Изображение на обложке

Исследование жирокислотного и аминокислотного состава археологического шерстяного текстиля методом газовой хроматографии с масс-спектрометрией

A. N. Khorkova, D. A. Danilov, D. V. Kiseleva, N. I. Shishlina

Аннотация


Произведения ткачества являются важнейшей частью культурно-бытового наследия и несут важнейшую информацию об истории и образе жизни древних людей. Метод хромато-масс-спектрометрии позволяет определять жирные кислоты и аминокислоты, являющиеся основными структурными составляющими белков и липидов шерсти животных, однако требуется адаптация существующих и разработка новых подходов к пробоподготовке и анализу таких объектов, как археологический шерстяной и растительный текстиль, поскольку он может подвергаться диагенетическим изменениям и разрушениям структуры белка с течением времени. Выявлены факторы, влияющие на ход пробоподготовки (способ щелочного и кислого гидролиза, время проведения щелочного гидролиза, выбор растворителя для силилирования, время силилирования при нагревании) и анализа при определении аминокислотного состава археологического текстиля с использованием хромато-масс-спектрометра Clarus 600Т (Perkin Elmer) (температуры термостата, линии переноса, источника ионов, отношение m/z для режима SIR). Подобраны условия, позволяющие получать наибольшую степень извлечения аминокислот и протекания химической реакции силилирования, а также лучшие результаты по интенсивности аналитического сигнала, разрешающей способности и формы пиков. Оптимизированные параметры использованы для анализа фрагментов шерстяного текстиля из ряда археологических памятников эпохи бронзы на территории России. По литературным данным скомпилированы библиотеки аминокислотного состава шерсти современных животных и жирокислотного состава современных продуктов питания растительного и животного происхождения, использованные для атрибуции археологического текстиля. В ходе сравнения отношений глицина и аланина (Gly/Ala), а также глутаминовой и аспарагиновой (Glu/Asp) аминокислот была установлена принадлежность археологического текстиля к овечьей шерсти. Для части образцов не удалось установить происхождение шерсти вследствие разрушения структуры белка со временем. По жирокислотному составу установлена принадлежность остатков жиров к одомашненным жвачным животным (овцам). Для другой части образцов установить происхождение не удалось из-за того, что текстили являлись элементами одежды и содержали помимо жира животных потожировые следы человека.

Ключевые слова: археологический шерстяной текстиль, экстракция, метиловые эфиры жирных кислот (FAME), аминокислоты, газовая хроматография, хромато-масс-спектрометрия

Полный текст:

PDF

Литература


REFERENCES

Dunne J. Organic Residue Analysis and Archaeology. Supporting Information. HEAG058b // Historic England (2017). Available at: https://www.historicengland.org.uk/images-books/publications/organic-residue-analysis-and-archaeology/ (Accessed 1 July 2024).

Evershed R.P. Organic residue analysis in archaeology: the archaeological biomarker revolution. Archaeometry, 2008, vol. 50, no. 6, pp. 895-924. doi:10.1111/j.1475-4754.2008.00446.x.

Regert M. Analytical strategies for discriminating archaeological fatty substances from animal origin. Mass Spectrom. Rev., 2011, vol. 30, no. 2, pp. 177-220. doi:10.1002/mas.20271.

Kiseleva D., Shagalov E., Pankrushina E., Shirokov V., Khorkova A., Danilov D. Microanalytical Investigation of Prehistoric Colorants from Uralian Rock Art (Ignatievskaya Cave and Idrisovskaya II and Zmiev Kamen’ Pictographs). Heritage, 2023, vol. 6, pp. 67-89. doi:10.3390/heritage6010004.

Sharapova S.V., Trufanov A.Ia., Kiseleva D.V., Shagalov E.S., Danilov D.A., Khor'kova A.N., Okuneva T.G., Soloshenko N.G., Rianskaia A.D., Uporova N.S. [A find of the north-caucasian ceramics in the elite burial of the Isakovka I burial ground (Western Siberia)]. Istoriia, arkheologiia i etnografiia Kavkaza [History, Archeology and Ethnography of the Caucasus], 2022, vol. 18, no. 2, pp. 429-462. doi: 10.32653/CH182429-462. (In Russian).

Sharapova S.V., Bachura O.P., Grachev M.A., Karapetian M.K., Kiseleva D.V., Kosintsev P.A., Kostomarov V.M., Okuneva T.G., Shagalov E.S., Iakimov A.S. [Informative capacity of the Sargat culture’s disturbed burials: Kurgan Novopokrovka 16 in the Middle Irtysh river basin]. Nizhnevolzhskii arkheologicheskii vestnik [The Lower Volga Archaeological Bulletin], 2023, vol. 22, no. 2, pp. 65-96. doi:10.15688/nav.jvolsu.2023.2.4. (In Russian).

Kiseleva D.V., Shirokov V.N., Shagalov E.S., Pankrushina E.A., Danilov D.A., Khorkova A.N. Comparative Analysis of the Modern and Ancient Coloring Pigment in the Paintings from the Two-Eyed Stone (Dvuglazyi Kamen’) Pictograph (the Neyva River, the Middle Urals). Nanobiotechnol. Reports, 2021, vol. 16, pp. 676-683. doi:10.1134/S2635167621050086.

Kiseleva D.V., Danilov D.A., Domracheva D.V., Trufanov A.Ya., Khorkova A.N., Sharapova S.V. Gas Chromatography-Mass Spectrometry (GC-MS) Study of the Archaeological Plant Mixture from an Elite Burial Mound of the Sargat Culture in the Middle Irtysh River Basin. Nanotechnol. Russia, 2020, vol. 15, pp. 617-622. doi:10.1134/S1995078020050055.

Evershed R.P., Dudd S.N., Copley M.S., Berstan R., Stott A.W., Mottram H., Buckley S.A., Crossman Z. Chemistry of Archaeological Animal Fats. Acc. Chem. Res., 2002, vol. 35, pp. 660-668. doi: 10.1021/ar000200f.

Shishlina N.I., Ankusheva P.S., Orfinskaya O.V., Kiseleva D.V. Wool fibers of the Northern Eurasian Bronze Age: the cultural and geographical contexts. In: The Indo-European Puzzle Revisited: Integrating Archaeology, Genetics, and Linguistics. Ed. Kristian Kristiansen, Guus Kroonen, Eske Willerslev. Cambridge University Press, 2023. pp. 275-281. doi: 10.1017/9781009261753.

Shishlina N., Orfinskaya O., Kiseleva D., Mamonova A., Kuptsova L., Goslar T. Humans, wool textiles, chronology and provenance: a case study from the Orenburg region in the southern Urals, Russia. In: Exploring Ancient Textiles: Pushing the Boundaries of Established Methodologies. Series: Ancient Textiles Series, V. 40. Ed. Alistair Dickey, Margarita Gleba, Sarah Hitchens, Gabriella Longhitano. Oxbow Books, 2022. pp. 69-83. doi:10.2307/j.ctv2v6pcmg.13.

Shishlina N.I., Orfinskaya O.V., Hommel P., Zazovskaya E.P., Ankusheva P.S., van der Plicht J. Bronze Age Wool Textile of the Northern Eurasia: New Radiocarbon Data. Nanotechnol. Russia, 2020, vol. 15, pp. 629-638. doi:10.1134/S1995078020050146.

Shishlina N.I., Orfinskaya O.V., Kiseleva D.V., Hommel P., Kuznetsova O.V., Petrova N.Yu, Shagalov E.S. [Bronze age wool fabrics of South Siberia: results of technological, isotopic and radiocarbon analyses]. Zapiski Instituta istorii material'noi kul'tury [Transactions of the Institute for the history of material culture RAS], 2020, vol. 23, pp. 70-81. doi: 10.31600/2310-6557-2020-23-70-81. (In Russian).

