古埃及繪畫、粘合劑和其他文物製作材料的確切成分，目前大多仍是未解之謎，部分原因在於全面分析需要採集樣本，而這可能損壞這些珍貴文物。前沿的非破壞性檢測技術的發展，正幫助揭開這些謎團，同時助力文物保護工作。
最新研究中，科學家們利用基於質譜技術
的蛋白質組學，分析了一批廣泛的古埃及文物中所使用的膠水和粘合劑成分，相關成果發表在《科學進展》（Science Advances）期刊上。研究人員發現了許多預期中的材料來源，例如動物膠原蛋白和蛋清蛋白，同時也檢測到了植物蛋白成分，具體來自芝麻和辣木（一種穀類植物）種子。
正如此前報道所述，古埃及人擁有高度程式化且極易辨識的繪畫風格，學界一直對研究其具體顏料成分和繪畫技法抱有濃厚興趣。當時常見的顏料包括：赤鐵礦和雄黃用於製作紅色；針鐵礦和雌黃用於製作黃色；埃及藍；埃及綠；碳基黑色顏料；以及方解石、石膏、硬石膏和水鎂石用於製作白色顏料。（就在去年，華盛頓州立大學的研究人員通過按不同比例混合二氧化矽、銅、鈣和碳酸鈉，並在接近古代窯爐的高溫條件下加熱，成功復刻出了埃及藍顏料。）
古埃及藝術家所使用的許多顏料都含有可通過X射線熒光成像技術檢測的元素標記。宏觀X射線熒光成像技術（Macro-XRF）此前曾與高光譜成像技術結合使用，用於研究一幅公元二世紀的希臘羅馬時期彩繪葬禮肖像畫，以及確定希臘德爾斐大理石上殘留的顏色痕跡。2023年，科學家們曾使用便攜式MA-XRF成像設備研究古埃及繪畫作品，這是調查底比斯墓地墓室壁畫這一更大項目的組成部分。
蛋白質的力量
基於質譜技術的蛋白質組學是這一研究領域相對較新的技術手段，能夠對樣本中存在的任何蛋白質殘留物及其累積損傷情況，進行全面而詳盡的表徵分析。該技術靈敏度極高，與其他方法相比，所需樣本量更少。而且與氣相色譜-質譜聯用技術不同，它還能夠表徵樣本中存在的所有蛋白質（無論混合物成分多麼複雜），而不是僅局限於檢測預先設定的特定蛋白質。
2023年，科學家們運用這一方法發現，啤酒副產品曾是丹麥黃金時代藝術家們廣泛使用的畫布底料。今年早些時候，我們還曾報道過研究人員從文藝復興時期人們翻閱醫學手冊留下的指紋中，鑑定出了相關蛋白質成分，這一發現進一步揭示了那個時期人們是如何通過實踐積累知識經驗的。
在這項最新研究中，作者們從瑞典、英國和丹麥不同收藏機構保存的多件古埃及文物中提取了微量樣本，這些文物的年代跨度為公元前1425年至公元400年。樣本涵蓋彩繪木棺、墓室壁畫殘片、用於製作木乃伊胸像的彩繪石膏，以及彩繪石灰石建築構件。除了這些樣本外，研究團隊還分析了空白陰性對照樣本，並檢測了所有已檢出蛋白質的化學損傷情況，以排除實驗室污染影響最終結果的可能性。
研究結果證實，古埃及人經常使用牛膠，以及從綿羊、山羊、馬、驢和羚羊身上提取的膠原蛋白。這些材料很可能是通過熬煮動物皮膚和結締組織製成的。這些成分不僅出現在粘合劑樣本中，也存在於顏料和底層材料樣本中，這表明古埃及人在選擇材料時，主要依據的是材料的易獲取性。研究作者寫道：「我們並未觀察到動物種類/部位的選擇，與文物類型、應用方式、顏色、年代、地理來源或使用場景（葬禮用途或宮殿用途）之間存在明顯關聯。」
研究團隊還檢測到了來自芝麻和辣木種子的特徵性蛋白質，這兩種植物在當時的古埃及都很常見；從這些種子中提取的油脂品質優良，因此被廣泛用於烹飪、醫藥、驅蟲、化妝品製作以及木乃伊製作等領域。芝麻蛋白在一件棺木殘片的紅色樣本和一件墓室壁畫殘片中被檢出，而辣木蛋白則在一件棺木樣本中被發現。研究人員表示，這些蛋白質有可能是種子加工過程中殘留的副產品，但要更清楚地了解芝麻和辣木在當時是如何以及為何被使用的，還需要結合多種互補技術開展進一步研究。
有一條線索或許能提供一些啟示：辣木樹對古埃及人而言具有特殊的象徵意義，被認為是工匠守護神卜塔（Ptah）的化身之一，而在棺木上發現辣木蛋白的痕跡，恰好印證了這種關聯。研究作者總結道：「我們的研究清楚地表明，辣木是工匠完成其創作所需的珍貴材料來源。另一種可能的解釋是，使用辣木也可能是藝術家為了奉獻或守護其手工藝創作最終成果而採取的一種特殊舉動。」
《科學進展》，2026年。DOI: 10.1126/sciadv.ady3618（關於DOI說明）。
Q&A
Q1：科學家是如何在不破壞文物的情況下分析古埃及材料成分的？
A：科學家採用基於質譜技術的蛋白質組學方法，這種技術只需極少量樣本，就能全面詳細地檢測出材料中殘留的蛋白質成分及其損傷情況，從而在保護珍貴文物的前提下完成成分分析。
Q2：古埃及人製作膠水和粘合劑使用了哪些原料？
A：研究發現，古埃及人經常使用牛膠，以及從綿羊、山羊、馬、驢和羚羊身上提取的膠原蛋白，這些材料通常是通過熬煮動物皮膚和結締組織製成的，選擇依據主要是材料是否易於獲取。
Q3：為什麼會在古埃及文物中發現芝麻和辣木蛋白？
A：芝麻和辣木種子在古埃及被廣泛用於榨油，油脂可用於烹飪、醫藥、驅蟲和化妝品等。此外，辣木在當時具有特殊象徵意義，被視為工匠守護神卜塔的化身，可能與藝術創作或作品守護有關。
