半坡和姜寨出土仰韶文化早期尖底瓶的釀酒功能

劉 莉 王佳靜 劉慧芳

（1. 斯坦福大學(xué)東亞語(yǔ)言與文化系；2. 斯坦福大學(xué)考古中心；3．西北大學(xué)文化遺產(chǎn)學(xué)院；4. 西安半坡博物館）

近年來(lái)，考古學(xué)家對(duì)中原地區(qū)3個(gè)前仰韶時(shí)期遺址（舞陽(yáng)賈湖、寶雞關(guān)桃園和臨潼零口；距今約9000～7000年）出土的小口鼓腹罐[1、2]和4個(gè)仰韶中晚期遺址（西安米家崖、高陵楊官寨、藍(lán)田新街和澠池丁村；距今約6000～5000年）[3-6]出土的小口尖底瓶進(jìn)行了殘留物分析。這些研究采用科學(xué)方法直接分析陶器內(nèi)殘留物，通過(guò)觀察其中淀粉粒、植硅體和真菌的形態(tài)，證明這些器物用于釀造以黍或稻米為主要原料的發(fā)酵酒精飲料，釀造方法包括谷芽酒和麹酒。但是這兩組釀酒器的年代并不銜接，有近1000年的缺環(huán)，此時(shí)正處于仰韶文化早期（距今約7000～6000年），是小口尖底瓶出現(xiàn)的時(shí)期。

與仰韶中晚期的大型尖底瓶有所不同，早期的尖底瓶以中小型為主。例如，根據(jù)姜寨發(fā)掘報(bào)告，仰韶早期的27件尖底瓶標(biāo)本高度大多都在16.8～48厘米范圍之內(nèi)，只有1件高度為74.4厘米；而2件仰韶晚期標(biāo)本高度為57和74 厘米[7]。根據(jù)對(duì)10個(gè)仰韶文化遺址(臨潼姜寨、隴縣原子頭、高陵楊官寨、扶風(fēng)案板、寶雞福臨堡、西安米家崖、秦安大地灣、陜縣廟底溝、洛陽(yáng)王灣、靈寶西坡)[7-17]中62件尖底瓶高度數(shù)據(jù)的分析，29件仰韶早期尖底瓶中有26件（90%）高度在16.8～42厘米之間，只有3件（10%）高度在74.4～94.5厘米之間；仰韶中晚期的22件尖底瓶的高度均在39～87.5厘米范圍之內(nèi)（圖一）。這些數(shù)據(jù)顯示，從仰韶文化早期至晚期，小口尖底瓶形制趨于向大型發(fā)展。雖然我們的前期研究已證實(shí)晚期的尖底瓶用于釀酒，但我們尚無(wú)法確認(rèn)早期尖底瓶是否有類似的功能。

圖一 經(jīng)殘留物分析有釀酒器的遺址分布及尖底瓶高度變化

小口尖底瓶（尤其是中小型）的功能是考古學(xué)家們長(zhǎng)期爭(zhēng)論的問題，其主要觀點(diǎn)包括：汲水器[7、18]、凈水器[19]、干旱地區(qū)祭天祈雨的禮器[20]、盛酒的祭器或禮器[21]、釀酒器[22、23]及儲(chǔ)酒器[24]等。其中汲水器的觀點(diǎn)曾經(jīng)最為流行，并編進(jìn)中學(xué)教材[20]，但是有學(xué)者在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)后證明使用尖底瓶汲水并不十分實(shí)用[25、26]。

早期尖底瓶的功能分析對(duì)重建中國(guó)史前時(shí)期釀酒技術(shù)的起源和發(fā)展至關(guān)重要。西安半坡和臨潼姜寨是著名的仰韶文化遺址，代表了黃河流域新石器中期以粟作農(nóng)業(yè)為基礎(chǔ)的環(huán)壕聚落。兩遺址的陶器組合中都有數(shù)量較多的小口尖底瓶。2017年，斯坦福大學(xué)考古中心與半坡博物館合作，對(duì)從半坡遺址（2件）和姜寨遺址（9件）出土的11件仰韶文化早期不同大小的尖底瓶標(biāo)本進(jìn)行了微植物和微生物殘留物的提取和分析，主要目的是檢驗(yàn)谷物釀酒的證據(jù)。這些尖底瓶出土于成人墓葬、房址、灰坑及甕棺葬。出于墓葬的是隨葬品，均為中小型，基本完整；大型器出土于居住區(qū)，均破損。1件用于兒童甕棺的尖底瓶應(yīng)為該器物的二次利用（圖二）。其中半坡尖底瓶標(biāo)本屬于半坡類型，姜寨標(biāo)本屬于姜寨I期和II期（半坡類型和史家類型）。對(duì)這兩個(gè)仰韶典型遺址中出土的尖底瓶殘留物分析有望提供比較全面的功能性資料，同時(shí)也可以檢驗(yàn)在不同的埋藏環(huán)境中有機(jī)物的保存程度。

