本文来自公众号：我是科学家iScientist（IamaScientist），作者：杨益民，题图来自：视觉中国
考古是一门需要“穿越”到过去的学科，而科技考古更是能从千百年前保存下来的微小分子（如DNA、蛋白质）中提取到古代先民生活的关键线索。那么，古人的生活习惯究竟是什么样的？他们如何利用自然界中的资源制作化妆棒、面包和乳酪？今天的科学家又如何获得这些信息，来还原古人的日常？中国科学院大学人文学院考古学与人类学系教授杨益民带来分享《古人如何化妆、做奶酪和面包？》。
杨益民演讲视频：
以下为杨益民演讲实录：
大家好，我叫杨益民，来自中国科学院大学人文学院考古学与人类学系。
传统的考古，是一大帮人按照一定的法则在现场发掘，然后把发掘出来的器物和生物遗骸拿到室内进行研究。
而科技考古是把考古学家挖出来的遗物和遗存，借助现代的仪器设备（光谱、质谱还有显微CT等）和探测手段来提取其中的潜信息。然后结合考古信息，更好地复原古代人类社会以及人与环境的关系。
我主要的研究对象是古代遗存中的有机残留物。
大家知道，动植物资源是我们人类生存（不管是古人还是现代人）的重要基础之一。古人在利用动植物资源时，会在对应的遗存上留下一些微小的分子，比如糖类、脂类和蛋白质。
图片中的三个遗存对应着三类有机分子，从左到右分别是世界上最早的面条、最早加工奶酪的陶筛和每个人或多或少都会有的牙结石（牙结石在形成的过程中，会包含食物中蛋白质的一些信息）。
我过去十年的研究重点主要是蛋白质。
随着过去十年计算机技术以及质谱技术的进展，蛋白质的数据库也在急剧地扩大。大家可能听说过“人类基因组计划”，是过去二十年发展起来的，而蛋白质数据库差不多是过去十年开始广泛应用的。我们今天去医院看病，可能都会涉及到蛋白质的一些检测。
为什么要鉴定蛋白质？
首先，蛋白质是各种生命的重要组成成分，每个物种都有自己独特的蛋白。所以通过研究蛋白质能够获得很多生物信息，可以检测出样品的种属和来源部位。在DNA检测不到的时候，它甚至能告诉我们一些演化信息。
其次，蛋白质种属鉴定具有一定优势。对于几万年前旧石器时代洞穴中挖掘出的大量遗骨，如果用DNA检测，周期长，成本高，难以负担。而蛋白质鉴定廉价而快速，甚至能够鉴定古代的灭绝生物。
当然，大部分蛋白质的保存还是需要特殊的环境条件。在下面三种环境中，哪一种有利于有机物的保存呢？
答案是冰原和沙漠。在潮湿的、有液态水的环境下，有机物很难保存下来。
过去几年，在一些课题的支持下，我对中国南疆进行了考察，发现塔克拉玛干沙漠等地的有机物制品保存得相对较好。
这是距今3500~4000年前小河文化的墓地，木头都保存得非常完好，也就暗示我们有机制品也应该保存得很好。
古人如何绘红妆？
今天我们用的化妆品都是工厂大批量快速生产出来的，而在小河墓地，我们发现古人用的是牛心。
十几年前，新疆考古所的考古学家在发掘小河墓地的时候，发现干尸保存得非常好；而且女性干尸的旁边往往陪葬着皮囊（即今天的小皮袋），里面会有一些棒状物。棒状物的上面有一层红色颜料，所以考古学家就推测是不是跟化妆有关系。
我们了解到相关信息后，就把它取回来，在实验室进行全方位的“体检”。
CT可以很容易地把有机质跟无机质区分开来。第三张图片就是CT照片，我们能看到它的主体是比较暗的有机质，而比较亮的无机质分布在样品的表面。
我们还通过拉曼光谱建立对表面红色颜料的分析，发现它是常见的氧化铁矿物。
接下来我们对有机质进行红外分析，判断出它的主体是蛋白质，然后在生物质谱上进行蛋白质的检测，发现有肌球蛋白和胶原蛋白。而更重要的是，我们凭借一些特殊的氨基酸序列，发现它是牛的心肌蛋白。
这个发现非常出乎我们的意料，因为以往发现的古代彩绘主要是动物胶（比如胶原蛋白）和颜料的混合物，用内脏作为彩绘工具在世界范围都是首次发现。
用牛的心脏跟颜料混合，然后加以涂抹，实际上我们也猜测古人为什么会这么做。可能因为古人认为心脏是动物的核心所在，而心脏又是血液的发动机，所以把红色的心脏和红色的颜料结合在一起，体现出一种特殊的宗教崇拜。其实，干尸的脸上也有红色的图案，棺材前面的立柱上也涂了大量的红色，所以可见对红色的崇拜在这个地方非常普遍。
这种红色崇拜不仅仅是边疆地区独有，在五六千年前的仰韶时代，中原地区也存在这样的现象。也就是说，从旧石器时代到现在，我们装饰都喜欢用红色。
小河墓地使用的氧化铁颜料赭石，虽然是一种比较常见的原料，但是在塔克拉玛干沙漠的核心地带并没有发现，古人们必须去北边的天山山脉或者南边的昆仑山山脉才能拿到。所以可以看到，为了美，他们活动的范围非常之大。
古代奶酪是怎样制成的？
依旧在小河墓地，考古学家在发掘棺材的时候，发现棺材是船型的。
为什么？
因为古人们生活在绿洲，那个时候没有骆驼。所以长距离的运输活动，实际上依靠的是沙漠里面的水系（比如塔里木河水系），对船的依赖比较大。
