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含牛奶、小麦淀粉这不是蛋糕,是古藏纸

来源:科技日报2021-02-26 09:53

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  手写经文在藏纸上的晕染状态 受访单位供图

  西藏山南地区桑耶寺发现的古藏纸残片 受访单位供图

  借助多种先进的科技手段,我们首次识别了古代藏纸中瑞香狼毒纤维的生物标记物,并利用此方法鉴定此次研究的古代藏纸以瑞香狼毒为原料,这是迄今发现最早以瑞香狼毒为原料的藏纸。

  ——杨益民 中国科学院大学人文学院考古学与人类学系教授

  作为藏族聚居地区所产纸的统称,藏纸不仅是藏文化的重要载体,也是藏文化的重要组成部分。在第一批国家级非物质文化遗产名录中,就有藏族造纸技艺。然而,藏纸的起源和发展历程少有文字记载和考古实证分析。

  为了丰富对古代藏纸的认识,中国科学院大学人文学院考古学与人类学系杨益民教授课题组与西藏博物馆等单位的学者合作,对西藏桑耶寺发现的古代藏纸残片开展了综合分析。该项研究的论文日前发表在《考古科学:报告》(Journal of Archaeological Science: Reports)上。

  “借助多种先进的科技手段,我们首次识别了古代藏纸中瑞香狼毒纤维的生物标记物,并利用此方法鉴定此次研究的古代藏纸是以瑞香狼毒为原料,这是迄今发现最早以瑞香狼毒为原料的藏纸。”杨益民2月22日在接受科技日报记者采访时表示,这项研究还首次在古代藏纸中发现了由“奶+小麦淀粉”组成的独特的施胶剂。

  高科技“透视”古藏纸

  过去,古藏纸的科技分析工作主要由欧洲学者开展,包括对新疆和田安迪尔古城藏纸和敦煌藏经洞藏纸的分析。2012年前后,德国洪堡大学的学者对出自敦煌藏经洞的古代藏纸样品进行纤维分析,发现其纤维来源可以分为3类:麻类、瑞香科以及构皮。

  “显然,已有的藏纸分析所获取的信息并不充分。在和西藏博物馆娘吉加研究员的交流中,我们认为可以通过对桑耶寺发现的古代藏纸残片进行研究,了解其原料与工艺。这也是这项研究的缘起。”杨益民回忆道。

  面对这一组古代藏纸残片,科研人员关注的是与之相关的生产时间、地点、原料、工艺。而这些潜在的信息,仅仅通过肉眼观察是难以获取的,需要借助现代科技手段。

  测定藏纸的年代,主要有两种方法,一种是通过藏文的字体及内容判定大致年代,还有一种是碳14测年技术。论文第一作者、中国科学院大学特别研究助理韩宾博士介绍,他们在请藏文专家进行文字预判的基础上,在两个不同的实验室对藏纸样品开展了碳14测年。结果表明该组残片为12—13世纪古纸残片。测年数据的一致性,也表明碳14测年技术可以很好地判定藏纸的年代,为后续藏纸的研究提供了参考。

  明确藏纸年代之后,科学家迫切想知道它们是用什么原料制成的。关于造纸纤维的鉴定,常用的方法是用显微镜对造纸植物纤维进行形貌观察分析,但显微观察有时难以区分鉴定形貌相近的造纸纤维,如构皮纤维与桑皮纤维,瑞香与结香、狼毒纤维等就比较难以区分。

  “我们在造纸纤维鉴定过程中综合利用了热裂解-气质联用、热裂解-全二维气质联用等技术分析纸张纤维的裂解产物,通过鉴定有机小分子建立瑞香狼毒纤维的鉴定依据。利用此方法,我们发现这组残片是迄今最早以瑞香狼毒为原料的藏纸。”韩宾说。

  热裂解-气质联用技术主要用于高分子材料的表征分析,也用于艺术品、古代有机残留物分析。热裂解-全二维气质联用技术主要用于石化及食品领域的复杂样品分离。韩宾指出,在国内而言,这两种技术是首次用于古纸的分析;在国际上而言,热裂解-全二维气质联用技术也是首次用于古纸的分析。

