一．研究背景

　　黃河中游的仰韶文化在中期（廟底溝類型時期）迅速向周邊地區(qū)擴張，表現(xiàn)之一為具有代表性的陶器組合出現(xiàn)在許多同時期的遺址中，包括小口尖底瓶、小口平底瓶和漏斗。小口容器往往與儲存液體有關(guān)，漏斗則主要用于向小口容器中注入液體。長期以來就有學(xué)者提出：仰韶文化的尖底瓶、平底瓶和漏斗可能為釀酒器，漏斗是用來將酒漿倒入尖底瓶或平底瓶中的。但這些結(jié)論都是根據(jù)民族學(xué)資料或與世界其他地區(qū)考古資料進行類比得出的，未經(jīng)科學(xué)驗證。最近筆者對西安米家崖遺址仰韶晚期漏斗、尖底瓶和大口甕的殘留物作了分析，首次提供了這組陶器用于釀造谷芽酒的科學(xué)證據(jù)；對淀粉粒和植硅體的分析，證明米家崖人使用發(fā)芽的黍和大麥，并摻合薏苡及多種塊根植物來釀酒 。這一結(jié)果說明，植物殘留物分析能夠幫助我們有效判別陶器是否具有釀酒功用，是進一步追溯中國北方地區(qū)釀酒源流的可行方法。因此，我們有目的地把研究重點放在對漏斗、尖底瓶和平底瓶的殘留物遺存的分析上。筆者本文主要討論陜西高陵楊官寨遺址仰韶中期陶器的淀粉粒和植硅體分析結(jié)果。

　　二．遺址概況和標本采集

　　楊官寨遺址是渭水流域以仰韶文化廟底溝時期為主，并包含有仰韶晚期遺存的超大型環(huán)壕聚落，壕內(nèi)面積達24.5萬平方米。截至目前已發(fā)掘出房址、灰坑、陶窯、墓葬等大量遺跡，并出土有五千多件陶器，主要器類包括瓶（尖底和平底）、罐、盆、缽、釜、灶、甕、杯、盂、器座、鼓形器、器蓋、漏斗、刀、環(huán)、紡輪等。三個碳十四數(shù)據(jù)顯示該遺址仰韶中期的年代大約為距今 5700-5300 年 。動物遺存的分析顯示，當時的居民的肉食來源主要為家豬及少量野生動物。植物浮選遺存的分析尚未結(jié)束，但采自灰坑和黃土沉積的土壤標本中發(fā)現(xiàn)較多粟和黍的植硅體，其中黍的比例高于粟?？傮w看來，楊官寨是渭水流域仰韶中期的一處大型中心聚落，其生計方式是以種植粟黍、飼養(yǎng)家豬為主的旱作農(nóng)業(yè)。

　　楊官寨既是大型中心聚落，又出土有較多的尖底瓶、平底瓶和漏斗，這就為我們研究仰韶時期的釀酒及宴飲活動提供了絕好的材料。 2014和2016年度，我們對楊官寨遺址仰韶中期陶器進行了殘留物提取，包括3件漏斗和10件尖底/平底瓶。殘留物樣品的采集過程及分析方法為：（1）小型陶器殘片使用超聲波清洗儀震蕩3分鐘，大型陶器使用超聲波牙刷清洗3分鐘，以獲得液體殘留物；同時使用潔凈的刀片在陶器表面直接刮取固體殘留物。（2）在實驗室通過EDTA（Na2EDTA·2H2O）清洗法和重液離心法分離殘留物，使用比重為2.35的多鎢酸鈉重液（SPT）以便同時提取淀粉粒和植硅體，吸取分離后的殘留物溶液滴在干凈的載玻片上，干燥后滴加濃度50%的甘油溶液，加蓋玻片，并用指甲油封片。（3）淀粉粒和植硅體的觀察和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。

　　 經(jīng)過處理，不同器物上觀察到的淀粉粒和植硅體數(shù)量不等；殘留物數(shù)量極少的標本（0-3顆淀粉粒，極少量植硅體）不具備統(tǒng)計意義，因此本文僅對7件保存有較多殘留物的器物進行分析與討論，包括3件漏斗(FN1-3)，2件尖底瓶 (JDP1,2)和2件平底瓶 (PDP1,2) （表1；圖1）。

