Characterization of the Balm of an Egyptian Mummy from the Seventh Century B.C.

AbstractAn analytical procedure for the characterization of plant resins, waxes, bitumen, oils and their degradation products in mummy balms is described. The method is based on the selective extraction of these compounds from 19 samples with CH2Cl2 and, after drying the residue, with n-hexane, followed by a Florisil chromatographic clean-up step of the non-polar extract and by the saponification of an aliquot of dried CH2Cl2 extract. Polar compounds were derivatized with t-butyl-dimethyl silyl trifluoroacetamide (MTBSTF A). Quantitative determinations were obtained by gas chromatography-mass spectrometry. The procedure, tested on suitable reference materials such as beeswax and plant resins, showed a recovery of about 100% for non-polar compounds. Using this method, pine resins (P. pinea and P. sylvester), mastic resin (Pistacia lentisca and P. terebinthus), sandarac (Tetraclinis articulata), elemi ( Canarium), dammar (Hopea), myrrh (Commiphera) and a pine resin from the second century A.D. were characterized. Identification was based on the characteristic pattern of the diterpenoid and triterpenoid compounds contained in these natural products. Results on Egyptian mummy samples from the seventh century B.C. were obtained and showed that the main components used in the embalming process were mastic resin from the genus Pistacia, an unidentified vegetable oil, beeswax and bitumen. Terpenoids degraded by a thermal treatment were also found; therefore a hot fluid was used for embalming, confirming the practice hypothesized in the Late Period by egyptologists.An analytical procedure for the characterization of plant resins, waxes, bitumen, oils and their degradation products in mummy balms is described. The method is based on the selective extraction of these compounds from 19 samples with CH2Cl2 and, after drying the residue, with n-hexane, followed by a Florisil chromatographic clean-up step of the non-polar extract and by the saponification of an aliquot of dried CH2Cl2 extract. Polar compounds were derivatized with t-butyl-dimethyl silyl trifluoroacetamide (MTBSTF A). Quantitative determinations were obtained by gas chromatography-mass spectrometry. The procedure, tested on suitable reference materials such as beeswax and plant resins, showed a recovery of about 100% for non-polar compounds. Using this method, pine resins (P. pinea and P. sylvester), mastic resin (Pistacia lentisca and P. terebinthus), sandarac (Tetraclinis articulata), elemi ( Canarium), dammar (Hopea), myrrh (Commiphera) and a pine resin from the second century A.D. were characterized. Identification was based on the characteristic pattern of the diterpenoid and triterpenoid compounds contained in these natural products. Results on Egyptian mummy samples from the seventh century B.C. were obtained and showed that the main components used in the embalming process were mastic resin from the genus Pistacia, an unidentified vegetable oil, beeswax and bitumen. Terpenoids degraded by a thermal treatment were also found; therefore a hot fluid was used for embalming, confirming the practice hypothesized in the Late Period by egyptologists.L'article présente une procédure de caractérisation des résines végétales, eires, bitumes, huiles, et de leur produits de degradation, dans les baumes des momies. La methode est basée sur une extraction selective au CH2Cl2 de ces composés à partir d'l à d'echantillon, puis, après séchage du résidu, au n-hexane suivie d'une étape de purification par chromatographie Florisil de l'extraction non polaire et par la saponification de la partie aliquote de l'extrait sec au. CH2Cl2 Les composes polaires ont été dérivés avec du t-butyl-diméthylsilyl-trifluoroacetamide (MTBSTFA). Des mesures quantitatives ont été obtenues par chromatographie-spectrométrie de masse. La procédure, testée sur des matériaux de référence adéquats tels que la cire d'abeille et les résines végétales, a permis une caractérisation à environ 100% pour les composés non polaires. On a ainsi caractérisé la résine de pin (P. pinea et P. sylvester), la résine mastic (Pistaeia lentisca et P. terebenthinthus), la résine sandarac (Tetraclinís articulata), la résine élémi (Canarium), le dammar (Hopea), la myrrhe (Commiphera), et une résine de pin du 2e siècle. L'identification était basée sur le diagramme caractéristique des composés di- et tri- térpenoïdes contenus dans ces produits naturels. Les résultats obtenus sur des échantillons de momies égyptiennes du 7e s. avant J.