ارزیابی تغییرات غلظت املاح معدنی و فلزات سنگین کنجد طی فرآوری آن به ارده

نوع مقاله : مقاله کامل علمی پژوهشی

نویسندگان

1 دانش آموخته کارشناسی‌ارشد، گروه بهداشت مواد غذایی، دانشکده دامپزشکی، دانشگاه شهید چمران اهواز، اهواز، ایران.

2 دانشیار، گروه بهداشت مواد غذایی، دانشکده دامپزشکی، دانشگاه شهید چمران اهواز، اهواز، ایران. * رایانامه نویسنده مسئول: m.ghaderi@scu.ac.ir

3 استاد، گروه بهداشت مواد غذایی، دانشکده دامپزشکی، دانشگاه شهید چمران اهواز، اهواز، ایران.

4 دکتری شیمی تجزیه، گروه شیمی، دانشکده علوم، دانشگاه شهید چمران اهواز، اهواز، ایران.

چکیده

سابقه و هدف : دانه کنجد‎(Sesamum indicum L.) ‎‏ و ارده منبع غنی از املاح معدنی مختلف هستند و مصرف آن در رژیم غذائی توصیه ‏شده است. با این وجود، این محصولات نیز ممکن است در اثر برخی عملیات کشاورزی و انسانی آلوده به فلزات سنگین باشند. ‏با توجه به ‏ارزش تغذیه‌ای قابل توجه و مصرف بالای کنجد و ارده به صورت خام یا در تهیه سایر محصولات غذائی، در این مطالعه تأثیر مراحل مختلف ‏فرآوری کنجد و تبدیل آن به ارده، بر املاح معدنی ضروری و فلزات سنگین مورد بررسی قرار گرفت. ‏
مواد و روش‌ها : جهت انجام این مطالعه، از مراحل مختلف تبدیل کنجد به ارده نمونه برداری شد و نمونه‌ها شامل نمونه کنجد خام شسته ‏نشده و با پوست، نمونه کنجد پس از شست و شو: نمونه کنجد پس از پوست گیری، نمونه کنجد پس از پوست گیری و بو دادن و ارده بودند. پس از ‏آماده سازی و تبدیل نمونه‌ها به خاکستر، محتوای فلزات سنگین شامل آرسنیک (‏As‏)، جیوه (‏Hg‏)، کادمیم (‏Cd‏)، آلومینیم (‏Al‏) و سرب (‏Pb‏) ‏و املاح معدنی شامل سدیم (‏Na‏)، پتاسیم (‏K‏)، کلسیم (‏Ca‏)، منیزیم (‏Mg‏)، آهن (‏Fe‏)، روی (‏‎(Zn،‎ ‎مس (‏Cu‏)، منگنز (‏Mn‏)، مولیبدن (‏‎(Mo، ‏کبالت (‏‎(Co، کروم (‏Cr‏)‏‎ ‎‏ و نیکل (‏Ni‏) با استفاده از پلاسمای جفت‌شونده القایی متصل به طیف‌سنجی نشر نوری‎ (ICP-OES) ‎تعیین گردید. ‏تجزیه و تحلیل آماری با آنالیز یک طرفه واریانس ‏ANOVA‏ و مقایسه‌ی میانگین‌ها با روش توکی ‏در سطح اطمینان 95 درصد و با ‏‏استفاده از نرم افزار مینی تب انجام شد.‏
‏ یافته‌ها : نتایج نشان داد ارده و کنجد حاوی سطوح مناسبی از املاح معدنی ضروری (‏Na، ‏K، ‏Ca‏ و ‏Mg‏) و کم مقدار (‏Fe، ‏Zn، ‏Cu، ‏Mn، ‏Mo، ‏Co، ‏Cr ‎‏ و ‏Ni‏) بودند. مراحل مختلف فرآوری اثرات متفاوتی بر محتوای املاح مختلف داشتند؛ به‌طور کلی محتوای ‏K، ‏Mn، ‏Cr، ‏Mo،Ni ‎‏ و‎ As ‎پس از شست و شو به طور معنی‌داری کاهش یافت (05/0 ‏P <‎‏). هم چنین، سطوح ‏K، ‏Mg، ‏Ca، ‏Mn، ‏Cr، ‏Co،Ni ‎‏ و‎ Mo ‎به‌طور معنی‌داری پس از پوست‌کنی نسبت به کنجد اولیه کاهش نشان داد (05/0 ‏P <‎‏). برشته شدن دانه‌های کنجد پوست گیری شده با ‏افزایش غیر معنی دار محتوای ‏Na، ‏Cu، ‏Cr، ‏Mo، ‏Ni‏ و ‏Co‏ همراه بود (05/0 ‏P >‎‏). محتوای ‏Na، ‏Zn، ‏Fe‏ و ‏Cu‏ در ارده تولید شده از ‏کنجدهای برشته شده به طور معنی‌داری بالاتر دانه کنجد اولیه بود (05/0 ‏P <‎‏)، حال آنکه محتوای ‏Ca، ‏Mg، ‏Mn، ‏Cr، ‏Co‏ و ‏Mo‏ به طور ‏معنی‌داری کمتر بود (05/0 ‏P <‎‏). در بین فلزات سنگین نیز تنها ‏As‏ و ‏Pb‏ در نمونه‌های کنجد اولیه تشخیص داده شدند و نمونه‌ها فاقد ‏Cd، ‏Hg‏ و ‏Al‏ بودند. محتوای ‏As‏ و ‏Pb‏ به طور معنی‌داری با شست و شو کاهش یافت (05/0 ‏P <‎‏). پوست گیری تاثیر معنی‌داری بر مقدار ‏As‏ ‏نداشت اما محتوای ‏Pb‏ در کنجد پس از پوست گیری به طور غیر معنی داری افزایش یافت (05/0 ‏P >‎‏). آسیاب کردن و تهیه ارده سبب ‏افزایش معنی‌دار ‏Pb‏ گردید (05/0 ‏P <‎‏)، در حالی که محتوای ‏As‏ در ارده و کنجد برشته شده، به طور معنی‌داری کمتر از دانه کنجد اولیه بود ‏‏(05/0 ‏P <‎‏). ‏
نتیجه‌گیری : بر اساس نتایج این مطالعه، شست و شوی کنجد قبل از مصرف جهت حذف بخشی از آلودگی‌ به فلزات سنگین نظیر ‏Pb‏ و ‏As‏ ‏توصیه می‌شود. علاوه بر این، مصرف متعادل کنجدهای بدون پوست و ارده در رژیم غذائی روزانه، به دلیل خطر آلودگی به فلزات سنگین باید ‏مورد توجه قرار گیرد. با استفاده از کنجدهای با سطح آلودگی پائین‌تر به فلزات سنگین و استفاده از ‏ماشین آلات مناسب جهت فرآوری، محصولات ایمنی برای مصرف کنندگان این محصول غذائی پر طرفدار تولید نمایند. ‏

