Increased human body contamination with cadmium following inclusion of sunflower seeds in diet

Cover Page

Cite item

Full Text

Abstract

BACKGROUND: Sunflower seeds are characterized by their year-round availability, high nutritional value, and relatively low cost. Medical professionals and applied science experts emphasize the importance of incorporating whole sunflower seeds into the general population’s diet. However, concerns about consumer safety—particularly the elevated cadmium content in sunflower seeds—are periodically raised in mass media. The Oil and Fat Union of Russia acknowledges the existence of this issue. At the same time, there is no consensus among scientists regarding the permissible levels of heavy metals in food and their overall impact on human health and the food chain.

AIM: The study aimed to assess the contribution of cadmium to the total toxic load from heavy metals present in sunflower seeds and to determine potential health risks associated with their regular consumption using dietary simulation modeling.

MATERIALS AND METHODS: The study included food products of regional origin and water samples from 27 centralized water supply sources located in the areas where study participants resided. Seven-day dietary and water intake recall questionnaires were collected and processed from 160 physically healthy respondents of reproductive age. In addition, cadmium and other toxic elements were measured in 26 samples of snack-type sunflower seeds using chemical analysis.

RESULTS: The permissible concentration of toxic elements in sunflower seeds was exceeded only for cadmium, with an average content of 0.23 ± 0.06 mg/kg. Daily consumption of the seeds in the amount recommended by nutritionists (50 g per day), cadmium intake ranges from 0.007 to 0.009 mg, which is twice as high as the intake from food and water—0.0033 ± 0.0012 mg and 0.0007 ± 0.0003 mg, respectively.

CONCLUSION: Simulation modeling of dietary inclusion of 50 g of snack-type sunflower seeds predicts an oral cadmium intake corresponding to an average of 31.4% of the tolerable daily intake established in the Russian Federation.

About the authors

Svetlana R. Afonkina

Ufa Research Institute of Occupational Health and Human Ecology

Author for correspondence.
Email: svetafonk1@mail.ru
ORCID iD: 0000-0003-0445-9057
SPIN-code: 3521-1536

Cand. Sci. (Chemistry)

Russian Federation, Ufa

Margarita R. Yakhina

Ufa Research Institute of Occupational Health and Human Ecology

Email: zmr3313@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0003-2692-372X
SPIN-code: 5925-2360

Cand. Sci. (Biology), Associate Professor

Russian Federation, Ufa

Elsa N. Usmanova

Ufa Research Institute of Occupational Health and Human Ecology

Email: 4usmanova@gmail.com
ORCID iD: 0000-0002-5455-6472
SPIN-code: 9088-3293
Russian Federation, Ufa

Guzel R. Allayarova

Ufa Research Institute of Occupational Health and Human Ecology

Email: ufa.lab@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0003-0838-3598
SPIN-code: 3704-1010

Cand. Sci. (Biology)

Russian Federation, Ufa

Margarita I. Astakhova

Bashkir State Medical University

Email: Astachova_mi@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-8750-3852
SPIN-code: 4405-3181

MD, Cand. Sci. (Medicice), Associate Professor

Russian Federation, Ufa

Tatyana K. Larionova

Ufa Research Institute of Occupational Health and Human Ecology

Email: larionovatk@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0001-9754-4685
SPIN-code: 5305-0589

Cand. Sci. (Biology), Associate Professor

Russian Federation, Ufa

Rustem A. Daukaev

Ufa Research Institute of Occupational Health and Human Ecology

Email: ufa.lab@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0002-0421-4802
SPIN-code: 4086-7132

Cand. Sci. (Biology)

Russian Federation, Ufa

Anna S. Fazlieva

Ufa Research Institute of Occupational Health and Human Ecology

Email: nytik-21@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0002-0037-6791
SPIN-code: 6215-4556
Russian Federation, Ufa

References

  1. Moreda-Piñeiro J, Herbello-Hermelo P, Domínguez-González R, et al. Bioavailability assessment of essential and toxic metals in edible nuts and seeds. Food Chemistry. 2016;205:146–154. doi: 10.1016/j.foodchem.2016.03.006
  2. Bielecka J, Puścion-Jakubik A, Markiewicz-Żukowska R, et al. Assessment of the safe consumption of nuts in terms of the content of toxic elements with chemometric analysis. Nutrients. 2021;13(10):3606. doi: 10.3390/nu13103606 EDN: KXRVSL
  3. Adeleke BS, Babalola OO. Oilseed crop sunflower (Helianthus annuus) as a source of food: Nutritional and health benefits. Food Science & Nutrition. 2020;8(9):4666–4684. doi: 10.1002/fsn3.1783 EDN: GIXDYF
  4. Shikh EV, Makhova AA, Pogozheva AV, Elizarova EV. The importance of nuts in the prevention of various diseases. Problems of Nutrition. 2020. 89(3):14–21. doi: 10.24411/0042-8833-2020-10025 EDN: DJJBOF
  5. Nunes DO, Marques VB, Almenara CCP, et al. Linoleic acid reduces vascular reactivity and improves the vascular dysfunction of the small mesentery in hypertension. Journal of Nutritional Biochemistry. 201862:18–27. doi: 10.24411/0042-8833-2020-10025 EDN: DJJBOF
  6. Richmond K, Williams S, Mann J, et al. Markers of cardiovascular risk in postmenopausal women with type 2 diabetes are improved by the daily consumption of almonds or sunflower kernels: a feeding study. ISRN Nutrition. 2013;2013:1–9. doi: 10.5402/2013/626414
  7. Jiang R, Jacobs DR, Mayer-Davis E, et al. Nut and seed consumption and inflammatory markers in the multi-ethnic study of atherosclerosis. American Journal of Epidemiology. 2005;163(3):222–231. doi: 10.1093/aje/kwj033 EDN: IKNXGJ
  8. Pestrova NYu, Oparina SN. The influence of accumulation of lead ions on the reproduction of plants on the example of oilseed sunflower (Helianthus Annus L.). International Research Journal. 2016;(7-3):19–21. doi: 10.18454/IRJ.2016.49.044 EDN: WEYKNL
  9. Belikina AV, Obedkova LV, Opejkina TV. The importance of oilseed production for ensuring food security of the country. Nauchno-agronomicheskij zhurnal. 2018;(2):68–70. (In Russ.) EDN: VOXDYX
  10. Dyachenko YuA, Tsikunib AD. Analytical importance of determination of lipase activity for the express analysis of contamination by heavy metals of sunflower seeds. Proceedings of the Voronezh State University of Engineering Technologies. 2016; (3):218–222. doi: 10.20914/2310-1202-2016-3-218-222 EDN: XWNKFV
  11. Dyachenko YuA, Tsikunib AD. Lipase activity as factor of high quality and ecological purity of sunflower seeds. Food Processing: Techniques and Technology. 2017;44(1):118–123. doi: 10.21179/2074-9414-2017-1-118-123
  12. Reeves PG, Nielsen EJ, O’Brien-Nimens C, Vanderpool RA. Cadmium bioavailability from edible sunflower kernels: a long-term study with men and women volunteers. Environmental Research. 2001;87(2):81–91. doi: 10.1006/enrs.2001.4289
  13. Reeves PG, Chaney RL. Mineral status of female rats affects the absorption and organ distribution of dietary cadmium derived from edible sunflower kernels (Helianthus annuus L.). Environmental Research. 2001;85(3):215–225. doi: 10.1006/enrs.2000.4236
  14. Jacobs RM, Lee Jones AO, Fox MRS, Fry BE. Retention of dietary cadmium and the ameliorative effect of Zinc, Copper, and Manganese in japanese quail. The Journal of Nutrition. 1978;108(1):22–32. doi: 10.1093/jn/108.1.22
  15. Stosman KI, Sivac KV. Immunotoxic effect of acute cadmium sulfate exposure in rats. Medline.ru. Rossijskij Biomedicinskij zhurnal. 2020;21:166–175. EDN: LBUDOM
  16. Fazlieva AS, Daukaev RA, Karimov DO. Influence of cadmium on population health and methods for preventing its toxic effects. Occupational health and human ecology. 2022;(1):220–235. doi: 10.24411/2411-3794-2022-10115 EDN: GLPABT
  17. Ghumman NA, Naseem N, Latif W, Nagi AH. Dose-dependent morphological changes of cadmium chloride on kidney of albino mice. Biomedica. 2018;34(4):253–258.
  18. Fazlyeva AS, Usmanova EN, Karimov DO, et al. Accumulation of cadmium in living systems as an environmental pollutuin problem. Medicina truda i jekologija cheloveka. 2018;(3):47–51. EDN: MGGHBR
  19. Pessôa GS, Lopes Júnior CA, Madrid KC, Arruda MAZ. A quantitative approach for Cd, Cu, Fe and Mn through laser ablation imaging for evaluating the translocation and accumulation of metals in sunflower seeds. Talanta. 2017;167:317–324. doi: 10.1016/j.talanta.2017.02.029
  20. Sterckeman T, Thomine S. Mechanisms of Cadmium accumulation in plants. Critical Reviews in Plant Sciences. 2020;39(4):322–359. doi: 10.1080/07352689.2020.1792179 EDN: YFIGDU
  21. Vysotskaya EA, Baryshnikova OS. Analysis of mobile forms of heavy metals in soils roadside sunflower agrocenoses. Agroecoinfo. 2021;(3):19. EDN: YEEHRR
  22. Troc NM. Translocation of heavy metals in agricultural landscapes of the Samara region under the influence of natural and anthropogenic factors [dissertation]. Samara; 2018. Available from: https://elibrary.ru/jfmuol (In Russ.) EDN: JFMUOL
  23. Guo S, Ge Y, Na Jom K. A review of phytochemistry, metabolite changes, and medicinal uses of the common sunflower seed and sprouts (Helianthus annuus L.). Chemistry Central Journal. 2017;11(1):95. doi: 10.1186/s13065-017-0328-7 EDN: LXTGDL
  24. Shur PZ, Fokin VA, Novosyolov VG. To the issue of assessing the acceptable daily intake of cadmium with food. Public Health and Life Environment - Ph&Le. 2015;(12):30–33. EDN: VBEVTD
  25. Fazlieva AS, Daukaev RA, Karimov DO, et al. Public health risks caused by contamination of local food products. Health Risk Analysis. 2022;(4):100–108. doi: 10.21668/health.risk/2022.4.09 EDN: XWTGVU

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download

Copyright (c) 2025 Eco-Vector

Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International License.
 


Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».