圖二 本文分析的半坡和姜寨出土尖底瓶

一、谷物發(fā)酵酒釀造過(guò)程及其殘留物特征

檢驗(yàn)尖底瓶是否有釀酒功能，首先要了解發(fā)酵酒的釀造過(guò)程。谷物釀酒包括兩個(gè)過(guò)程：第一是糖化，通過(guò)淀粉酶的作用將淀粉轉(zhuǎn)化為糖；第二是發(fā)酵，通過(guò)酵母的作用將糖轉(zhuǎn)化為酒精和二氧化碳。利用富含淀粉植物（包括谷物和塊根植物）釀酒的基本方法有三種：（1）谷芽酒，首先將谷物發(fā)芽使酶得以活化，然后加熱水糖化，再利用酵母發(fā)酵。（2）麹酒，使用谷物制麹，有時(shí)加入某些植物莖葉或種子，稱為草麹。例如，江南地區(qū)普遍利用蓼草（Polygonum）制作小麹[27]，臺(tái)灣原住民使用多種植物做麹，其中包括藜屬(Chenopodium)種子[28]。麹中含有多種微生物，包括霉菌、酵母和細(xì)菌（其中霉菌可以分泌多種酶），然后將麹拌入蒸熟或煮熟的谷物，糖化和發(fā)酵同時(shí)進(jìn)行（并行復(fù)式發(fā)酵法），可達(dá)到更高的酒化度。（3）口嚼酒，首先口嚼谷物或塊根植物，利用人唾液中的酶達(dá)到糖化的效果，再利用酵母發(fā)酵[28-30]。

古代文獻(xiàn)中也有早期釀酒方法的記述。根據(jù)甲骨文的記載，商代至少有酒、醴和鬯三種酒[31]。周代文獻(xiàn)中對(duì)這些酒的釀造方法有了進(jìn)一步說(shuō)明?！渡袝ふf(shuō)命》有“若作酒醴，爾惟麴糵”的記載。糵的意思是發(fā)芽谷物。明代宋應(yīng)星著《天工開物》也說(shuō)“古來(lái)麹造酒，糵造醴”。這些正是我們所說(shuō)的麹酒和谷芽酒。先秦文獻(xiàn)中多處提到鬯，如《詩(shī)經(jīng)·大雅·江漢》有：“厘爾圭瓚，秬鬯一卣”。毛傳解釋為：“秬，黑黍也，鬯香草也，筑煮合而郁之曰鬯?！臂藶楹畏N香草，自古以來(lái)眾說(shuō)紛紜[32]。但是基本的共識(shí)為，鬯是黍加以某些草本植物釀造而成的酒，相當(dāng)于后代所說(shuō)的草麹釀酒?？诮谰撇灰娪谙惹毓糯墨I(xiàn)，但近代民族學(xué)研究中多有記述，其中包括見于臺(tái)灣原住民的釀酒傳統(tǒng)[33]。

值得注意的是，這三種釀酒方法的主要區(qū)別在于糖化過(guò)程，而發(fā)酵都是利用酵母。小口尖底瓶有3個(gè)形制特點(diǎn)適于酵母進(jìn)行發(fā)酵。首先，酵母存在于自然環(huán)境中，在合適的溫度、濕度及營(yíng)養(yǎng)環(huán)境中會(huì)很快繁殖；但是需要在厭氧的環(huán)境中才產(chǎn)生酒精和二氧化碳。因此，用于釀酒的陶器一般為小口，以利于封口，形成厭氧環(huán)境[18、34]。小口尖底瓶的口部設(shè)計(jì)，與釀酒器皿需要封口與提供厭氧環(huán)境的要求相符。雖然尖底瓶的小口不便于倒進(jìn)醪液，但是這一問題完全可以通過(guò)漏斗解決。其次，釀酒會(huì)產(chǎn)生大量渣滓，如原料中的谷殼、酵母等；小口尖底瓶底部呈錐狀體有利于渣滓的集中和沉淀。此外，由于酵母發(fā)酵時(shí)釋放二氧化碳并產(chǎn)生熱量，醪液中會(huì)出現(xiàn)上下的自然對(duì)流(convection currents)；熱流從錐狀底部上升到醪液的上部，同時(shí)周圍溫度低的液體下降，形成循環(huán)運(yùn)動(dòng)模式；對(duì)流的過(guò)程最終使發(fā)酵容器內(nèi)的液體溫度達(dá)到均勻，有利于保證酒的質(zhì)量。液體的高度與自然對(duì)流的強(qiáng)度成正比；尖底瓶一般為瘦高型體，高度與直徑的比例基本都大于2:1，該特點(diǎn)可促進(jìn)自然對(duì)流。這種錐狀體的設(shè)計(jì)也見于現(xiàn)代啤酒廠的筒形錐底發(fā)酵罐的形狀，經(jīng)測(cè)試證明是啤酒發(fā)酵罐的最佳設(shè)計(jì)[35-37]。根據(jù)釀造發(fā)酵過(guò)程的原理，對(duì)陶器殘留物的特征及其中微植物和微生物的分析可以幫助我們鑒定釀酒使用的原料和釀造方法，列舉如下：