کلیدواژه‌ها

موضوعات

عنوان مقاله [English]

Assessment of Changes in Mineral and Heavy Metal Concentrations in Sesame Seed During Its ‎Processing into Tahini

نویسندگان [English]

  • Zahra Ahmadi Bardei 1
  • Maryam Ghaderi-Ghahfarokhi 2
  • Ali Fazlara 3
  • Fatemeh Kardani 4
1 MSc graduate, Department of Food Hygiene, Faculty of Veterinary Medicine, Shahid Chamran University of Ahvaz, Ahvaz, Iran
2 2Associate Professor, Department of Food Hygiene, Faculty of Veterinary Medicine, Shahid Chamran University of Ahvaz, Ahvaz, Iran, (* Corresponding Author Email: m.ghaderi@scu.ac.ir).
3 Professor, Department of Food Hygiene, Faculty of Veterinary Medicine, Shahid Chamran University of Ahvaz, Ahvaz, Iran
4 Ph.D. in Analytical Chemistry, Chemistry Department, College of Science, Shahid Chamran University of Ahvaz, Ahvaz, Iran.
چکیده [English]

Abstract
Background and Objective: Sesame seeds (Sesamum indicum L.) and tahini are rich sources of various mineral ‎elements, and their consumption is recommended in the diet. However, these products may also become ‎contaminated with heavy metals through specific agricultural or industrial processes. Considering the high ‎nutritional value and widespread consumption of sesame seed and tahini, either raw or as ingredients in ‎various food products, this study aimed to investigate the effects of different processing stages of sesame seed ‎and its conversion into tahini on the contents of essential minerals and heavy metals.‎

Materials and Methods: Samples were collected from various stages of sesame seed processing into tahini, ‎including raw sesame seed, washed raw sesame seed, hulled sesame seed, roasted sesame seed, and Tahini. ‎After sample preparation and ashing, the concentrations of heavy metals—arsenic (As), mercury (Hg), ‎cadmium (Cd), aluminum (Al), and lead (Pb)—and essential minerals—sodium (Na), potassium (K), calcium ‎‎(Ca), magnesium (Mg), iron (Fe), zinc (Zn), copper (Cu), manganese (Mn), molybdenum (Mo), cobalt (Co), ‎chromium (Cr), and nickel (Ni)—were determined using Inductively Coupled Plasma–Optical Emission ‎Spectrometry (ICP–OES). The statistical analysis was performed using one-way analysis of variance ‎‎(ANOVA), and mean comparisons were conducted using Tukey’s test at a 95% confidence level with Minitab ‎software.‎
Results: Both sesame seed and tahini contained considerable levels of essential macro-minerals (Na, K, Ca, ‎Mg) and trace elements (Fe, Zn, Cu, Mn, Mo, Co, Cr, Ni). The various processing stages had different effects ‎on the mineral composition. Overall, the contents of K, Mn, Cr, Mo, Ni, and As significantly decreased after ‎washing (P < 0.05). Similarly, levels of K, Mg, Ca, Mn, Cr, Co, Ni, and Mo significantly decreased following ‎dehulling compared with raw sesame seed (P < 0.05). Roasting of dehulled seeds caused a non-significant ‎increase in Na, Cu, Cr, Mo, Ni, and Co contents (P > 0.05). In the final tahini product, Na, Zn, Fe, and Cu ‎levels were significantly higher than in raw sesame seed (P < 0.05), while Ca, Mg, Mn, Cr, Co, and Mo ‎contents were significantly lower (P < 0.05). Among the heavy metals, only As and Pb were detected in raw ‎sesame seed; Cd, Hg, and Al were not detected in any samples. Washing significantly reduced As and Pb levels ‎‎(P < 0.05). Dehulling had no significant effect on As content, whereas Pb content slightly increased without ‎statistical significance (P > 0.05). Grinding and tahini production caused a significant increase in Pb ‎concentration (P < 0.05), whereas As levels in both tahini and roasted sesame seed were significantly lower ‎than in the raw seeds (P < 0.05).‎

Conclusion: The findings indicate that sesame seed and tahini are rich sources of essential minerals and can ‎contribute to dietary mineral intake. Washing sesame seeds before consumption is recommended to reduce ‎heavy metal contamination, particularly Pb and As. Nevertheless, due to potential contamination risks, ‎moderate consumption of dehulled sesame seeds and tahini should be considered in daily diets. It is further ‎recommended that tahini producers use sesame seeds with minimal heavy metal contamination and employ ‎proper processing equipment to ensure the safety of this popular food product.‎

کلیدواژه‌ها [English]

  • Essential Minerals
  • Heavy Metals
  • Processing. Sesame seed
  • Tahini. ‎

مراجع

  1. Eghbaljoo-Gharehgheshlaghi, H., Shariatifar, N., Arab, A., Alizadeh-Sani, M., Sani, I. K., Asdagh, A., & Arabameri, M. (2022). The concentration and probabilistic health risk assessment of trace metals in three type of sesame seeds using ICP-OES in Iran. International Journal of Environmental Analytical Chemistry, 102(17), 5936-5950. https://doi.org/10.1080/03067319.2020.1804896
  2. Kollia, E., Tsourouflis, K., & Markaki, P. (2016). Aflatoxin B1 in sesame seeds and sesame products from the Greek market. Food Additives and Contaminants: Part B, 9(3), 217-222.‏ https://doi.org/10.1080/19393210.2016.1179349
  3. Heshmati, A., Khorshidi, M., & Khaneghah, A. M. (2021). The prevalence and risk assessment of aflatoxin in sesame-based products. Italian Journal of Food Science, 33, 92-102 https://doi.org/10.15586/ijfs.v33iSP1.2065
  4. Kheirati Rounizi, S., Akrami Mohajeri, F., Moshtaghi Broujeni, H., Jambarsang, S., Kiani, H., & Khalili Sadrabad, E. (2023). The Mineral Content of Sesame Seed and Its Transition to Ardeh and Refined Sesame Oil. Iranian Food Science and Technology Research Journal, 19(4), 491-499. https://doi.org/10.22067/ifstrj.2022.76047.1161
  5. Özcan, M. M., Uslu, N., and Dursun, N. (2023). The effect of sesame seed processing steps on bioactive properties, nutraceutics and mineral contents of sesame seed, sesame paste (tehina) and oils. Food and Humanity, 1, 710-715.‏ https://doi.org/10.1016/j.foohum.2023.07.013
  6. Mulu, M., Esubalew, S., Tefera, M., & Guadie, A. (2022). Profiling of the levels and health risk assessment of heavy metals in sesame (Sesamum indicum) seeds in Ethiopia. Chemistry Africa, 5(5), 1743-1750.‏ https://doi.org/10.1007/s42250-022-00431-3
  7. Zhu, C., Yang, G., Li, H., Du, D., & Lin, Y. (2015). Electrochemical sensors and biosensors based on nanomaterials and nanostructures. Analytical Chemistry, 87(1), 230-249.‏ https://doi.org/10.1021/ac5039863
  8. Kargarghomsheh, P., Noghre, N., Sharifiarab, G., Mehraie, A., Tooryan, F., Alizadeh Sani, M., & Shariatifar, N. (2023). Evaluation of elements in Persian tahini (ardeh) using ICP-OES (inductively coupled plasma optical emission spectroscopy) method. International Journal of Environmental Analytical Chemistry, 105(8),1-15.‏ https://doi.org/10.1080/03067319.2023.2298363
  9. Sadeghi, N.; Rezaei Behzadi, H.; Behzad, M.; Jannat, B. and Hajimahmoodi, M. (2021). Simultaneous determination of heavy metals in Tahini by anodic stripping voltammetry. Human, Health and Halal Metrics, 2(1), 40-45. https://doi.org/10.30502/jhhhm.2021.288521.1034
  10. Abu-Almaaly, R. A. (2019). Estimate the contamination by some heavy metals in sesame seeds and Rashi product that available in local markets. Plant Archives, 19(2), 3217-3222.
  11. Hika, W. A., Atlabachew, M., & Amare, M. (2023). Geographical origin discrimination of Ethiopian sesame seeds by elemental analysis and chemometric tools. Food Chemistry: X, 17, 100545.‏ https://doi.org/10.1016/j.fochx.2022.100545
  12. Bolaños, D., Marchevsky, E. J., & Camiña, J. M. (2016). Elemental analysis of amaranth, chia, sesame, linen, and quinoa seeds by ICP-OES: assessment of classification by chemometrics. Food Analytical Methods, 9, 477-484.‏ https://doi.org/10.1007/s12161-015-0217-4
  13. Rahimi, M., & Gharachorloo, M. (2020). Determination of some antinutritional factors and heavy metals in sesame oil, raw and peeled sesame (Sesamum indicum) seed of two varieties cultivated in Iran. Journal of food science and technology (Iran), 17(98), 169-181.‏ https://doi.org/10.29252/fsct.17.01.15
  14. Akbulut, M. (2008). Comparative studies of mineral contents of hulled sesame paste (tahin), unhulled sesame paste (bozkir tahin) and their blends. Asian Journal of Chemistry, 20(3), 1801-1805.
  15. Liu, K., Zheng, J., & Chen, F. (2018). Effects of washing, soaking and domestic cooking on cadmium, arsenic and lead bioaccessibilities in rice. Journal of the Science of Food and Agriculture, 98(10), 3829-3835. https://doi.org/ 1002/jsfa.8897
  16. Taghizadeh, S. F., Davarynejad, G., Asili, J., Nemati, S. H., Rezaee, R., Goumenou, M., & Karimi, G. (2017). Health risk assessment of heavy metals via dietary intake of five pistachio (Pistacia vera) cultivars collected from different geographical sites in Iran. Food and Chemical Toxicology, 107, 99-107.