  “此前的研究认为古代藏纸中含有瑞香科植物纤维,我们的研究则进一步细化,明确古代藏纸中含有瑞香狼毒草的纤维。”杨益民介绍,瑞香科植物约有50属、500种左右,广布于全世界热带和温带地区,但主要分布在非洲南部、地中海沿岸至大洋洲。

  发现纸张中特殊黏合剂

  初步观察残片表面墨的浸染状态,可以看到墨只在表面浸染,没有进入纸张内部,表明残片经过了施胶处理。研究人员在偏光显微镜下观察发现纸张中存在大量的淀粉粒,说明纸张使用淀粉施胶。通过全二维-气相色谱质谱分析,发现其中存在蛋白质裂解的成分。

  但上述研究分析,仍无法确认淀粉粒以及蛋白质的来源。于是,科研人员又进行了蛋白质组学分析。通过特异性肽段分析,确认纸张中的淀粉来源于小麦,而蛋白质来源于奶,进一步推测可能来源于当地的牦牛奶。除了淀粉、蛋白质等有机成分,电镜-能谱分析中还发现纸面以及内部存在含钙、碳、氧等元素的物质,通过进一步的X射线衍射分析,确认该物质为碳酸钙。

  “至此,我们已将这组古代藏纸残片的施胶以及加填物质分析清楚,即使用了‘奶+小麦淀粉’这一特殊的施胶剂,同时使用了碳酸钙作为填料。”杨益民说。

  值得一提的是,20世纪初,维也纳植物学家威斯纳在分析安迪尔古城遗址的古藏纸时曾发现有大量淀粉,认为古代藏纸使用了大量未经糊化的大米淀粉。威斯纳的这一结论被国内外纸史学家广泛引用。

  但未经糊化的淀粉黏度低,难以与纸张纤维结合紧密,也无法形成较好的阻滞墨水晕染的性能。而且,通过显微镜观察鉴定古藏纸的施胶剂为大米淀粉,可能会受到其他因素影响而导致误判。

  “我们分析认为,小麦淀粉并非没有经过糊化,而是酪蛋白的加入,影响了小麦淀粉的糊化过程,使得淀粉粒不易于吸水膨胀破裂,糊化后留存了粒径较小的淀粉粒。其次,某些小麦品种抗旱抗冻,是青藏高原主要粮食作物之一,就作物地理分布而言,用小麦淀粉做藏纸施胶剂也更为合理。”韩宾分析道。

  植物资源决定造纸原料

  一般认为,文成公主进藏,加速了中原文化、技术等传入吐蕃。据《旧唐书》记载,唐高宗继位后,吐蕃使者来唐“请蚕种及造酒、碾、磑、纸、墨之匠”,高宗“并许焉”。

  造纸,从本质上讲,是将植物纤维解离分散、滤水成型为薄片状材料。充足、优良的植物纤维供应是手工造纸的前提。在藏区造纸,首先面对的问题,可能就是某些优良造纸纤维原料短缺的问题。比如构树、桑树、青檀、竹子等植物纤维都适于造纸,在中原地区传统手工造纸中有大量使用,但这些植物种类在青藏高原却难以大面积种植生长。

  因此,造纸工匠因地制宜,选取青藏高原分布广泛的瑞香科植物,如瑞香、结香、狼毒等植物纤维作为造纸原料,逐渐形成具有浓厚地域特色的藏纸。在这其中,瑞香狼毒全株有毒,可防虫蛀,利于文书长时间保存。

  “可以想象,中原地区的纸匠入藏后,在缺乏优质植物纤维资源的情况下,改进技艺,将分布广泛的瑞香狼毒试用于造纸,然后逐渐推广开来。当然,这只是一个可能性的推测。事实上,藏纸原料选择的缘起,仍是一个待解的学术问题。”韩宾认为。

  在韩宾看来,藏区和中原地区植物资源分布的不同,导致了造纸原料选取的不同。这充分体现了当地造纸工匠的智慧,也是高原地区人地关系的一个侧面写照。

  (记者 唐 婷)

[ 责编:涂子怡 ]
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