Chemische Untersuchungen von Keramikscherben, Asche- und Steinproben aus Stillfried/March

Abstract

Eine Probenserie von Keramikscherben, Asche- und Ofensteinproben aus der historischen niederösterreichischen Grabungsstelle Stillfried/Mach (NÖ) wurde mit Hilfe der zeitsparenden Pyrolyse-Gaschromatographie/Massenspektrometrie (Py-GC/MS) in einem ersten Schritt auf das Vorhandensein organischer Rückstände geprüft . Fundobjeke, auf denen solche Reste mit Hilfe der Py-GC/MS nachgewiesen werden konnten, wurden zunächst mit Chloroform/Methanol extrahiert. In weiterer Folge wurde der Rohextrakt entweder silyliert und seine Komponenten mittels Hochtemperatur-GC/MS aufgetrennt oder hydrolysiert und mit GC/MS nach deren Derivatisierung das Muster der Fettsäuremethylester bestimmt. Die weitere Derivatisierung der Fettsäuremethylester mit Dimethyldisulfid diente zur Ermittlung der Positionen der Doppelbindungen in den Fettsäuren. Zur Identifizierung von Nahrungsmittel-Oxidationsprodukten wurde ein KOH-Extrakt hergestellt, der ebenfalls mittels GC/MS geprüft wurde. Unter Verwendung dieser Methoden konnte eine Aussage getroffen werden, ob die Beläge auf den Funden von Nahrungsmitteln stammten oder ob es sich um Pech handelte. Einige mit Pech behaftete Kohle- und Ascheproben waren mittels Hauptkomponentenanalyse eindeutig der Birke oder Rotbuche zuzuordnen. Bei manchen Ascheproben ergaben die Analysen auch Hinweise auf Arzneimittel oder Kosmetika. Die Topfproben enthielten oft Lebensmittelrückstände wie Öl (Moringaöl) oder Milch. Diese Zuordnung erfolgte durch Markersubstanzen, nach denen in der Duke-Datenbank gesucht wurde. Ein schwarzer Rückstand auf einer Keramikscherbe konnte eindeutig als Bienenwachs identifiziert werden. Die “Energiedispersive Röntgenspektroskopie (EDX)“ und die “Röntgen-Photoelektronenspektroskopie (XPS)“ haben auf einem Stein einen Kupferabdruck aufgedeckt.

By means of time-saving Pyrolysis-Gas Chromatography/Mass-Spectrometry (Py-GC/MS) a sample series of potsherds, ashes and stones stemming from the historical excavation place Stillfried/March (Lower Austria) was checked in a first step for the presence of organic residues. Samples containing organic remains found by Py-GC/MS were extracted with chloroform/methanol. Afterwards this crude extract was either silylated and his components separated by High-temperature-GC/MS or hydrolysed and after derivatization to fatty acid methyl esters the fatty acid pattern was determined by GC/MS. In some cases the fatty acid methyl ester extract was treated with dimethyl disulfide to find out the positions of double bonds within the fatty acids. For the identification of foodstuff oxidation products a potassium hydroxide extract was prepared which was also tested by GC/MS. By these methods statements were possible, if the coatings on the historical objects were food products in former times or pitches stemming from deciduous trees were present. Using principal component analysis some black layers on coal and ash samples could be definitely confirmed as pitches from birch or copper beech. In some ashes there was an indication of drugs or cosmetic products. The samples from pottery often contained residues of food like oil (moringa oil) and milk. The evaluation by marker substances was done using the database of Dr. Duke. A black residue on a potsherd was identified as bees wax. The “Energy-dispersive X-ray Spectroscopy (EDX)” and the “X-ray-induced Photoelectron Spectroscopy (XPS)” allowed to determine an inorganic copper impression on a stone find.