-C. ont montré que les composants principaux utilisés dans le processus d'embaumement étaient la résine mastic du genre Pistaeia, une huile végétale non identifiée, de la eire d'abeille, et du bitume. On a également trouvé des terpénoïdes dégradés par un traitement thermique, ce qui indique l'emploi d'huile fluide chaude, et confirme les hypotheses des égyptologues quant aux pratiques funéraires de l'Epoque tardive.Die Autoren beschreiben ein analytisches Verfahren zur Charakterisierung von Pflanzenharzen, Wachsen, Asphalt, Ölen und ihren Abbauprodukten, die in Mumienbalsamen vorkommen. Diese Methode basiert auf der selektiven Extraktion der genannten Bestandteile aus einer 1g-Probe mittels CH2Cl2 und n-Hexan, gefolgt von einer chromatographischen Reinigungsstufe des nichtpolaren Extraktes mit Hilfe von Florisil sowie der Verseifung eines Teils des CH2Cl2 Ex traktes. Die polaren Bestandteile wurden mit N-Methyl-N-t-Butyldimethylsilyl-Trijluoroacetamid derivatisiert. Quantitative Angaben erbrachte die Gaschromatographie-Massenspektrometrie. Mit Hilfe des hier beschriebenen Verfahrens, welches an geeigneten Referenzmaterialien wie Bienenwachs und verschiedenen bekannten Pjlanzenharzen geprüft wurde, gelang die Isolierung von 100% der nichtpolaren BestandteUe. Es konnten Pinienharze (P. pinea und P. sylvester), Mastixharze (Pistacia lentisca und P. terebinthus), Sandarak (Tetraclinis articulata), Elemi (Canarium), Dammar (Hopea), Myrrhe (Commiphera) und ein Pinienharz aus dem zweiten Jahrhundert vor Christus charakterisiert werden. Dabei basiert die Identifizierung auf dem charakteristischen Muster der Diund Triterpenoide, die in diesen Naturprodukten enthalten sind. Darüberhinaus konnten Ergebnisse aus Proben von ägyptischen Mumien des siebten Jahrhunderts vor Christus gewonnen werden, die zeigen, daß die Hauptbestandteile, die beim Einbalsamierungsprozeß zur Verwendung kamen, Mastixharz der Gattung Pistacia, ein unidentifiziertes Pflanzenöl, Bienenwachs und Asphalt waren. Der Fund von Terpenoiden, die unter Wärmeeinwirkung abgebaut worden waren, bestätigt die von Ägyptlogen geäufterte Hypothese zur Praxis in der späten ägyptischen Periode, daß nämlich zur Einbalsamierung eine heiße Flüssigkeit verwendet worden sein muß.presenta un procedimiento analítico para la caracterización de resinas vegetales, ceras, betunes, aceites, y sus productos de degradación en bálsamos de momificación. El método se basa en la extracción selectiva de estos componentes a partir de un gramo de muestra con CH2Cl2 y, después del secado del residuo con n-hexano, seguido por una 'depuración' cromatográfica del extracto no-polar y por la saponificación de una parte del extracto seco del CH2CI2. Los compuestos polares fueron derivados con t-butil-dimetil silil trifluoroacetamida (MTBSTFA). Se obtuvieron determinaciones cuantitativas obtenidas por cromatografía gaseosa-espectrometria de masas. El procedimiento, probado en materiales de referencia apropiados como cera de abejas y resinas vegetales, mostró una recuperación de cerca del 100% de los componentes no-polares. Usando este método se identificaron resinas de pino (P. pinea y P. sylvester), almáciga (Pistacea lentisca y P. terebinthus), sandaraca (Tetraclinis articulata), elemi (Canarium), damar (Hopea), mirra (Commiphera) y una resina de pino del siglo II d.C. La identificación se baso en los gráficos caracteristicos obtenidos de los compuestos diterpénicos y triterpénicos contenidos en estos productos naturales. Los resultados conseguidos de muestras procedentes de momias egipcias del siglo VII a.C. mostraron que los principales compuestos utilizados en el proceso de embalsamamiento eran: la almáciga del genus Pistacea, un aceite vegetal no identificado, cera de abejas y betún. También se encontraron terpenoides degradados por tratamiento térmico, por 10 tanto un fluido caliente fue usado para el embalsamamiento, comfirmandose la hipotética práctica utUizada en el Periodo Tardio planteada por los egiptólogos.