圖1　本文分析的楊官寨陶器

1－3：漏斗（FN1-3); 4：尖底瓶（JDP2);5,6. 平底瓶（PDP1,2); 7. 尖底瓶（JDP1)。

表1　楊官寨出土漏斗、尖底瓶、平底瓶殘留物中淀粉粒記錄

　　三．釀酒過程造成淀粉粒損傷的實驗考古分析

　　已有的研究成果表明，仰韶文化的酒屬于谷芽酒。在世界范圍內(nèi)，多種谷物均用于釀酒，如大麥、小麥、高粱、玉米、粟黍等；其釀造過程主要有三個步驟。（1）谷物發(fā)芽：目的是為了活化種子中的淀粉酶，而酶的功能是將淀粉轉(zhuǎn)化為可發(fā)酵的糖。（2）糖化：是酶將淀粉轉(zhuǎn)化為糖的過程；發(fā)芽谷物經(jīng)過粗略搗磨后，放入大型器皿中，加入熱水，溫度保持在65－70攝氏度左右，經(jīng)30分鐘至4小時后制成醪液。（3）發(fā)酵：將醪液置于釀酒的容器中，酶繼續(xù)對淀粉進行分解，同時利用酵母（可能為空氣中的天然酵母，或存在于蜂蜜、野葡萄等植物中的酵母）將糖轉(zhuǎn)化為酒精和二氧化碳，數(shù)日之后釀制成酒。由于發(fā)酵過程是在缺氧的環(huán)境中進行，釀酒容器需要封口。

　　根據(jù)民族學(xué)資料，釀酒者在發(fā)酵階段往往加入一定比例的磨碎、未經(jīng)糖化的谷物或其他植物。例如，在中國陜西北部的榆林地區(qū)，人們有釀造小米渾酒的傳統(tǒng)。根據(jù)本文第一作者的實地調(diào)查和以往發(fā)表的資料，渾酒的制法大致如下：（1）將小麥發(fā)芽后磨粉備用；（2）將脫殼黍磨成粉、蒸成糕備用；（3）以1:5的比例將發(fā)芽小麥粉與黍糕攪拌均勻，裝入密封的壇子里，放置熱炕頭發(fā)酵，24小時后成酒。飲用時需加水煮開，成為微酸甜、淡黃色、粥狀的低酒精飲料。這一類飲料應(yīng)與仰韶文化的谷芽酒比較接近。又如，非洲埃塞俄比亞的民族用粟和高粱釀造谷芽酒；釀造時1/3為發(fā)芽的谷物，而2/3為未發(fā)芽、直接磨粉并烤熟的谷物。

　　上述釀造谷芽酒過程中的每一步驟都會對淀粉粒造成破壞，且損傷特征有別于一般的蒸、煮、烤。為了了解淀粉粒在釀酒過程中的形態(tài)變化，建立對比標本庫，我們使用多種谷物和塊根植物進行了一系列釀造谷芽酒的實驗，包括粟、黍、大麥、小麥、賴草、披堿草、栝樓根、山藥、百合等。根據(jù)實驗結(jié)果，淀粉粒形態(tài)變化大致可歸納為與釀酒過程相應(yīng)的三個階段。第一階段：在發(fā)芽過程中酶開始分解淀粉粒，在其表面留下的損傷痕跡包括中心凹陷、深溝及微型凹坑，但受損傷淀粉粒的數(shù)量比例較低。第二階段：在糖化過程中，搗磨、加熱及酶的作用使淀粉粒進一步受到破壞。其中一部分與發(fā)芽形成的損傷相同，但程度加深，如有些顆粒中心部分幾乎完全缺失，僅保存邊緣部分；另有一些淀粉粒出現(xiàn)部分表面缺失、部分層紋暴露、具有膨脹變形的糊化特征，消光十字模糊或消失等。這些可能是搗磨、糊化及酶分解所造成的綜合性結(jié)果。第三階段：醪液發(fā)酵使淀粉粒被進一步分解，上述的損傷特征更加明顯，受損淀粉粒的總體比例增加，中心缺失而僅保存邊緣的淀粉粒更多；但隨著釀造時間的延續(xù)，更多的淀粉粒逐漸分解、消失（圖2）。由于酶分解淀粉的活動是一個持續(xù)進行的量變過程，這三個階段淀粉粒的損傷形態(tài)具有一定的相似性。是否存在糊化淀粉?？梢宰鳛榈谝浑A段與第二、三階段之間的區(qū)別，但第二、三階段之間不易區(qū)分，因為糖化階段出現(xiàn)的損傷特征在發(fā)酵階段的初期仍繼續(xù)存在。不過隨著釀造時間的延長，淀粉粒損傷程度會增加，而總體數(shù)量會逐漸減少；同時，如果在發(fā)酵階段向醪液中加入了其他植物，在殘留物中也可能會表現(xiàn)出來。

