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

Abstract

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.

Weaving works are the most important part of cultural and everyday heritage and carry the most important information about the history and lifestyle of ancient people. Chromatography-mass spectrometry allows determining fatty and amino acids, which are the main structural components of proteins and lipids of animal wool. However, it is necessary to adapt existing and develop new approaches to sample preparation and analysis of such objects as archaeological wool and plant textiles, because they can be subjected to diagenetic changes and destruction of the protein structure over time. Factors influencing sample preparation (alkaline and acid hydrolysis, duration of alkaline hydrolysis, choice of solvent for silylation, duration of silylation during heating) and analysis of the amino acid composition of archaeological textiles by Clarus 600Т (Perkin Elmer) gas chromatograph - mass spectrometer (thermostat and transfer line temperature, ion source temperature, m/z ratio for SIR mode) were identified. The conditions allowing to obtain the highest degree of amino acid extraction and extent of silylation chemical reaction, as well as the best results of analytical signal intensity, resolution and peak shape were selected. Optimized parameters were used to analyze wool textiles from a number of archaeological sites of the Bronze Age in Russia. Libraries of amino acid composition of wool of modern animals and fatty acid composition of modern food products of plant and animal origin were compiled from the literature data and used to attribute the archaeological textiles. By comparing the ratios of glycine and alanine (Gly/Ala) and glutamic and aspartic (Glu/Asp) amino acids, it was established that the archaeological textiles studied belonged to sheep wool. For some samples the origin of wool was impossible to determine since the protein structure has been destroyed over time. Composition of fatty acids showed that the fat residuals belonged to domesticated ruminants (sheep). For some samples it was impossible to establish their origin because the textiles represented the elements of clothing and contained traces of human sweat and fat along with the animal fat.