Bagautdinov R.S., Vasilieva I.N. [Zolotaya Niva I and II kurgan groups]. Voprosy archeologii Urala I Povolzhia [Issues of archaeology of the Urals and the Volga Region], 2004, Vol. 2, pp. 181-212. (in Russian).

Andreotti A., Bonaduce I., Colombini M.P., Gautier G., Modugno F., Ribechini E. Combined GC/MS analytical procedure for the characterization of glycerolipid, waxy, resinous, and proteinaceous materials in a unique paint microsample. Anal Chem., 2006, vol. 78, no. 13, pp. 4490-4500. doi:10.1021/ac0519615.

Pojidaev V.M., Kamaev A.V., Loboda A.Yu., Tereschenko E.Yu., Khairedinova E.A., Yatsishina E.B. [A research of the material of the core of metal threads from the fourteenth-century slabbed graves at the plateau of Eski-Kermen]. Materialy po arkheologii, istorii i etnografii Tavrii [Materials in Archaeology, History and Ethnography of Tauria, 2021, vol. 26, pp. 246-254. doi:10.37279/2413-189Х.2021.26.246-254. (In Russian).

Sobolevskii T.G. Opredelenie sledovykh kontsentratsii aminokislot, razlichnykh organicheskikh kislot i sakharov pri ikh sovmestnom prisutstvii metodom reaktsionnoi khromato-mass-spektrometrii vodnykh i organicheskikh rastvorakh. Diss. cand. him. nauk [Determination of trace concentrations of amino acids, various organic acids and sugars in their conbined presence using reaction chromatography-mass spectrometry in aqueous and organic solutions. Cand. chem. sci. diss.]. Мoscow, 2004. 178 p. (In Russian).

Samata T., Matsuda M. Studies on the amino acid composition of equine body hair and the hoof. JPN J. Vet. Sci., 1988, vol. 50, pp. 333- 340. doi: 10.1292/jvms1939.50.333.

Coward-Kelly G., Agbogbo F.K., Holtzapple M.T. Lime treatment of keratinous materials for the generation of highly digestible animal feed: 2. Animal hair. Bioresour Technol., 2006, vol. 97, no. 11, pp. 1344-1352. doi: 10.1016/j.biortech.2005.05.017.

Yang Y., Ganbat D., Aramwit P., Bucciarelli A., Chen J., Migliaresi C., Motta A. Processing keratin from camel hair and cashmere with ionic liquids. eXPRESS Polym. Lett., 2018, vol. 13, pp. 97-108. doi:10.3144/expresspolymlett.2019.10.

Hendriks W.H., Tarttelin M.F., Moughan P.J. The amino acid composition of cat (Felis catus) hair. Animal Sci., 1998, vol. 67, pp. 165-170. doi:10.1017/S1357729800009905.

Kushal S., Murugesh K. Studies on Indian Silk. I. Macrocharacterization and Analysis of Amino Acid Composition. J. Appl. Polym. Sci., 2004, vol. 92, pp. 1080-1097. doi:10.1002/app.13609.

Wang L., Singh A., Wang X. A study on dehairing Australian greasy cashmere. Fibers Polym., 2008, vol. 9, no. 4, pp. 509-514. doi:10.1007/s12221-008-0081-6.

Sashina E.S., Bochek A.M., Novoselov N.P., Kirichenko D.A. Structure and solubility of natural silk fibroin. Russ. J. Appl. Chem., 2006, vol. 79, pp. 869-876. doi: 10.1134/S1070427206060012.

Yan K.L., Höcker H., Schaefer K. Handle of Bleached Knitted Fabric Made from Fine Yak Hair. Text. Res. J., 2000, vol. 70, pp. 734-738. doi:10.1177/004051750007000812.

Kravtsovа M.N., Ryzhkovа G.F. [Influence of pyridoxine and sulfur additives on indicators of amino acid composition and total protein of blood plasma of rabbits of californian breed]. Vestnik Kurskoi gosudarstvennoi sel'skokhoziaistvennoi akademii [Bulletin of the Kursk State Agricultural Academy], 2016, vol. 7, pp. 63-65. (In Russian).

Tkachuk V.M., Stapay P.V. [Structure, amino-acid and mineral content of normal and cotted wool of Askanian fine-fleece ewes]. Vestnik Altaiskogo gosudarstvennogo agrarnogo universiteta [Bulletin of Altai State Agricultural University], 2012, vol. 96, no. 10, pp. 95-97. (In Russian).

Staroverova I.N. [Age-related changes in the amino acid composition of proteins in the skin and hair of arctic foxes and minks]. Izvestiia Timiriazevskoi sel'skokhoziaistvennoi akademii [Izvestiya of Timiryazev Agricultural Academy], 2010, vol. 6, pp. 98-104. (In Russian).

Bradbury J.H., Chapman G.V., King N.L.R., O'Shea J.M. Keratin Fibres III. Amino Acid Analyses of Histological Components. Aust. J. Biol. Sci., 1970, vol. 23, pp. 637-644. doi:10.1071/BI9700637.

Kumpan E.V., Kamaletdinova A.I. [The main reasons for the destruction of museum textiles]. Vestnik Kazanskogo tekhnologicheskogo universiteta [Herald of Kazan technological university, 2013, vol. 16, no. 9, pp. 80-82. (In Russian).

Pojidaev V.M., Sergeeva Y.E., Slushnaya I.S., Kashkarov P.K., Yatsishina E.B. [Application of gas-chromatography to clarify the attribution of the ancient clay vessel]. Butlerovskie soobshcheniia [Butlerov communications, 2017, vol. 52, no. 12, pp. 73-81. doi: 10.37952/ROI-jbc-01/17-52-12-73. (In Russian).

Manzano E., Rodriguez-Simón L.R., Navas N., Checa-Moreno R., Romero-Gámez M., Capitan-Vallvey L.F. Study of the GC-MS determination of the palmitic-stearic acid ratio for the characterisation of drying oil in painting: La Encarnación by Alonso Cano as a case study. Talanta, 2011, vol. 84, no. 4, pp. 1148-1154. doi: 10.1016/j.talanta.2011.03.012.

Azarov E.S., Pozhidaev V.M., Shishlina N.I., Mamonova A.A., Yatsishina E.B. [The study of the composite artifact of the bronze age from the Berezovy Rog cemetery in Eastern Europe with the use of the GC/MS method]. Kratkie soobshcheniia Instituta arkheologii [Brief Communications of the Institute of Archaeology], 2016, vol. 244, pp. 391-407. (In Russian).

Hansen R.P., Shorland F.B., Cooke N.J. The Occurrence of n-Pentadecanoic Acid in Hydrogenated Mutton Fat. Biochem. J., 1954, vol. 58, no. 4, pp. 516-517. doi: 10.1042/bj0580516.

Dubois V., Breton S., Linder M., Fanni J., Parmentier M. Fatty acid profiles of 80 vegetable oils with regard to their nutritional potential. Eur. J. Lipid Sci. Technol. 2007, Vol. 109, pp. 710-732. doi: 10.1002/ejlt.200700040.

USDA Agricultural Research Service. Available at: https://www.ars.usda.gov/northeast-area/beltsville-md-bhnrc/beltsville-human-nutrition-research-center/food-surveys-research-group/docs/fndds-download-databases/ (accessed 23 August 2024).

Kanďár R., Drábková P., Andrlová L., Kostelník A., Čegan A. Determination of selected fatty acids in dried sweat spot using gas chromatography with flame ionization detection. J Sep. Sci., 2016, vol. 39, no. 22, pp. 4377-4383. doi: 10.1002/jssc.201600513.




DOI: https://doi.org/10.15826/analitika.2024.28.4.002

Ссылки

  • На текущий момент ссылки отсутствуют.