений и их использовании (ах):
Гранулы крахмала, извлеченные из отложений, используются для реконструкции среды обитания, связанной с землепользованием человека . Такие исследования затрагивают две области, представляющие интерес для археологов:
Этапы анализа крахмала из отложений: отбор проб, экстракция крахмала, установка слайда и просмотр, и интерпретация.
Отбор проб осадка или стратиграфический профиль для сбора информации об окружающей среде требует детального понимания того, как формировались отложения.
Большинство методов экстракции основаны на общей методологии:
Гранулы крахмала устанавливаются на слайде с использованием различных монтажных материалов, включая, но не ограничиваясь водой, глицерином и глицериновым желе. Важно, чтобы материал был полностью высушен перед установкой, чтобы не допустить дальнейшего разрушения образца. Затем слайд просматривают, при необходимости, для идентификации и подсчета.
После того, как гранулы крахмала были исследованы, результаты затем записываются и интерпретируются в соответствии с вопросами исследования, которые являются ведется расследование.
Артефакты собирают гранулы крахмала и защищают их от разложения, вызванного микроорганизмами, обеспечивая тем самым отличные условия для длительного хранения. Анализ может быть сосредоточен на функции инструмента, чтобы изучить более широкий спектр человеческого поведения, но анализ крахмала также позволяет получить представление о ремесленной деятельности, связанной с приготовлением клеев, лекарств или других непищевых продуктов.
Крахмал также можно исследовать, если он не в сыром виде. Например, Модифицированный крахмал создается, когда морфологическая или физико-химическая структура нативного крахмала каким-либо образом нарушается, например, в приготовлении пищи. Самый распространенный способ модификации крахмала - нагревание. Ямы для приготовления пищи, очаги и печи, которые могли контактировать с крахмалосодержащим материалом, дают модифицированные крахмалы, которые могут дать другую информацию.
Модифицированный крахмал, вероятно, будет сохранен только в определенных условиях, таких как засушливые области, из-за его чувствительности к органическому разложению. Исследования древнего модифицированного крахмала помогают понять древнюю технологию производства пищевых продуктов, различия в кухне среди различных социальных групп, а также дают представление о функциях древнего пищевого оборудования.
Сохраненные формы К модифицированному крахмалу относятся:
