Determination of Cadmium and Lead Levels in Raw Sprouted and Cooked Edible Legumes

Öz

Objective: This study aims to determine the levels of cadmium and lead heavy metals in sprouted edible legume species (green lentils, chickpeas, and dry beans) and compare the heavy metal content of these legumes in their raw and cooked forms. Methods: The legume species were prepared in three different forms. Raw samples were not subjected to any treatment. For cooked samples, the soaked legumes were cooked in a pressure cooker with a 1:2 water ratio. For sprouted legume samples, the soaked legumes were spread in a single layer on sprouting racks with space in between to allow air circulation, watered for 3 days, and harvested on the 5th day. The analysis of the obtained samples was performed using mass spectrometry (ICP-MS) according to the NMKL No:186 method. Results: Cadmium was not detected in raw, sprouted, and cooked dry legume samples. Lead was found in raw dry bean samples at 0.298 ± 0.086 mg/kg and in raw chickpea samples at 0.615 ± 0.178 mg/kg, while no lead was detected in green lentils. It was observed that the lead content in the samples containing lead decreased as a result of sprouting and cooking processes. Conclusion: The sprouting process applied to raw legumes reduced the lead content. It was concluded that sprout legumes are safe in terms of sustainability and can be used in healthy nutrition programs. However, considering that the processing of legumes may be insufficient in removing heavy metals, further studies are recommended.

Anahtar Kelimeler

• Sustainability
• Legume
• Heavy metal
• Sprouting

Proje Numarası

1919B012304686

Çiğ, Filizlenmiş ve Pişmiş Yemeklik Tane Baklagillerde Kadmiyum ve Kurşun Miktarının Tayini

Öz

Amaç: Bu çalışmanın amacı, yemeklik tane baklagil türlerine (yeşil mercimek, nohut ve kuru fasulye) filizlendirme işlemi uygulanarak kadmiyum ve kurşun ağır metallerinin miktarını belirlemek ve aynı baklagillerin çiğ ve pişmiş formlarının ağır metal içerikleri ile karşılaştırmaktır. Yöntem: Baklagil türleri üç farklı şekilde hazırlanmıştır. Çiğ numunelere herhangi bir işlem uygulanmayıp pişmiş numuneler için ıslatılan baklagiller düdüklü tencerede 1:2 oranında su eklenerek pişirilmiştir. Filizlendirme için ıslatılan baklagiller hava almasını sağlayacak şekilde tek sıra halinde, aralarında boşluk bırakılarak filizlendirme raflarına dizilmiş ve 3 gün sulanarak 5. günde hasat edilmiştir. Elde edilen numunelerin kadmiyum ve kurşun analizleri NMKL No:186 metoduna göre kütle spektrometresi (ICP-MS) kullanılarak yapılmıştır. Bulgular: Çiğ, filizlenmiş ve pişmiş kuru baklagil numunelerinde kadmiyum saptanmamıştır. Çiğ kuru fasulye numunesinde 0.298 ± 0.086 mg/kg; çiğ nohut numunesinde ise 0.615 ± 0.178 mg/kg kurşun tespit edilirken yeşil mercimekte kurşun saptanmamıştır. Filizlendirme ve pişirme işlemleri sonucunda bu numunelerde de kurşun tespit edilmemiştir. Sonuç: Çiğ baklagillere uygulanan filizlendirme işlemi, kurşun miktarını azaltmıştır. Filiz baklagillerin sürdürülebilirlik açısından güvenilir olduğu ve sağlıklı beslenme programlarında kullanılabileceği sonucuna varılmıştır. Ancak baklagillerin işlenmesinin ağır metallerin uzaklaştırılması açısından yetersiz kalabileceği göz önünde bulundurularak daha fazla çalışma yapılması önerilmektedir.

Anahtar Kelimeler

• Sürdürülebilirlik
• Baklagil
• Ağır metal
• Filizlendirme

Destekleyen Kurum

Türkiye Bilimsel ve Teknik Araştırma Kurumu (TÜBİTAK), 2209A

Proje Numarası

1919B012304686

Etik Beyan

Yoktur.

Kaynakça

1. 1. Kurtgil, S., Beyhan, Y. (2021). Yaşam döngüsü ve sürdürülebilir beslenmenin rolü. Düzce Üniversitesi Sağlık Bilimleri Enstitüsü Dergisi, 11(3), 425-430.
2. 2. Olgun, S. N., Manisalı, E., Çelik, F. (2022). Sürdürülebilir beslenme ve diyet modelleri. Bandırma Onyedi Eylül Üniversitesi Sağlık Bilimleri ve Araştırmaları Dergisi, 4(3), 261-271.
3. 3. Pekcan, A. G. (2019). Sürdürülebilir beslenme ve beslenme örüntüsü: bitkisel kaynaklı beslenme. Beslenme ve Diyet Dergisi, 47(2), 1-10.
4. 4. Adam, A. A., Sackey, L. N., Ofori, L. A. (2022). Risk assessment of heavy metals concentration in cereals and legumes sold in the Tamale Aboabo market, Ghana. Heliyon, 8(8).
5. 5. Stančić, Z., Vujević, D., Gomaz, A., Bogdan, S., Vincek, D. (2016). Detection of heavy metals in common vegetables at Varaždin City Market, Croatia. Arhiv Za Higijenu Rada I Toksikologiju, 67(4), 340-350.
6. 6. İslamoğlu, A. H., Kahvecioğlu, T., Bönce, G., Gedik, E., Güneş, F. (2021). Determination of heavy metals in some fruits, vegetables and fish by ICP-MS. Eurasian Journal of Food Science and Technology, 5(1), 67-76.
7. 7. Naseri, M., Rahmanikhah, Z., Beiygloo, V., Ranjbar, S. (2014). Effects of two cooking methods on the concentrations of some heavy metals (cadmium, lead, chromium, nickel and cobalt) in some rice brands available in Iranian Market. J Chem Health Risks, 4(2).
8. 8. Özbolat, G., Tuli, A. (2016). Ağır metal toksisitesinin insan sağlığına etkileri. Arşiv Kaynak Tarama Dergisi, 25(4), 502-521.