圖2　實驗釀酒過程中淀粉粒的損傷形態(tài)(顯示DIC和偏振光影像)

1．薏苡，發(fā)酵3天后有些淀粉粒表面出現(xiàn)凹坑和深溝；2. 薏苡，發(fā)酵33天后淀粉粒普遍有更明顯的凹坑和深溝；3. 薏苡，發(fā)酵33天后一些淀粉粒受到嚴重分解后中心部分缺失，僅剩邊緣；4. 黍，糖化后表面出現(xiàn)凹坑和深溝；5. 黍，糖化后中心部分破壞但邊緣較完整; 6. 冰草，糖化后中心部破壞，邊緣殘破；7. 賴草，糖化后表面出現(xiàn)凹坑，部分糊化；8. 栝樓根，發(fā)酵34天中心凹陷，邊緣破損；9. 山藥，發(fā)酵5天邊緣破損，消光十字模糊；10. 百合，發(fā)酵5天出現(xiàn)深溝，邊緣破損，消光十字模糊。

　　不同植物的淀粉粒在發(fā)酵過程中被酶分解的速度和損傷形態(tài)也有區(qū)別。在我們的實驗中，塊根植物淀粉粒分解速度明顯比谷物緩慢；當這兩類植物放在同一容器中發(fā)酵數(shù)日后，前者的大多數(shù)仍保持較完整的形態(tài)，但后者已表現(xiàn)出明顯損傷。另外，粟黍淀粉粒的分解速度超過薏苡。因此我們無法根據(jù)殘留物中各種植物淀粉粒數(shù)量的比例來復(fù)原這些植物在釀酒時所占有的絕對成分比例。再有，在酶的作用下，栝樓根的淀粉粒損傷表現(xiàn)有裂痕、中心凹陷、邊緣破損；但百合和山藥主要出現(xiàn)裂痕和邊緣破損。

　　釀造谷芽酒的谷物并非必需脫殼，因此在釀酒器表面的殘留物中可能有相應(yīng)的穎殼植硅體，可與淀粉粒鑒定結(jié)果相參照。釀酒實驗中觀察到的這些現(xiàn)象，有助于我們分析古代陶器標本上的殘留物遺存。

　　四．楊官寨陶器殘留物分析

　　楊官寨陶器標本的殘留物中共記錄166顆淀粉粒，其中139顆（占比83.7%）可以鑒定為7種類型，包括粟黍（n=12）、薏米（n=29）、小麥族（n=12）、栝樓根（n=49）、山藥（n=2）、百合（n=2）以及無法鑒定的塊根植物（n=33）。有27顆（占比16.3%）淀粉粒缺少鑒定特征，歸為無法鑒定類（表1，見前）。這些淀粉粒類型普遍見于中國北方新石器時期的石器和陶器殘留物中，因此本文依據(jù)既已建立的標準進行鑒定，此不贅述。

　　許多淀粉粒觀察到各種損傷及變形特征。其中39.2%（n=65）的淀粉粒具有與上述釀酒實驗標本中經(jīng)過發(fā)芽、糖化、發(fā)酵后非常一致的損傷特征，即：淀粉粒表面出現(xiàn)中心凹陷、深溝及微型凹坑、部分缺失、部分層紋暴露、消光十字模糊或消失等、有些顆粒中心部分幾乎完全缺失，僅保存邊緣部分。另外有3.6%的淀粉粒（n=6）具有糊化特征，表現(xiàn)為膨脹變形、消光十字模糊或消失等，此類特征也見于前述的經(jīng)糖化、發(fā)酵的對比標本中（見圖2，3）。

圖3　楊官寨陶器上的淀粉粒，由于酶的作用產(chǎn)生各種形態(tài)的損傷 (顯示DIC 和偏振光影像)

1.  黍淀粉粒，表面有凹坑 (JDP2); 2. 薏苡淀粉粒，表面有深溝 (FN1); 3. 兩顆出現(xiàn)不同程度中心凹陷的淀粉粒 (FN2); 4. 淀粉粒中心部分幾乎完全缺失，僅保存邊緣 (JDP2); 5. 百合淀粉粒，邊緣破損 (JDP1); 6. 山藥淀粉粒，消光十字模糊; 7. 栝樓根淀粉粒，中心凹陷 (FN2); 8. 小麥族淀粉粒，表面有凹坑，部分糊化 (FN2) 。