1.淀粉粒和植硅體分析有助于鑒定釀酒原料的種類。由于糖化過(guò)程需要在較高溫度下進(jìn)行（65～70°C），會(huì)對(duì)淀粉粒造成特定的損傷和糊化特征，因此淀粉粒的損傷形態(tài)能夠提供是否經(jīng)過(guò)發(fā)酵的信息。根據(jù)我們的釀酒實(shí)驗(yàn)及觀察釀造過(guò)程中淀粉粒的變化，經(jīng)過(guò)糖化發(fā)酵的淀粉粒的損傷特征為：表面有中心凹陷、裂痕及微型凹坑，有些顆粒的中心部分幾乎完全缺失，僅保存邊緣部分并在偏光鏡下顯示雙折射光澤，有些顆粒表面部分缺失、部分層紋暴露、也有些具有膨脹變形的糊化特征 ，消光十字模糊或消失等。這些損傷是淀粉酶分解以及糖化時(shí)加熱的綜合作用造成[38]。值得注意的是，器物上的淀粉粒也可能被土壤環(huán)境中存在的酶分解而出現(xiàn)損傷，如部分缺失、出現(xiàn)裂痕及微型凹坑等[39]。但是發(fā)酵過(guò)程形成特有的損傷特征，既有酶的分解，又有加熱造成的糊化特征。特別是那些中心部分缺失但邊緣部分仍存，并有雙折射光澤的糊化淀粉粒、最具代表性。這些發(fā)酵所造成的糊化與一般的蒸煮食物所造成的損傷糊化形態(tài)也有明顯區(qū)別；后者主要表現(xiàn)為淀粉粒比較均勻地向周邊膨脹，而不見中心部分缺失的現(xiàn)象[40、41]。釀酒過(guò)程中，在加入作為糖化劑的原料時(shí)（發(fā)芽谷物或麹），也加入經(jīng)過(guò)蒸煮的谷物[29]；因此在醪液中也會(huì)存在具有一般蒸煮特征的淀粉粒。

2.如果古代陶器盛裝的是谷芽酒，那么谷物的穎殼有可能保存在器物內(nèi)壁上；因此可以根據(jù)殘留物中穎殼植硅體的存在進(jìn)行判斷。對(duì)穎殼植硅體的種屬鑒定有助于了解釀酒使用的發(fā)芽谷物種類。這一方法已經(jīng)運(yùn)用在上述多項(xiàng)酒器殘留物的研究中[2、3、6、42、43]。必須指出，根據(jù)穎殼在陶器中出現(xiàn)推測(cè)釀酒方法有一定局限性。因?yàn)槿绻湃嗽诩庸す任飼r(shí)沒有把谷殼脫凈，這樣也會(huì)在釀酒陶器殘留物中發(fā)現(xiàn)少量穎殼植硅體。

3.如果陶器盛裝的是麹酒，那么與酒麹有關(guān)的霉菌可能會(huì)保留在殘留物中。中國(guó)傳統(tǒng)釀酒使用的酒麹中的霉菌主要包括曲霉（Aspergillus）、根霉（Rhizopus）、紅曲霉（Monascus purpureus）及毛霉（Mucar）等[44、45]。霉菌的主要組成部分包括菌絲、孢子和孢子囊。霉菌由分枝或不分枝的菌絲構(gòu)成，交織在一起的菌絲稱菌絲體。菌絲是霉菌營(yíng)養(yǎng)體的基本單位，由孢子發(fā)芽而成。在菌絲的生長(zhǎng)過(guò)程中，一部分化為孕育菌絲，頂端生出孢子囊，產(chǎn)生孢子。不同霉菌的菌絲、孢子囊和孢子的形態(tài)有別[46]。在古代標(biāo)本中的霉菌如果保存的好，可以根據(jù)其形態(tài)特征進(jìn)行初步鑒定。釀酒霉菌的最早證據(jù)來(lái)自寶雞關(guān)桃園遺址前仰韶時(shí)期的陶壺上，形態(tài)與曲霉和根霉相似[2]。另在澠池丁村仰韶中期尖底瓶的殘留物中發(fā)現(xiàn)有曲霉和毛霉[6]。

4.在制麹過(guò)程中加入某些野生植物莖葉或種子，是由于植物莖葉上會(huì)附著多種霉菌、酵母及細(xì)菌，能夠提供制麹過(guò)程中所需要的菌群[27、28]。關(guān)桃園前仰韶時(shí)期的釀酒陶器殘留物中有大量主要來(lái)自植物莖葉的棒型植硅體，與霉菌共存，應(yīng)是利用草麹的結(jié)果[2]。因此，殘留物中存在較多莖葉植硅體應(yīng)為使用草麹的證據(jù)。

5.無(wú)論哪種釀酒方法都需要酵母菌幫助發(fā)酵，因此酵母的存在是釀酒的重要證據(jù)。傳統(tǒng)釀酒所利用的酵母有多種，其中最常見的是釀酒酵母（Saccharomyces cerevisiae）。其形狀為圓形和橢圓形，長(zhǎng)度大致為5～10微米。鑒定酵母的最好標(biāo)志是芽殖狀態(tài)；芽殖是酵母菌最常見的繁殖方式，表現(xiàn)為細(xì)胞表面向外突出，長(zhǎng)出芽體，逐漸增大到正常大小時(shí)，與母體脫離，成為一獨(dú)立細(xì)胞[46]。顯示出芽殖狀態(tài)的酵母細(xì)胞也發(fā)現(xiàn)在關(guān)桃園和丁村的釀酒陶器殘留物中[2、6]。