9. 9. Salama, A. K., & Radwan, M. A. (2005). Heavy metals (Cd, Pb) and trace elements (Cu, Zn) contents in some foodstuffs from the Egyptian market. Emirates Journal of Food and Agriculture , 34-42.
10. 10. Hassan, R. O., Othman, H. O., Ali, D. S., Abdullah, F. O., Darwesh, D. A. (2023). Assessment of the health risk posed by toxic metals in commonly consumed legume brands in Erbil, Iraq. J Food Compos Anal, 120, 105282.
11. 11. Becerra-Tomás, N., Papandreou, C., & Salas-Salvadó, J. (2019). Legume consumption and cardiometabolic health. Adv Nutr, 10, 437-450.
12. 12. Didinger, C., Thompson, H. J. (2021). Defining nutritional and functional niches of legumes: a call for clarity to distinguish a future role for pulses in the dietary guidelines for Americans. Nutrients, 13(4), 1100.
13. 13. Hughes, J., Pearson, E., Grafenauer, S. (2022). Legumes - a comprehensive exploration of global food- based dietary guidelines and consumption. Nutrients, 14(15), 3080.
14. 14. Juárez-Chairez, M. F., Meza-Márquez, O. G., Márquez-Flores, Y. K., & Jiménez-Martínez, C. (2022). Potential anti-inflammatory effects of legumes: a review. Br J Nutr, 128(11), 2158–2169.
15. 15. Calles, T., Del Castello, R., Baratelli, M., Xipsiti, M., Navarro, D. K. (2019). The international year of pulses- final report.
16. 16. Yanni, A. E., Iakovidi, S., Vasilikopoulou, E., Karathanos, V. T. (2023). Legumes: a vehicle for transition to sustainability. Nutrients, 16(1), 98.
17. 17. Tassoni, A., Tedeschi, T., Zurlini, C., Cigognini, I. M., Petrusan, J. I., Rodríguez, Ó. Et al. (2020). State-of-the- art production chains for peas, beans and chickpeas-valorization of agro-industrial residues and applications of derived extracts. Molecules, 25(6), 1383.
18. 18. Aghbolaghi, M. A., Sedghi, M., Parmoon, G., Dedicova, B. (2023). Pumpkin seeds germination and seedling growth under abiotic stress. In Biological and Abiotic Stress in Cucurbitaceae Crops. IntechOpen.
19. 19. European Commission. (2013). Commission Implementing Regulation (EU) No 208/2013 of 11 March 2013 on traceability requirements for sprouts and seeds intended for the production of sprouts. Off J Eur Union, 68, 16-18.
20. 20. Ohanenye, I. C., Tsopmo, A., Ejike, C. E., Udenigwe, C. C. (2020). Germination as a bioprocess for enhancing the quality and nutritional prospects of legume proteins. Trends Food Sci Technol, 101, 213-222.
21. 21. Şenlik, A. S., & Alkan, D. (2021). Çimlendirilmiş bazı tahıl ve baklagillerin kimyasal özellikleri ve çimlendirmeyle açığa çıkan biyoaktif bileşenlerin sağlık üzerine etkileri. Akademik Gıda, 19(2), 198-207.
22. 22. Okur, B., Madenci, A.B. (2019). Çiğ beslenme (Raw Food) akımında çimlendirilmiş hububat ve baklagillerin önemi. Journal of Tourism & Gastronomy Studies, 7(1), 664-675.
23. 23. Elliott, H., Woods, P., Green, B. D., & Nugent, A. P. (2022). Can sprouting reduce phytate and improve the nutritional composition and nutrient bioaccessibility in cereals and legumes?. Nutr Bull, 47(2), 138-156.
24. 24. Avezum, L., Rondet, E., Mestres, C., Achir, N., Madode, Y., Gibert, O., et al.. (2023). Improving the nutritional quality of pulses via germination. Food Rev Int, 39(9), 6011-6044.
25. 25. Nkhata, S. G., Ayua, E., Kamau, E. H., Shingiro, J. B. (2018). Fermentation and germination improve nutritional value of cereals and legumes through activation of endogenous enzymes. Food Sci Nutr, 6(8), 2446-2458.
26. 26. Miyahira, R. F., Lopes, J. D. O., Antunes, A. E. C. (2021). The use of sprouts to improve the nutritional value of food products: A brief review. Plant Foods Hum Nutr, 76(2), 143-152.
27. 27. Blessing, I. A., Gregory, I. O. (2010). Effect of processing on the proximate composition of the dehulled and undehulled mungbean flours. Pakistan Journal of Nutrition, 9(10), 1006-1016.
28. 28. Maneemegalai, S., Nandakumar, S. (2011). Biochemical studies on the germinated seeds of Vigna radiata (L.) R. Wilczek, Vigna mungo (L.) Hepper and Pennisetum typhoides (Burm f.) Stapf and CE Hubb.
29. 29. Serventi, L., Xiong, D., Gao, C., Serventi, L., Cai, Y., Bian, Y. (2020). Sprouting water composition. Upcycling Legume Water: from Wastewater to Food Ingredients, Springer, 121-137.
30. 30. Ghavidel, R. A., Prakash, J. (2007). The impact of germination and dehulling on nutrients, antinutrients, in vitro iron and calcium bioavailability and in vitro starch and protein digestibility of some legume seeds. LWT-Food Sci Technol, 40(7), 1292-1299.
31. 31. Türk Gıda Kodeksi (2023). 32360 sayılı Bulaşanlar Yönetmeliği, Ek-1: Gıdalardaki Belirli Bulaşanlar İçin Maksimum Limitler.
32. 32. Joint FAO/WHO Expert Committee on Food Additives. (2011). World Health Organization. https://apps.who.int/food-additives-contaminants-jecfa-database/Home/Chemical/351. (Erişim 01.06.2024)
33. 33. Joint FAO/WHO Expert Committee on Food Additives. (2010). Cadmium. In JECFA database. World Health Organization. https://apps.who.int/food-additives-contaminants-jecfa-database/Home/Chemical/137. (Erişim tarihi 25.05.2024)
34. 34. Teyin, G. (2021). Pişirme ekipmanı kaynaklı ağır metallerin tespit edilmesi: nohut örneği. Konya Journal of Engineering Sciences, 9(3), 666-675.
35. 35. Islam, M. S., Khanam, M. S., & Sarker, N. I. (2018). Health risk assessment of metals transfer from soil to the edible part of some vegetables grown in Patuakhali province of Bangladesh. Arc Agri Environ Sci, 3(2), 187- 97.
36. 36. Tokalıoğlu, Ş., & Kartal, Ş. (2006). Multivariate analysis of the data and speciation of heavy metals in street dust samples from the Organized Industrial District in Kayseri (Turkey). Atmospheric environment, 40(16), 2797-2805.
37. 37. Sarıoğlu, G., Velioğlu, Y. S. (2018). Baklagillerin bileşimi. Akademik Gıda, 16(4), 483-496.
38. 38. Tekin, N., Varlı, S. N. (2023). Farklı hazırlama ve pişirme işlemlerinin kuru baklagillerin besin değeri üzerine etkisi. Beslenme ve Diyet Dergisi, 51(3), 100-108.