　　殘留物中同時包含了較多數(shù)量的植硅體（n=405）。來自黍穎殼特有的η型植硅體在3個漏斗、2個平底瓶和1個尖底瓶中均有出現(xiàn) (n=10)。同時，啞鈴型、多鈴型和十字型等一些黍亞科中常見的植硅體出現(xiàn)最多 (n=279)，可能來源于黍和薏苡；其中一部分十字型植硅體的長或?qū)挸^21微米，不見于黍，可能來自薏苡的內(nèi)稃和外稃。在兩件平底瓶中還發(fā)現(xiàn)了少量類似于小麥族的絞合狀樹枝紋飾植硅體 (n=5)，但是由于數(shù)量過少無法判斷其種屬（見圖4）。

圖4　楊官寨陶器上的植硅體代表類型

1. 黍穎殼（FN1); 2. 小麥族樹枝狀紋飾 (PDP1); 3. 十字型，類似薏苡（JDP2); 4. 啞鈴型 (FN2); 5. 帽型 (FN2)。

　　淀粉粒和植硅體的組合中共有的植物種類為黍亞科和小麥族，可以相互印證。穎殼植硅體中沒有發(fā)現(xiàn)粟，因此殘留物中鑒定為粟黍的淀粉粒應(yīng)來自于黍。如上所述，殘留物中各種植物淀粉粒數(shù)量的比例不能準確代表這些植物在釀酒時所占有的絕對成分比例，原因有三：首先，在釀造過程中不同植物的淀粉粒被酶分解消化的速度不同。第二，不同植物的淀粉產(chǎn)出比不同，即同等質(zhì)量的不同植物包含的淀粉粒數(shù)量不同。第三，這些器物很可能經(jīng)過反復(fù)使用，所以我們分析所得的殘留物成分是多次釀造活動的疊加結(jié)果。另外，我們也不能根據(jù)植硅體的數(shù)量來判斷釀酒原料的比例，因為多數(shù)植硅體不能鑒定到種或?qū)僖患?。楊官寨陶器所見的植硅體以黍亞科為主，但其中只有極少量可明確鑒定為黍和薏苡，因此無法判斷這兩種谷物在釀酒成分中各自所占的比例。

　　雖然對淀粉粒和植硅體的量化分析不能解決釀酒原料的成分比例問題，但我們參考不同植物微體遺存的出現(xiàn)率（ubiquity）及其釀造過程中的分解速度，仍然可以推測原料使用的大致情況。黍亞科（黍和薏苡）在植硅體組合中的出現(xiàn)率（100%）和數(shù)量比例（69%）最高，同時在淀粉粒組合中也是出現(xiàn)率最高的類型（100%）。其中黍的淀粉粒數(shù)量及出現(xiàn)率均低于薏苡，但這可能并不能代表在實際釀造過程中兩種原料的比例，因為黍淀粉粒被酶分解的速度快，因此在殘留物中保存的相對較少。但黍無疑具有重要作用，原因在于：它是發(fā)谷芽的原料，而薏苡和塊根植物都不具備這一功能。山藥和百合無論是絕對數(shù)量還是出現(xiàn)率（29%；14%）都很低，因此這兩種植物在釀酒原料中所占比例應(yīng)較少。栝樓根的數(shù)量和出現(xiàn)率（43%）都高于山藥和百合，但低于黍亞科，應(yīng)是比較常用的輔助配料。楊官寨遺址陶器殘留物中有一定數(shù)量比例（7.2%）和出現(xiàn)率（71%）的小麥族淀粉粒和極少量類似小麥族穎殼的植硅體（0.1%），但并沒有發(fā)現(xiàn)可以確定為栽培小麥或大麥的植硅體，因此這些淀粉粒和植硅體可能來自于野生小麥族，也是釀酒的配料。

　　綜合看來，楊官寨遺址以黍和薏苡為主，并加入栝樓根、山藥和百合釀酒的情況與西安米家崖遺址相似。不同的是，米家崖陶器上發(fā)現(xiàn)有較多栽培大麥植硅體。本文分析的楊官寨陶器早于米家崖陶器數(shù)百年，現(xiàn)有的研究也表明前者所處的仰韶文化中期栽培麥類植物尚未傳入中國。如果陶器上的小麥族淀粉粒和植硅體來自本地的野生植物，那么利用野生小麥族（如冰草、賴草、披堿草等）、黍和薏苡釀酒可能是中國北方地區(qū)的古老傳統(tǒng)。對栝樓根、山藥和百合等塊根植物的利用在中國北方地區(qū)可以追溯至舊石器時代晚期，并一直延續(xù)至新石器時代，地域范圍有所擴展?？傊?，在仰韶時期，除了粟以外，幾乎所有當時常見的、富含淀粉的谷物和塊根植物都被用來釀酒。

　　五．討論

　　由此看來，楊官寨陶器上發(fā)現(xiàn)的釀酒配料中，黍亞科植物（主要是黍和薏苡）是最基本的成分，仰韶中期時期的谷芽酒主要應(yīng)是靠發(fā)芽的黍產(chǎn)生淀粉酶將淀粉轉(zhuǎn)化為糖。殘留物中小麥族淀粉粒和植硅體的發(fā)現(xiàn)也很值得注意；根據(jù)我們的實驗，野生小麥族的種子發(fā)芽后也產(chǎn)生淀粉酶，因此在栽培大麥進入中國之前或許野生小麥族曾經(jīng)用來制作谷芽酒；但對這方面的知識我們了解甚少。在釀制過程中，釀酒器需要密封，小口陶瓶的設(shè)計應(yīng)是為了便于封口。釀造數(shù)日之后，醪液中一部分醪渣會浮到表面（圖5），這一現(xiàn)象也許可以解釋為什么陶瓶口內(nèi)壁會有較厚殘留物。漏斗在釀酒過程中的功能十分明顯：它是將大口陶器中糖化的醪液注入小口陶瓶的必需工具；因此漏斗上的殘留物組合與陶瓶上的基本一致?？傮w來看，本文所分析的陶器殘留物組合和淀粉粒損傷特征顯示這些器具與釀酒程序中糖化和發(fā)酵有關(guān)。

圖5　黍和大麥醪液，發(fā)酵2天時部分醪渣浮出醪液。

　　仰韶文化廟底溝時期向周邊地區(qū)的擴張伴隨著陶器和農(nóng)業(yè)的傳播，其中尖底瓶和平底瓶，以及黍是重要指示物。通過研究我們認識到，尖底瓶和平底瓶都具有釀酒的功用，而黍是釀酒的重要原料。仰韶中、晚期的尖底瓶一般大于仰韶早期的同類器，所以一定程度上反映了對酒需求的不斷增加，以及群飲禮儀的流行。而這些社會生活的變化或許也說明了陶器與農(nóng)業(yè)傳播的動力之一。此外，同是釀酒器的平底瓶一般小于尖底瓶，其中的原因還有待進一步研究。漏斗是仰韶文化釀酒器具中的組成部分，并傳播到周邊地區(qū)，其主要集中發(fā)現(xiàn)在關(guān)中和豫西地區(qū)，最北達到內(nèi)蒙古中南部的廟子溝遺址；但漏斗發(fā)現(xiàn)的數(shù)量遠遠少于尖底瓶，這可能是由于漏斗可以用其他材料制作，如竹、木等植物。

　　六．結(jié)語

　　本文對楊官寨遺址仰韶文化廟底溝類型三種陶器的殘留物分析為陶器功能研究提供了一個成功個案，其結(jié)果揭示了目前所知經(jīng)科學(xué)鑒定的中國最早的谷芽酒（距今5700－5300年前）的釀制過程。此種谷芽酒以黍和薏苡為基本原料，并以野生小麥族種子、栝樓根、山藥及百合等為輔助原料，糖化后經(jīng)由漏斗注入尖底瓶和平底瓶中釀制而成。谷芽酒的植物原料包括栽培和野生種類，并且均是新石器時代中國北方人群長期利用的食物資源。其中黍在釀制谷芽酒中的核心地位對我們研究馴化黍的起源和傳播有重要啟示，薏苡作為普遍使用的釀酒原料也有助于我們研究其馴化過程。綜合以往的研究，我們認為谷芽酒應(yīng)在仰韶人群的飲食和禮儀活動中占有重要地位。楊官寨遺址作為一處大型中心聚落，釀酒和宴飲活動可能也是其社會統(tǒng)治階層獲取和維護權(quán)力的手段。因此，結(jié)合動、植物考古及聚落考古等多面的研究成果，我們可以說生業(yè)狀況和社會關(guān)系狀況互為表里。酒的社會功能是新石器時代考古中值得進一步探究的課題。

　　致謝

　　陜西省考古研究院孫周勇對此研究項目給予大力支持，Neil Duncan、陳星燦、邵晶、崔建新及兩位陜西省考古研究院的技師協(xié)助采集殘留物標本，在此一并致謝。