6.根據(jù)人類學(xué)家在非洲埃塞俄比亞的調(diào)查，當(dāng)?shù)孛褡逵欣霉任镝勗旃妊烤频膫鹘y(tǒng)。釀酒的陶罐是專門制作并專用于釀酒發(fā)酵；每次發(fā)酵后剩在陶器中的渣滓要留到下一次釀酒時(shí)才洗，而且從來(lái)不將發(fā)酵罐完全清洗干凈，因?yàn)樗麄冋J(rèn)為如果洗干凈會(huì)加速酒液對(duì)陶罐表面的侵蝕[47]。這種做法實(shí)際上會(huì)使一些釀酒原料留在器壁上，并滲入器壁內(nèi)，使微生物（例如酵母）在發(fā)酵罐中得以保存。重復(fù)使用專用的釀酒容器有利于保存和選擇理想的發(fā)酵微生物群，這也是接種發(fā)酵的方法之一[48]。接種發(fā)酵方法有多種，世界各地的古今釀酒史中普遍存在，許多古代釀酒器壁上常見一層有機(jī)殘留物[48、49]，應(yīng)為長(zhǎng)期重復(fù)使用的結(jié)果。因此，為了選擇理想的菌群，有效地進(jìn)行長(zhǎng)時(shí)期的接種發(fā)酵，釀酒器在使用期間應(yīng)該不用于其他功能。以此推測(cè)，考古遺存中有明顯殘留物的發(fā)酵罐很可能是專用的釀酒器。

7.尖底瓶殘留物中是否存在與釀酒發(fā)酵有關(guān)的微植物和微生物組合是判斷是否為酒器并分析釀酒方法的重要證據(jù)。這種特殊組合不存在于土壤中或與酒無(wú)關(guān)的器物上。因此，根據(jù)分析采自土壤或非釀酒陶器上的控制標(biāo)本，與殘留物標(biāo)本比較，也可以進(jìn)一步幫助判斷殘留物是否確實(shí)與陶器功能有關(guān)。

二、標(biāo)本采集和分析方法

半坡遺址發(fā)掘于1954～1957年[50]，姜寨遺址發(fā)掘于1972～1979年[7]。兩遺址出土的陶器在發(fā)掘之后都已經(jīng)過(guò)清洗，存放在半坡博物館文物庫(kù)房中。根據(jù)上述釀酒器的特點(diǎn)，我們選擇陶器內(nèi)壁表面可見黃白色或黃黑色殘留物痕跡的標(biāo)本進(jìn)行取樣（圖二，B、C）。殘留物樣品的采集及分析方法的過(guò)程為：（1）用干凈牙刷清掃每件器物表面的浮土。（2）對(duì)小型陶器殘片使用超聲波清洗儀震蕩6分鐘，對(duì)大型陶器使用超聲波牙刷清洗6分鐘，獲得液體殘留物；同時(shí)用干凈的刀片在陶器內(nèi)部表面直接刮取固體殘留物。（3）在實(shí)驗(yàn)室通過(guò)EDTA（Na2EDTA·2H2O）清洗法和重液離心法將殘留物進(jìn)行分離，重液為比重為2.35的多鎢酸鈉（sodium polytungstate）以便同時(shí)提取可能存在的多種微植物和微生物遺存（包括淀粉粒、植硅體、真菌等）；吸取分離后的殘留物溶液滴在干凈的載玻片上，干燥后滴加50%甘油溶液，加蓋玻片，并用指甲油封片。（4）使用剛果紅(Congo Red, 0.1%, 1mg/ml) 染色法[51]對(duì)部分器物的殘留物中一小部分進(jìn)行測(cè)試，以判斷是否存在糊化淀粉粒。（5）微植物和微生物記錄使用蔡司生物顯微鏡（Carl Zeiss Axio Scope A1），配備有微分干涉相差（DIC）及偏振光裝置，并配有數(shù)碼相機(jī)（AxioCam HRc Rev.3）記錄影像。

我們提取了半坡博物館庫(kù)房標(biāo)本架上的塵土作為控制標(biāo)本，發(fā)現(xiàn)其中有大量纖維和孢粉，但只有極少量淀粉粒，不見糊化特征，與陶器殘留物的組合截然不同（表一～三）。這一分析可以證明陶器內(nèi)壁附著的殘留物不是環(huán)境的污染，而是與器物的原始功能有關(guān)。

表一 半坡（BP）和姜寨（JZ）淀粉粒記錄

三、殘留物分析結(jié)果

經(jīng)分析，尖底瓶殘留物中發(fā)現(xiàn)有較多淀粉粒、植硅體、霉菌的菌絲、孢子和孢子囊、以及酵母細(xì)胞；并有少量棒狀方解石晶體。以下，我們對(duì)殘留物結(jié)果進(jìn)行詳細(xì)描述。

1.淀粉粒

11件陶器標(biāo)本的殘留物中共發(fā)現(xiàn)328顆淀粉粒，其中242顆（73.8%）可以鑒定為6種類型（圖三）。有86顆（比例26.2%）淀粉粒缺少鑒定特征，歸為無(wú)法鑒定類（表一、圖四）。

圖四 半坡－姜寨尖底瓶殘留物中的損傷淀粉粒（每顆淀粉粒顯示DIC和偏振光鏡拍攝的影像）

圖三 半坡－姜寨尖底瓶殘留物中的淀粉粒類型及現(xiàn)代對(duì)比標(biāo)本（每顆淀粉粒顯示DIC和偏振光鏡拍攝的影像）

I型為黍亞科（Panicoideae）（n=72;比例22%;出現(xiàn)率72.7%），粒長(zhǎng)7.13～19.05微米，為多邊體或近圓形，臍點(diǎn)居中，多有裂隙。這些特征見于粟(Setaria italica)、黍(Panicum miliaceum)及薏苡(Coix lacryma-jobi L.)的淀粉粒，往往很難鑒定到更精確的分類[52]。

II型為薏苡(C. lacryma-jobi L.)（n=33; 比例10.1%；出現(xiàn)率36.4%），粒長(zhǎng)為8.61～23.03微米。其形態(tài)特征可區(qū)別于粟黍,但與薏苡相似，如粒型較大、臍點(diǎn)偏心、消光十字臂呈“Z”形曲折狀[52]。

III型 為 小 麥 族 (Triticeae)（n=103; 比 例31.4%；出現(xiàn)率81.8%），粒長(zhǎng)4.72～44.96微米，粒型為透鏡體，臍點(diǎn)居中。這些特征與中國(guó)北方常見的冰草屬(Agropyron sp.)、披堿草屬(Elymus sp.)和賴草屬（Leymus sp.）的淀粉粒近似[53]。

IV型為栝樓根(Trichosanthes kirilowii)（n=29;比例8.8%；出現(xiàn)率63.6%），粒長(zhǎng)10.2～32.79微米，其型態(tài)為圓形、鐘形、半圓形等，臍點(diǎn)居中或偏心，消光十字多彎曲。栝樓廣泛分布于中國(guó)南北方[54]。

V型為豆類，可能為野豌豆(Vicia sp.)（n=3; 比例0.9%；出現(xiàn)率18.2%）粒長(zhǎng)22.57～27.4微米。呈不規(guī)則的橢圓形或腎形，消光十字有多個(gè)臂，中心呈現(xiàn)大面積黑色區(qū)域。秦嶺地區(qū)有17種野豌豆，古文獻(xiàn)中的“薇”鑒定為大野豌豆（Vicia gigantea Bunge）[55]。詩(shī)經(jīng)中“小雅·采薇”記述了西周人在渭河流域采集野豌豆的活動(dòng)。

VI型為芡實(shí)（Euryale ferox）（n=2; 比例0.6%; 出現(xiàn)率9.1%），淀粉粒整體為近圓形聚合體（23.28、26.89微米），內(nèi)部包含許多小形多邊體顆粒（n=22; 2.8～5.41微米）。這些特征與芡實(shí)十分接近。在我們的現(xiàn)代對(duì)比標(biāo)本中，芡實(shí)淀粉粒往往呈圓形或橢圓形出現(xiàn)（直徑9.51～32.33微米），內(nèi)含大量小型顆粒（1.71～3.93微米）（圖三，8）。我們僅在BP2標(biāo)本上發(fā)現(xiàn)兩顆芡實(shí)淀粉粒聚合體，其中一顆部分缺失（圖三，7）。芡實(shí)生在池塘、湖沼中，遍布中國(guó)南北各地[56]。

總之，淀粉粒殘留物中包含的植物主要是粟黍、薏苡和小麥族，另外有少量的栝樓根、野豌豆和芡實(shí)。這些植物的淀粉粒均見于中國(guó)北方新石器時(shí)期的磨盤磨棒上以及渭水流域新石器時(shí)代的陶器殘留物中。其中最常見的植物包括粟黍、薏苡、小麥族和栝樓根；臨潼零口和寶雞關(guān)桃園的新石器早期陶器中有類似野豌豆的淀粉粒，藍(lán)田新街的仰韶文化晚期的尖底瓶中發(fā)現(xiàn)有芡實(shí)[3-5、57]。根據(jù)關(guān)中地區(qū)西安魚化寨和華縣東陽(yáng)遺址的浮選結(jié)果，粟黍是仰韶時(shí)期最主要的農(nóng)作物[58、59]。半坡－姜寨陶器淀粉粒組合反映了渭水流域仰韶文化先民普遍栽培和采集的植物。

另外，大多數(shù)淀粉粒都顯示有損傷特征（61.2%），并可以分為未糊化（29.9%）和糊化（31.3%）兩類。前者可以代表淀粉酶分解造成的破壞，后者具有經(jīng)加熱和發(fā)酵造成的糊化特點(diǎn)。另外也有少量糊化淀粉粒顯示為一般蒸煮所致，這類糊化特征在我們的釀酒標(biāo)本中也很常見（圖四）。綜合來(lái)看，淀粉粒的整體特征包含了植物發(fā)酵所造成的的各類損傷現(xiàn)象。

2.植硅體

殘留物中共發(fā)現(xiàn)852顆植硅體。8件器物中出有來(lái)自黍族穎殼的植硅體（n=288; 23.8%），其中大多數(shù)只能鑒定為黍族(n=176)，其次為黍的η型（n=111），只有1例為粟的Ω型。鑒于絕大多數(shù)能夠鑒定到屬的穎殼均來(lái)自黍，推測(cè)那些定為黍族的穎殼大多數(shù)也是黍。啞鈴型、多鈴型和十字型等一些黍亞科中常見的植硅體主要出現(xiàn)于9件器物中(n=61)，大部分可能來(lái)源于黍；其中一部分十字型植硅體的長(zhǎng)或?qū)挸^(guò)18微米，不見于粟黍，可能來(lái)自薏苡的內(nèi)稃和外稃。有3例為絞合狀樹枝狀型，可能來(lái)源于早熟禾亞科的穎殼；殘留物中有較多的小麥族淀粉粒，因此推測(cè)這些穎殼可能來(lái)自野生小麥族，但無(wú)法準(zhǔn)確確定其來(lái)源種屬。另外，有一例水稻穎殼的雙峰型。還有較多禾本科中常見的棒型、扇型和帽型，其中包括6例來(lái)自蘆葦莖葉的盾型。主要見于真雙子葉植物（eudicots）莖葉的毛細(xì)胞出現(xiàn)在10個(gè)標(biāo)本中（n=30）。毛細(xì)胞來(lái)自于菊科（Asteraceae）、榆科(Ulmaceae)、葫蘆科(Cucurbitaceae)、蕁麻科(Urticaceae)等植物[60]，我們目前尚無(wú)法提供更準(zhǔn)確的鑒定；但殘留物中有屬于葫蘆科的栝樓根淀粉粒，標(biāo)本中的毛細(xì)胞中是否有些來(lái)自栝樓，需要將來(lái)做進(jìn)一步分析?？傊?，殘留物中有大量黍族和少量小麥族及水稻的穎殼植硅體，并與禾本科的多種植物莖葉植硅體共存（表二、圖五）。

表二 半坡－姜寨尖底瓶殘留物中的植硅體記錄

圖五 半坡－姜寨尖底瓶殘留物中的植硅體和棒狀方解石晶體

3.真菌（酵母和霉菌）

殘留物標(biāo)本中共發(fā)現(xiàn)412個(gè)真菌個(gè)體或組合，包括酵母細(xì)胞和霉菌（表三）。

表三 半坡－姜寨尖底瓶殘留物中真菌（酵母和霉菌）記錄

在8件陶器上共發(fā)現(xiàn)134個(gè)酵母細(xì)胞，為圓形和橢圓形，直徑范圍3.19～11.9微米。其中40個(gè)顯示出有小突起狀的芽體，是芽殖的初期形態(tài)（圖六，1、2）。這些酵母細(xì)胞形態(tài)與釀酒酵母接近(圖七，8)，但我們無(wú)法僅僅根據(jù)形態(tài)鑒定其種屬。

圖六 半坡－姜寨尖底瓶殘留物中酵母細(xì)胞和霉菌

除了2件標(biāo)本外（JZ3，JZ8）其他陶器標(biāo)本都發(fā)現(xiàn)有較多霉菌的組成成分，包括154個(gè)菌絲和菌絲體、80個(gè)孢子囊和44個(gè)孢子。其中有些具有曲霉和根霉的特征。曲霉菌絲有分隔，無(wú)假根，分生孢子梗從厚壁而膨大的菌絲細(xì)胞生出，分生孢子梗頂端膨大而形成頂囊，頂囊表面產(chǎn)生小梗，從小梗生出分生孢子。根霉菌絲無(wú)分隔、有假根、菌絲在與假根相對(duì)位置向上生出孢囊梗，頂端形成孢子囊，內(nèi)生孢囊孢子。孢子囊的囊軸明顯，囊軸基部與柄相連處成囊托。毛霉的外形成毛狀，菌絲無(wú)隔，有分枝，囊軸球形，與囊梗不分隔，無(wú)囊托。根霉和毛霉形態(tài)比較相似，但毛霉無(wú)假根(圖七，1～7)[46,61,62]。

在JZ2標(biāo)本發(fā)上發(fā)現(xiàn)大量的霉菌（n=137），大多數(shù)具有明顯的曲霉特征，其中至少有42個(gè)可以分辨出分生孢子梗和圓形的頂囊，以及從頂囊表面生長(zhǎng)出的小梗和孢子。同時(shí)，JZ2中也有少量根霉或毛霉，顯示為與孢子梗連接的圓形孢子囊，其中還可見的黑褐色的孢囊孢子。在BP1和JZ5中發(fā)現(xiàn)有分枝的菌絲，其形態(tài)類似根霉從假根相對(duì)位置生長(zhǎng)出菌絲的狀態(tài)（圖六；對(duì)照?qǐng)D七中的相應(yīng)霉菌形態(tài)）。

圖七 現(xiàn)代真菌對(duì)比標(biāo)本

4.棒狀方解石晶體（rod-shaped calcite crystals）

在3個(gè)標(biāo)本中發(fā)現(xiàn)有少量棒狀晶體。這些晶體大多表面光滑，以單體出現(xiàn)，多為直棒形，有方鈍形末端。在偏光鏡下可見雙折射光澤（圖五，11、12）。這些特征與棒狀方解石晶體的形態(tài)十分吻合。棒狀方解石晶體是真菌菌絲生物礦化的結(jié)果，菌絲在分解后將針狀物釋放到周圍環(huán)境中[63、64]。棒狀方解石晶體的出現(xiàn)表明殘留物中曾存在真菌，與上述真菌菌絲的鑒定互為佐證。

四、討論：殘留物組合與釀酒和飲酒方法

綜合殘留物中各種微植物和微生物的出現(xiàn)情況，可以觀察到以下現(xiàn)象。

第一，根據(jù)淀粉粒和植硅體的類型可以推測(cè)，尖底瓶中盛裝的植物種類包括粟黍、薏苡、水稻、野生小麥族、野豌豆、栝樓根及芡實(shí)。有明顯糖化和發(fā)酵特征的淀粉粒存在說(shuō)明這些植物是釀酒原料。其中各種谷物淀粉粒在數(shù)量和出現(xiàn)率中都占主要地位，而豆類和塊根類較少。姜寨植硅體中有1例水稻穎殼的雙峰型，但淀粉粒中沒有發(fā)現(xiàn)水稻。根據(jù)我們的釀酒實(shí)驗(yàn)，大米淀粉粒在發(fā)酵過(guò)程中大部分消失，而且大米淀粉粒顆粒很小，如果不是以群組的狀態(tài)出現(xiàn)，不易鑒定，因此可能很難在古代殘留物中發(fā)現(xiàn)。另外，在釀酒發(fā)酵過(guò)程中，大部分淀粉粒由于糖化和糊化而變形，導(dǎo)致無(wú)法鑒定。因此，我們不能根據(jù)淀粉粒的數(shù)量直接計(jì)算釀酒原料的比例，但大致可以推測(cè)主要的釀酒谷物為粟黍、薏米、小麥族和稻米，并附加野豌豆和塊根植物。

第二，小麥族淀粉粒的出現(xiàn)率較高，見于9件陶器，并在其中3件陶器中（BP2, JZ2, JZ3）與早熟禾亞科穎殼植硅體共存。這些淀粉粒和植硅體可能來(lái)自同樣的植物，但目前無(wú)法鑒定到種屬。這些殘留物至少說(shuō)明仰韶時(shí)期對(duì)野生小麥族植物的利用包括釀酒。

第三，在姜寨的8件標(biāo)本中發(fā)現(xiàn)黍族穎殼植硅體；其中2件標(biāo)本（JZ3、8）有數(shù)量非常高的黍族穎殼（分別為51、110），但基本不見霉菌（圖八）。谷物穎殼和相應(yīng)的具有發(fā)酵特征的淀粉粒同時(shí)出現(xiàn)可以作為釀造谷芽酒的指示物，因此這2件尖底瓶中盛裝的可能是以發(fā)芽黍?yàn)閱渭儼l(fā)酵劑的谷芽酒。渭河流域釀造谷芽酒的最早證據(jù)見于臨潼零口遺址白家期的小口鼓腹罐的殘留物中，其釀酒原料主要為黍和稻米，年代接近距今7800年[2]。零口距離姜寨約19公里，兩遺址中的釀酒原料和方法的類似，可能與其相似的自然環(huán)境及同一地區(qū)的技術(shù)傳承有關(guān)。

圖八 根據(jù)陶器殘留物中黍族穎殼植硅體、霉菌和棒型植硅體分布推測(cè)釀酒方法

第四，利用霉菌制麹釀酒的方法見于2個(gè)遺址中,其中9個(gè)標(biāo)本中霉菌的數(shù)量在8個(gè)個(gè)體以上。能夠鑒定的霉菌包括曲霉和根霉。尤其在JZ2標(biāo)本中發(fā)現(xiàn)大量霉菌的片段，如孢囊和菌絲；以曲霉為主，并有少量根霉。利用曲霉和根霉釀酒的最早證據(jù)見于寶雞關(guān)桃園前仰韶時(shí)期的陶器上，是至今所知中國(guó)最早的麹酒[2]。另外，澠池丁村仰韶中期尖底瓶殘留物中發(fā)現(xiàn)曲霉和毛霉[6]。這3種霉菌都是現(xiàn)代麹中常見的菌種[45]。曲霉和根霉在一個(gè)尖底瓶（JZ2）中集中出現(xiàn)說(shuō)明仰韶早期人們已經(jīng)有意識(shí)地選擇和培養(yǎng)有益的發(fā)酵菌群。他們并不明白其中的科學(xué)原理，而是經(jīng)歷了千百年反復(fù)嘗試而獲取的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。

另外，在半坡—姜寨陶器上發(fā)現(xiàn)有較多霉菌的8個(gè)標(biāo)本中，3個(gè)不見穎殼植硅體（BP1、2;JZ8），說(shuō)明是單純使用酒麹釀酒。另外6個(gè)標(biāo)本中發(fā)現(xiàn)既有霉菌又有穎殼植硅體(JZ1、2、4～6,9)，可能是在同一器物中曾經(jīng)利用谷物發(fā)芽和酒麹兩種方法釀酒。從整體來(lái)看，我們觀察到的兩種釀酒方法和器型大小之間沒有直接聯(lián)系。例如，可以鑒定為單純使用酒麹的標(biāo)本（BP1、2;JZ7）和可能使用兩種釀酒方法的標(biāo)本（JZ1、2、6、9）都來(lái)自大小不同的尖底瓶。另外，我們不能肯定那些只有極少量穎殼植硅體的標(biāo)本（JZ5只有1個(gè)黍穎殼植硅體）屬于有意識(shí)利用發(fā)芽谷物釀酒（圖八）。

第五，每個(gè)標(biāo)本中都發(fā)現(xiàn)有棒型植硅體；這類植硅體主要來(lái)自禾本科植物莖葉，但是也見于穎殼中。標(biāo)本中出現(xiàn)棒型植硅體可能反映兩種情況：（1）如果在制麹過(guò)程中加入某些植物莖葉作為草麹，那么殘留物中會(huì)同時(shí)存在霉菌和來(lái)自莖葉的棒型植硅體。我們的標(biāo)本中有4例（BP1、2;JZ2、6）是較多數(shù)量的霉菌（n=24～137）和棒型植硅體（n=39～105）共存，其中兩例不見穎殼；這4例標(biāo)本可能是使用草麹的反映。（2）如果殘留物中不見或極少霉菌，但有較多穎殼和棒型植硅體，那么這些棒型植硅體也許主要來(lái)自穎殼。標(biāo)本中的JZ3、8可能屬于這種情況（圖八）。

第六，根據(jù)有些尖底瓶口沿磨損的微痕形態(tài)（如垂直向線狀痕），我們?cè)?jīng)推測(cè)仰韶人可能使用蘆葦或竹子做的吸管飲酒[65]。在本文所分析的2個(gè)姜寨尖底瓶標(biāo)本中（JZ2、8）發(fā)現(xiàn)來(lái)自蘆葦莖葉的盾形植硅體（圖五，7），可以作為使用蘆葦吸管飲酒的佐證。

BP1、BP2、JZ7為單純麹酒；JZ3、JZ8為單純谷芽酒；其他可能為兩種方法混合釀造。

第七，仰韶文化早期代表著一個(gè)相對(duì)平等的農(nóng)業(yè)社會(huì)，在所有仰韶遺址的居住區(qū)和墓葬中都出土有尖底瓶，該器物的廣泛分布表明酒被人們普遍享用，而不是僅作為少數(shù)精英人士的奢侈品。各種大小的尖底瓶可能在不同的社會(huì)場(chǎng)合中使用，例如，小型尖底瓶可能適于個(gè)人或家庭飲用，而大型尖底瓶可以滿足更多人的需求，如社區(qū)宴饗時(shí)的群飲。這一推測(cè)需要更多的證據(jù)來(lái)檢驗(yàn)，但半坡和姜寨的聚落模式可以支持這種假設(shè)；兩個(gè)遺址均為有壕溝圍繞的村落，少數(shù)大型公共建筑被許多中小型的家庭住所圍繞。大型公共建筑與宴飲活動(dòng)之間的關(guān)系也已經(jīng)通過(guò)對(duì)河南偃師灰嘴遺址大房子地面中殘留的分析得以確認(rèn)[66]。此外，尖底瓶的形制趨于向大型發(fā)展，這與仰韶大房子的規(guī)模從早期（約100平方米）到晚期（約300平方米）增加的總體趨勢(shì)一致。這一規(guī)律也許意味具有宴飲性質(zhì)的公共聚會(huì)的規(guī)模逐漸擴(kuò)大。這些現(xiàn)象都表明，仰韶文化中的飲酒行為與社會(huì)復(fù)雜性發(fā)展之間有著密切的關(guān)系。

最后，器物埋藏學(xué)背景的差異似乎影響了殘留物中微生物的保存，特別是淀粉粒的保存。來(lái)自墓葬的2個(gè)完整小型尖底瓶（JZ2、9）中發(fā)現(xiàn)了最多的淀粉粒數(shù)量（65和69），JZ2中也保存了最多的霉菌（137）。而來(lái)自房址（JZ5）和甕棺（JZ7）的標(biāo)本保存的淀粉數(shù)量最少（各為6）。這些結(jié)果表明，為了獲取最好的釀酒證據(jù)，除了針對(duì)器表有可見殘留物的釀酒器之外，墓葬中完整的隨葬品也是較理想的采樣對(duì)象。

五、結(jié)論

以上的分析證明，出現(xiàn)于7000年前最早的仰韶文化尖底瓶是一種新型的釀酒容器，其結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)有利于釀造發(fā)酵。酒的原料是當(dāng)時(shí)常見的各種栽培和野生植物，大小不等的尖底瓶可能用于不同的社會(huì)場(chǎng)合。綜合半坡和姜寨尖底瓶殘留物中淀粉粒、植硅體、霉菌、酵母細(xì)胞和棒狀方解石晶體的組合規(guī)律可以看出，黍可能是釀酒的主要原料，加以其他谷物（粟、小麥族、水稻）、豆類和塊根植物（栝樓根、芡實(shí)）。釀酒方法基本為谷芽酒和麹酒兩種，使用蘆葦吸管咂酒可能是飲酒方法之一。谷芽酒主要利用黍發(fā)芽，制麹的原料包括谷物和禾本科植物莖葉，麹中的霉菌主要有曲霉和根霉，或許也有少量毛霉，酵母的形態(tài)接近釀酒酵母。這兩種釀酒方法有時(shí)分別使用，有時(shí)可能同時(shí)使用。這一研究填補(bǔ)了中國(guó)新石器時(shí)代釀酒歷史上1000年的空白，使我們能夠重建從9000年到5000年前在黃河中游地區(qū)持續(xù)發(fā)展的釀酒技術(shù)。在這數(shù)千年中，那些有益于釀造發(fā)酵酒的真菌在酒器殘留物中持續(xù)出現(xiàn)，表明史前時(shí)期的先民已經(jīng)掌握了接種發(fā)酵的方法，包括反復(fù)使用專用發(fā)酵容器（包括尖底瓶）使得所需微生物菌群得以延續(xù)。

這項(xiàng)研究的結(jié)果不僅為了解中國(guó)史前悠久的釀酒技術(shù)傳統(tǒng)提供了新資料，而且為深入探索仰韶人與飲酒相關(guān)的社會(huì)活動(dòng)開辟了新途徑。未來(lái)的研究需要分析在更大的區(qū)域和更長(zhǎng)的時(shí)間段內(nèi)，釀酒和飲酒行為與社會(huì)復(fù)雜化之間的關(guān)系。

致謝：陜西省考古研究院孫周勇促進(jìn)本項(xiàng)目的合作；西安半坡博物館的領(lǐng)導(dǎo)和工作人員大力支持并配合工作；中國(guó)社會(huì)科學(xué)院考古研究所提供設(shè)備和人員支持；河南澠池仰韶酒廠陳蒙恩提供現(xiàn)代真菌標(biāo)本并協(xié)助鑒定真菌；美國(guó)斯坦福大學(xué)東亞系馮索菲協(xié)助提取殘留物標(biāo)本；本項(xiàng)目由美國(guó)斯坦福大學(xué)考古中心資助。

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