这具女尸非常有名，考古学家称之为“小河公主”。她的脖子上不仅撒满了小米、小麦，还有大量的麻黄枝条，同时还有浅黄色的块状物。这个块状物跟今天新疆的奶疙瘩非常相像，所以考古学家当时就推测：是不是跟奶有关系？
我们把样品拿回来进行科技分析，发现样品的主体是蛋白质，而且确实是奶酪。随后我们开展了大量的分析，发现它是一种比较特殊的奶酪——开菲尔奶酪。
为什么强调开菲尔奶酪特殊？因为在1908年之前，开菲尔奶酪（或者说开菲尔酸奶）只在今天中国的西藏地区和黑海北部的高加索地区出现。高加索地区在20世纪初是著名的长寿之乡，而西藏由于高寒，实际上不太适合人类活动。那么，到底是什么让这些人长寿或者在艰难环境下生存？其中一个想法就是开菲尔酸奶，它实际上是一种益生菌饮料，特别有助于人的健康。
开菲尔酸奶在3000多年前就已经存在，并且一直延续到现在。1908年之前，一个俄罗斯姑娘把开菲尔粒带到了莫斯科，然后再向全世界推广开来。开菲尔酸奶的制作，就是将开菲尔粒放在鲜奶里面（类似酒曲），然后慢慢地发酵，形成开菲尔酸奶。直到今天，在淘宝上还能买到开菲尔粒。但开菲尔粒至今仍非常神秘，微生物学家也不知道它是怎么形成的。
奶的传播
10000年前，奶是西亚驯化反刍动物（黄牛、山羊和绵羊）的重要动力。
7000多年前，奶传播到了东欧，开始出现了制作奶酪的陶筛子。
5000多年前，哈萨克斯坦的北部出现了马奶。
我们最新的研究发现，最晚在4000年前，奶已经传到了中国的北方地区。也就是说，奶的传播可以告诉我们畜牧业在欧亚大草原上的发展，以及3000年前游牧文化的形成。中国文明的形成和发展与游牧和农耕双方的互动关系密切，所以我们研究奶也是为了了解游牧与农耕文化互动，以及这个过程中中华文明的形成与发展。
同时，我们在距今3800年的古墓沟墓地里发现了一些液体酸奶，装在草篓里面。所以，在3500~4000年前，有一个从液体奶制品向固体奶制品的发展过程，与此同时正好对应环境变冷变干。人为了更好地生活，要获取更大更多的生存资源，活动范围就要扩大，就需要一些便携的食品。所以我们说，固体奶酪在中国的西北的出现应该反映了对环境恶化的适应。
小河墓地保存非常完好，所以我们可以看到古人对牛的利用是非常全面的。除了用牛皮包裹棺材、制作鞋子，还用牛骨熬胶，用牛角和牛耳作陪葬，这在其他遗址很少见。
古人如何做面包？
东亚文明跟西亚文明有一个显著的差别：东亚是先有陶器后有农业，而西亚正好相反。所以在两万多年前，西方的古人首先开始了烘烤，而东方的古人则首先尝试蒸煮。在出土的早期谷物（也就是面食）中，也有对这一判断的相应印证，例如古埃及出土了4000年前烤制的面包，青海出土了世界上最早的面条。
谷物的传播相对较早，大概在4000多年前，西方的小麦和大麦就开始陆续传到中国，同时东亚的小米开始传播到中亚，然后再往西传播。但是饮食文化传统的交流要稍微晚一点，西亚的烘烤传统和东亚的蒸煮传统分别向中间地带传播，首先在新疆发生了汇聚。
这幅地图就是著名的吐鲁番盆地，上面绿色的部分是天山，而下面这一片光秃秃的是著名的火焰山。火焰山的周边发现了早期铁器时代的苏贝希墓地跟洋海墓地，距今2300~2900年之间。
在洋海墓地2600多年的墓葬中，我们发现了古代的食品，经过分析是由小麦和大麦制作的面食。
进一步分析发现断面比较黄，应该是高温烧烤发生的美拉德反应（也被称为“褐变反应”，面包外皮的金黄色、红烧肉的褐色及浓郁的香味，很大程度上都是美拉德反应的结果），而同时它也比较致密，蛋白质组学也没有检测到微生物，所以我们认为它是一种古代的烤面包。
在2500年前的苏贝希墓地，我们发现了食品。上排中间的图片是小米粥，右边是由小米和大麦做的面食。
通过显微CT分析，可以看到它中间疏松多孔，而且我们在蛋白质组学里面检测到了将近10%的微生物。这么高的微生物是很罕见的，因为刚出土的小米粥里面没有微生物，也就是说不是由埋藏环境引入，应该做面包的时候带入的。我们后来查了一下，它跟今天的酸面包（也就是酵母面包）非常类似。
所以，在2500年前甚至更早一点的时候，西亚烘烤面食的传统已经传播到了新疆地区；我们小米做的面条、饼子和粥也传到了新疆。也就是说，新疆实际上体现了东西方饮食文化传统的交流，而烘烤面食传播到中原基本上是在张骞通西域之后了。
我的方向是做古代遗存的有机残留物，实际上这一块工作在国内并不是太多，特别是陶器吸附的生物标记物，跟国外的差距还是存在。所以最近几年，或者说从去年开始，我们就把重点放在陶器吸附的有机分子上，主要是蛋白质和脂类分子。我们想通过对微量分子的检测，来以小见大，更好地认识人类的过去，从而为人类的未来提供借鉴。
好，谢谢大家。
演讲嘉宾杨益民：《古人如何化妆、做奶酪和面包？》
本文来自公众号：我是科学家iScientist（IamaScientist），作者：杨益民