https://doi.org/10.1016/j.fct.2017.06.035

  1. Morekian, R., Mirlohi, M., Azadbakht, L., & Maracy, M. R. (2013). Heavy metal distribution frequency in Iranian and imported rice varieties marketed in central Iran, Yazd, 2012. International Journal of Environmental Health Engineering, 2(1), 36-41. https://doi.org/4103/2277-9183.122419
  2. Iranian National Standard No. 8034 (2022). Oilseeds – Determination of moisture and volatile matter content - Test method. 1st ed.
  3. Akinoso, R., Olayanju, T. A., Idehai, J. O., & Igbeka, J. (2008). The effects of varieties and moisture content on some physical and aerodynamic properties of Sesame seeds (Sesamum indicum L) as related to cleaning. International Journal of Food Engineering, 4(8), 11-28. https://doi.org/2202/1556-3758.1303
  4. Iranian National Standard No. 323 (2022). Sesame seed – Specifications and test methods. 2 nd Ed.
  5. Iranian National Standard No. 2695 (2016). Tahini - Specifications and test methods. 2nd ed.
  6. Bamigboye, A. Y., Okafor, A. C., and Adepoju, O. T. (2010). Proximate and mineral composition of whole and dehulled Nigerian sesame seed. African Journal of Food Science and Technology, 1(3), 71-75.
  7. Makinde, F. M., & Akinoso, R. O. E. N. T. G. E. N. (2013). Nutrient composition and effect of processing treatments on anti nutritional factors of Nigerian sesame (Sesamum indicum Linn) cultivars. International Food Research Journal, 20(5), 2293-2300.
  8. Elleuch, M., Bedigian, D., & Zitoun, A. (2011). Sesame (Sesamum indicum) seeds in food, nutrition, and health. In Nuts and seeds in health and disease prevention(pp. 1029-1036). Academic Press. https://doi.org/10.1016/B978-0-12-375688-6.10122-7
  9. Ahmed, I. A. M., Uslu, N., Özcan, M. M., Juhaimi, F. A., Ghafoor, K., Babiker, E. E., & Alqah, H. A. (2021). Effect of conventional oven roasting treatment on the physicochemical quality attributes of sesame seeds obtained from different locations. Food Chemistry, 338, 128109.‏ https://doi.org/10.1016/j.foodchem.2020.128109
  10. Tenyang, N., Ponka, R., Tiencheu, B., Djikeng, F. T., Azmeera, T., Karuna, M. S., Prasad, R. B. N., & Womeni, H. M. (2017). Effects of boiling and roasting on proximate composition, lipid oxidation, fatty acid profile and mineral content of two sesame varieties commercialized and consumed in Far-North Region of Cameroon. Food Chemistry, 221, 1308-1316. https://doi.org/10.1016/j.foodchem.2016.11.025
  11. Khare, A., Barhate, M., Wang, Y., & Arora, A. Y. (2025). Modulating antinutrients and mineral content in seeds and vegetables: The role of processing in enhancing mineral bioaccessibility. Food and Bioproducts Processing, 153, 121-135. https://doi.org/10.1016/j.fbp.2025.06.002
  12. Xia, Q., Du, Z., Lin, D., Huo, L., Qin, L., Wang, W., ... & An, Y. (2021). Review on contaminants in edible oil and analytical technologies. Oil Crop Science, 6(1), 23-27.
  13. Cheli, F., Campagnoli, A., Ventura, V., Brera, C., Berdini, C., Palmaccio, E., & Dell'Orto, ‎ (2010). Effects of industrial processing on the distributions of deoxynivalenol, ‎cadmium and lead in durum wheat milling fractions. LWT-Food Science and ‎Technology, 43(7), 1050-1057.‎ https://doi.org/10.1016/j.lwt.2010.01.024
  14. Feitosa, S., Greiner, R.; Meinhardt, A. K., Müller, A., Almeida, D. T., & Posten, C. (2018). Effect of traditional household processes on iron, zinc and copper bioaccessibility in black bean (Phaseolus vulgaris). Foods, 7(8), 123.‏ https://doi.org/10.3390/foods7080123
  15. Fahim, N. K., Beheshti, H. R., Janati, S. S. F., & Feizy, J. (2013). Survey of cadmium, lead, and arsenic in sesame from Iran. International Journal of Industrial Chemistry, 4(1), 10. https://doi.org/10.1186/2228-5547-4-10
  16. World Health Organization. (2020). Exposure to arsenic: a major public health concern. 2010. WHO Document Production Service: Geneva, Switzerland.
  17. Kolahkaj, M., Battaleblooie, S., Amanipoor, H., & Modabberi, S. (2017). Study of arsenic accumulation in rice and its exposure dose in residents of Meydavood area, Khoozestan Province. Iranian Journal of health and Environment, 9(4), 537-544. http://ijhe.tums.ac.ir/article-1-5714-en.html
  18. Shirzad, B., & Khakipour, N. (2022). Investigation the Contamination of Heavy Metals Lead, Cadmium and Arsenic in High Consumption Rice Samples of Anbarbo in Some Parts of Khuzestan Province. Food Technology & Nutrition, 19(1), 45-55. https://dorl.net/dor/20.1001.1.20080123.1400.18.3.1.
نشریه فرآوری و نگهداری مواد غذایی
دوره 17، شماره 4
دی 1404
صفحه 83-104

فایل ها

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار